陳賽賽 王曉軍 張正杰 張 赟

〔中國石化浙江臺州石油分公司 浙江臺州 318000〕

油氣排放處理裝置也稱三次油氣回收設(shè)備(以下簡稱處理裝置)，主要是基于吸附、吸收、冷凝、膜分離等方法對加油時(shí)二次油氣回收系統(tǒng)收集的油氣進(jìn)行回收處理。處理裝置可以有效減少加油站的油氣排放量，降低污染和安全隱患，但安裝的處理裝置在使用較長時(shí)間后，油氣回收效率逐漸降低，回收的效果也很難達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)[1]，且處理裝置的安裝和維護(hù)成本較高。有調(diào)查發(fā)現(xiàn)，某地區(qū)150余臺處理裝置兩年多維修了1 000余次。若將其效益和成本折合為碳排放，綜合碳排放非但沒有減少，甚至有所增加[2]。

事實(shí)上，處理裝置正常運(yùn)行后加油站的油氣排放量基本為零，處理裝置的實(shí)際綜合效益體現(xiàn)在呼吸閥油氣的減排量上。國內(nèi)對于處理裝置的效益分析都是基于理論數(shù)據(jù)，即按照氣液比和汽油銷量來計(jì)算安裝處理裝置后的減排量，缺乏實(shí)際檢測數(shù)據(jù)支撐。因此，本研究通過在油氣排放管安裝氣體流量計(jì)，檢測未安裝處理裝置的加油站的實(shí)際排放量，據(jù)此對安裝處理裝置后的實(shí)際效益進(jìn)行定量分析，同時(shí)采集4座安裝了處理裝置的加油站的運(yùn)行數(shù)據(jù)，對處理裝置的運(yùn)行效益進(jìn)行綜合分析。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)儀器

RI-415紅外線便攜式可燃?xì)鈿怏w檢測儀；熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)。

1.2 試驗(yàn)方法

在A加油站(未安裝處理裝置)的油氣排放管道上安裝氣體流量計(jì)，統(tǒng)計(jì)加油站每小時(shí)和每日的油氣排放量。同時(shí)，對安裝了處理裝置的B、C、D和E加油站的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。

2 結(jié)果

2.1 未安裝處理裝置的加油站的油氣排放情況

A加油站油氣排放管道上的流量計(jì)顯示七日累計(jì)排放油氣84.93 m3，日均排氣量約12 m3(見表1)，七日汽油銷量累計(jì)約345 t，油氣排放量在理論范圍內(nèi)(按氣液比0.9～1.2、汽油濃度750 kg/m3計(jì)算，七日理論排放量為0～92 m3)。

表1 油氣排放管道的七日排放量及汽油銷量

經(jīng)檢測，油氣體積濃度在30%～35%(0.89～1.05 kg/m3)之間。按照油氣平均質(zhì)量濃度0.923 kg/m3[3]、油價(jià)7元/L計(jì)算，A加油站因油氣排放日均損失約105元。由于不同加油站二次回收系統(tǒng)的運(yùn)行情況、氣液比、油罐氣密性及汽油銷量等方面存在差異，故不同加油站的油氣排放量不同，造成的環(huán)境影響也不同。

2.2 四座處理裝置試點(diǎn)站的運(yùn)行情況

2.2.1 運(yùn)行效果

對B、C、D、E四座站的處理裝置的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，結(jié)果顯示四座站的處理裝置運(yùn)行均比較穩(wěn)定。加油站在未運(yùn)行處理裝置之前，油罐壓力峰值均達(dá)到了呼吸閥的開啟壓力，說明四座加油站均有油氣排放現(xiàn)象，其中B、E加油站由于汽油銷量較少，故排氣頻次較少。C、D加油站汽油銷量較多，故排氣頻次較多；運(yùn)行處理裝置后，油罐壓力有明顯下降(見圖1)，罐內(nèi)壓力基本達(dá)不到呼吸閥的開啟壓力，油氣排放基本為零，但D的處理裝置在卸油時(shí)需關(guān)停，因此卸油時(shí)的油罐壓力較大，可能仍會有排氣現(xiàn)象。

圖1 4座試點(diǎn)站處理裝置運(yùn)行前后油罐壓力的變化

2.2.2 耗電情況

4座站均設(shè)置了不同的啟/停壓力(見表2)。從效果來看，銷量較小的E加油站設(shè)置了較高的啟/停壓力也可以有效減少油氣排放，且能耗較低；銷量最大的D加油站處理裝置的日均運(yùn)行時(shí)間最長，而銷量相對較小的C加油站，耗電量最大?？梢娫趩?停壓力設(shè)置較低的情況下，冷凝+膜處理技術(shù)能耗較高。

