详细:
工艺流程:
如图所示:装车挥发的有机气体经集气管路,进入其中一个活性炭床A,有机气体中的VOCS被炭床吸附下来,达标的气体经放空管线排放到大气中。
当炭床A吸附到设定值时,装置自动切换到另一炭床B进行吸附,此时,碳床A进行再生。首先,建立汽油循环,同时启动真空泵,真空泵转速根据泵前压力来控制,活性炭床将会再生一段时间,当真空度继续降低,吹扫电磁阀打开,吸入干净的空气使更多的烃类从炭床上脱附下来,吹扫结束,开启放空阀,恢复炭床压力。此时炭床A的吸附——再生周期已经完成,炭床B同理。油气回收的意义
随着经济的快速发展和汽车拥有量的迅速攀升,中国的石油能源供应日趋紧张,对国外原油进口的依赖性也日益增大,据统计,2004年国产原油和进口原油总量约2.9 亿吨,其中光进口原油就达1.2亿吨。但汽油在运输、储存过程中的油气挥发的问题尚未引起我们足够的重视。 据CARB(加利福尼亚空气资源协会)对加油站(没安装油气回收装置)的检测表明,每销售1000加仑(合2952kg)的汽油会有0.84 磅( 0.38kg)的汽油从油罐中通过呼吸损耗,另有8.4磅(3.8kg)的汽油会在加油的过程中因挥发损耗。油罐区域内的油气排放量也很大:温度每升高1摄氏度,汽油会排出0.21%的油气,储存天数越多,罐内油气体积与油液体积之比越大;如果200万吨油存放在利用率为50%的油罐内300天,平均每天气温变化10摄氏度,就会有55万多立方米(660吨)油气排放到大气中。国内资料也表明,2003年全国消耗汽油5000万吨,在运、转、销过程中至少排放2.8亿立方米(34万吨)油气,油气挥发造成的经济损失高达13亿人民币;而据不完全统计,2004年我国因油气挥发造成的经济损失高达20亿人民币 。
油气挥发会产生大量高饱和浓度油气,如果碰到火星或静电就会发生爆炸,这对油罐区及加油站等都带来了极大的安全隐患。现在一些闹市区的加油站开始安装带回气装置的加油枪,虽然解决了给汽车加油端产生的油气挥发问题,但由于抽回的油气并没有经过回收处理,大多集中通过呼吸帽重新排出,所以并未从根本上消除安全隐患。
油气主要成分有苯、二甲苯、乙基苯及其他碳氢化合物,多属致癌物质而且由于大多数加油站建在城镇交通要道等人群相对集中地区,油气排放的空间高度也在人们呼吸带范围,因此,油气对人体造成的危害也不能忽视。油气被紫外线照射以后,会与空气中其他有害气体发生一系列光化学反应,形成毒性更大的污染物,进一步对人们的健康产生威胁。
在欧洲和美国,油气回收在上世纪七十年代开始起步,到现在已经形成了较为成熟的油气回收技术和相对完善的规范法规。1990年美国联邦环保局就实施修订的《空气保护法》,规定加油站空气质量不能满足法规要求时.必须安装油气回收设备。2001年,CARB(加利福尼亚空气资源协会)又提出了更为严格的EVR(Enhanced Vapor Recovery)法令,要求从2002年开始加装更先进的油气处理设备,2004年到2006年期间,强制性将所有加油站配套安装油气处理设备。在我国,对油气回收的立法也已提上日程。2002年国家质量监督总局和建设部制定的《汽车加油加气站设计与施工规范》对加油站安装油气回收和渗漏检测设施做出了明确规定。2007年8月1日,国家环保部颁布实施了GB20950-2007《储油库大气污染物排放标准》,规定了处理装置油气排放限制不超过25g/m3,处理效率不低于95%。
油气回收技术
目前的油气回收技术从原理上看可以分为4种,即吸收、冷凝、吸附和膜分离法。
吸收法
吸收法是在常压常温或常压低温下,利用馏出轻组分的汽油(或废油)、煤油系溶剂、轻柴油、特制有机溶剂等易吸收油气的吸收液,在吸收塔内与油气喷淋接触以溶解吸收其中的油气。吸收法的处理效果受吸收剂的影响很大,而且通常吸收剂的回收率很难达到80%以上。吸收法还有占地面积大、不利于间歇操作的缺点。
吸附法
吸附法是利用活性炭来吸附回收油气。吸附法油气回收装置一般包括变压吸附单元、分离罐和吸收塔三个单元。油气收集装置收集到的油气首先进入变压吸附单元进行油气的吸附和脱附,脱附的油气经过分离塔进入吸收塔被吸收液吸收。吸附法回收效率高,装置占地面积小,节能效果好,达到进口装置水平。
冷凝法
冷凝法是利用制冷剂通过热交换器对油气进行冷凝,可直接回收油品。油气经过预冷器温度降到4℃左右,油气中的大部分水汽凝结为水排出,油气进入一级冷却器冷却到约-40℃左右,再进入二级冷却器冷却到约-70℃以下,经过一、二级冷却可以使大部分挥发性有机化合物冷凝成为液体回收,排放的油气浓度能够达到35mg/L标准。但由于为间接传热,制冷剂温度要很低 (-80~-70℃)才可保证有较高的回收率。如果要求排放的油气浓度更低,则需要对油气更高级的冷却。冷凝法安全性及油气回收效率较高,但一次性投资较大,另外更主要的缺点是由于要将油气冷却到-80~-70℃的低温,所需要的能耗太高,运行费用高昂。
膜分离法
膜分离技术是传统的压缩、冷凝法和选择性渗透膜技术的结合,由于油气与空气混合物中烃分子与空气分子的大小不同,在某些薄膜中的渗透速率差异极大,膜分离技术就是利用薄膜这一物理特性来实现烃蒸气与空气的分离。膜分离法回收油气时,在混合气进入膜分离器前增加压缩+冷凝过程,压缩冷凝后的油气再通过膜将油气与空气的分离,分离后的油气返回压缩机入口与装卸产生的油气一起重复上述工艺过程。经膜分离净化后的空气排入大气。膜分离技术油气回收率较高。
经济性
油气回收的经济效益是为客户所关注的,从油气回收技术的工作原理可知,冷凝法由于需要维持设备运行的低温状态,功耗高。吸收法通过吸收剂吸收油气,需要溶剂泵把吸收剂抽到一个十几米高的吸收塔顶部,与吸附法相比,装置占地面积、功率、能耗都是比较高的。膜分离法的膜主要依赖进口,费用较高。
发展历史
从美国、德国等油气回收技术发展完善的国家可以看出,上世纪八十年代以前都是冷凝法技术,但是九十年代以后,吸附法已经逐渐取代冷凝法占主导位置。近十年新安装的油气回收系统,吸附法在数量上已经占绝对优势。
社会效益
油气回收装置在全国摧广应用,每年可减少上亿立方米油气排放到大气中,从而可以有效地控制有机气体的污染,有利于保护生态环境。同时,回收的汽油能过给用户带来巨大的经济效益。
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