表2 4座試點(diǎn)站的處理裝置耗電情況

2.2.3 故障及維保情況

處理裝置的保修期為2～5年，壓力傳感器、壓縮機(jī)、膜組件及泵等關(guān)鍵元件易出現(xiàn)問題，元件更換費(fèi)用較高，維修周期約1～2周。吸附型處理裝置的活性炭一般3～8年更換一次，剛投入使用的處理裝置其活性炭在鈍化過程中會出現(xiàn)高溫報(bào)警，此類故障可隨時(shí)間自動(dòng)消除。就目前的報(bào)修情況來看，4座站在調(diào)試運(yùn)行階段都出現(xiàn)了問題，大部分是設(shè)備達(dá)到壓力后不啟動(dòng)或壓力降低后不停機(jī)的故障。有的加油站在安裝處理裝置后，油槍的預(yù)警/報(bào)警現(xiàn)象較以前頻繁，可能是當(dāng)處理裝置正常運(yùn)行時(shí)，油罐壓力較低，甚至出現(xiàn)負(fù)壓的情況，對油槍的氣液比有一定的影響。處理裝置常見故障見表3。

表3 處理裝置常見故障

3 討論

3.1 效益問題

有研究指出，加油站油槍口及周邊的一定范圍內(nèi)，油氣濃度在爆炸下限以上，有嚴(yán)重的安全隱患[4-5]，安裝處理裝置可產(chǎn)生一定的環(huán)境和社會效益。但處理裝置存在安裝成本高、維保成本高、產(chǎn)出較低的不足，對于不同汽油銷量的加油站，因油氣的產(chǎn)生量和排放量不同，故處理裝置所帶來的環(huán)境及經(jīng)濟(jì)效益是不同的。以A加油站為例，日銷量47 t左右，正常運(yùn)行處理裝置后，按處理裝置日均耗電10元、維護(hù)及人工成本不計(jì)的話，每天可產(chǎn)生約95元的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)還有日均減排12 m3的環(huán)境效益。但對于汽油銷量較少的加油站而言，其經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益較低。

3.2 處理裝置的選擇

加油站應(yīng)按汽油銷量選擇相應(yīng)處理裝置。吸附-風(fēng)冷型處理裝置維護(hù)簡單、成本低且能耗低，但其吸附材料易飽和且會造成二次污染，適用于處理需求較低的加油油站；冷凝-膜處理技術(shù)在安全性、穩(wěn)定性和占地面積上有優(yōu)勢，但膜法對高濃度的油氣處理效果不理想，且其能耗和維保費(fèi)用較高，適用于年銷量萬噸以下及場地面積較小的加油站[6]；冷凝-吸附型處理裝置處理效果較好，但能耗較高，適用于處理需求較高的加油站。

3.3 啟/停壓力設(shè)置

處理裝置的啟動(dòng)壓力過低時(shí)會造成設(shè)備頻繁啟動(dòng)，耗電較多，且易造成裝置部件的損耗，但裝置的啟動(dòng)壓力設(shè)置過高時(shí)，又可能達(dá)不到對油氣的處理效果，因此在設(shè)置啟/停壓力時(shí)應(yīng)根據(jù)加油站的汽油銷量及裝置的工藝情況進(jìn)行調(diào)整，啟動(dòng)壓力宜設(shè)置在300～ 1 000 Pa之間[7]，停止壓力宜設(shè)置在0 ～ 50 Pa之間[8]。

4 結(jié)論

加油站實(shí)際油氣排放量在理論排放量范圍內(nèi)，油氣排放處理裝置正常運(yùn)行的加油站其排氣量基本為零。處理裝置的運(yùn)維成本較高，對汽油銷量較大的加油站有較好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，對汽油銷量較低的加油站具有一定的環(huán)境效益，但綜合效益較低甚至為負(fù)。建議對不同汽油銷量和油氣排放量的加油站進(jìn)行分級。加油站根據(jù)自身的級別選擇相應(yīng)處理能力和相應(yīng)處理工藝的油氣排放處理裝置，并設(shè)置相應(yīng)的啟/停壓力，確保加油站油氣排放達(dá)標(biāo)和經(jīng)濟(jì)效益。