摘要：主要研究甲醇加注站的節(jié)能與環(huán)保優(yōu)化策略，解決了環(huán)境污染和能效低的問題。通過活性炭吸附、冷凝循環(huán)以及光催化氧化等廢氣處理技術(shù)，廢氣處理效率在85%～90%；采用雙層罐設(shè)計和生物降解控制水污染，減少甲醇滲漏；隔音屏障和低噪聲設(shè)備降低噪聲35 dB。節(jié)能方面，優(yōu)化設(shè)施與設(shè)計并升級智能設(shè)備，日均節(jié)電量為12 kW·h，年電量為4 380 kW·h。

關(guān)鍵詞：甲醇加注站；環(huán)保技術(shù)；節(jié)能優(yōu)化；廢氣處理；水污染控制

中圖分類號：TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-9500（2025）03-0-03

Research on the Application of Environmental Protection Technologies and Energy Saving Optimization Strategies in the Construction of Methanol Injection Stations

WANG Hui

（Xi’an Transportation Gas Co.， Ltd.， Xi’an 710000， China）

Abstract： The main research focuses on energy-saving and environmental optimization strategies for methanol injection stations， solving the problems of environmental pollution and low energy efficiency. Through technologies such as activated carbon adsorption， condensation cycle， and photocatalytic oxidation， the efficiency of exhaust gas treatment ranges from 85% to 90%; Adopting a double-layer tank design and biodegradation to control water pollution and reduce methanol leakage; Noise barriers and low-noise equipment reduce noise by 35 dB. In terms of energy conservation， optimizing facilities and designs， and upgrading smart devices， the daily energy savings are 12 kW·h， and the annual energy savings are 4 380 kW·h.

Keywords： methanol injection station; environmental protection technology; energy saving optimization; waste gas treatment; water pollution control

隨著全球能源危機(jī)與環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)峻，清潔能源的開發(fā)與利用成為各國推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的重要方向。甲醇作為一種清潔、高效、低碳的燃料獲得關(guān)注。甲醇來源豐富且燃燒產(chǎn)物相對環(huán)保，空氣污染物的排放明顯低于傳統(tǒng)化石燃料，適合作為交通燃料和能源儲備。甲醇加注站的建設(shè)與運(yùn)營中，廢氣排放、水資源污染、噪聲干擾等環(huán)境問題依然嚴(yán)峻，若處理不當(dāng)可能威脅加注站的安全性并破壞周邊生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)性。隨著甲醇燃料需求的增長，需要在確保環(huán)保合規(guī)的基礎(chǔ)上，降低能耗成本并提高經(jīng)濟(jì)效益。

1 環(huán)保技術(shù)的現(xiàn)狀

1.1 甲醇加注站的基本概念

甲醇加注站是為甲醇燃油汽車或相關(guān)設(shè)備提供安全、快捷的M100車用甲醇燃料和甲醇汽油加注服務(wù)，并配備相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施來確保加注過程的高效與安全。甲醇加注站包括儲存、輸送、加注、泄漏檢測及甲醇應(yīng)急處理等模塊。甲醇加注站的核心設(shè)施為罐體和加注設(shè)備，罐體用于安全儲存甲醇，加注裝置則由自動控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)將甲醇輸送到加注接口，并保證加注過程的精確性和安全性[1]。加注站和設(shè)計及運(yùn)行必須嚴(yán)格執(zhí)行安全、環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，避免因泄漏或發(fā)生火災(zāi)造成環(huán)境污染或安全事故。

1.2 相關(guān)法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)

甲醇加注站的建設(shè)和運(yùn)營主要依據(jù)《汽車加油加氣站設(shè)計施工規(guī)范》（GB 50156—2002）和《甲醇燃料加注站設(shè)計規(guī)范》（GB/T 34545—2017）等標(biāo)準(zhǔn)。《汽車加油加氣站設(shè)計施工規(guī)范》（GB 50156—2002）規(guī)定了加注站的選址、結(jié)構(gòu)設(shè)計、設(shè)備配置及安全防護(hù)措施，以免引發(fā)甲醇泄漏和火災(zāi)等事故。《甲醇燃料加注站設(shè)計規(guī)范》（GB/T 34545—2017）針對甲醇燃料的儲存和加注過程，從選址、建筑結(jié)構(gòu)、防火、罐體設(shè)置到設(shè)備選型等方面提出了詳細(xì)要求[2]。此外，根據(jù)《危險化學(xué)品安全管理?xiàng)l例》和《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》，加注站必須安裝廢氣治理、水污染防治和噪聲控制設(shè)備，防止環(huán)境污染。部分城市還根據(jù)自身環(huán)保要求對規(guī)定進(jìn)行補(bǔ)充。甲醇燃料的推廣應(yīng)用必須嚴(yán)格遵守這些法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，確保公共安全和環(huán)境質(zhì)量。

2 環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用

2.1 廢氣處理技術(shù)

甲醇加注站中，揮發(fā)性有機(jī)物（Volatile Organic Compounds，VOCs）的排放主要來源于甲醇的揮發(fā)和儲存過程。常用廢氣處理技術(shù)包括活性炭吸附、冷凝循環(huán)等?；钚蕴课嚼闷涓弑缺砻娣e和強(qiáng)吸附能力捕捉甲醇蒸氣。實(shí)際應(yīng)用中，活性炭的比表面積一般為1 000～1 200 m2/g，吸附容量在500～700 mg/g，可滿足大多數(shù)甲醇加注站的廢氣處理需求[3]。再生效率與吸附溫度、氣體濃度密切相關(guān)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)吸附溫度為25 ℃、氣體濃度為2×10-4時，再生效率可達(dá)85%以上?；钚蕴课窖b置運(yùn)行時，需定期更換或再生以保持吸附性能，再生過程采用加熱脫附，溫度控制在120～150 ℃，能源消耗約為0.5（kW·h）/kg。吸附效率計算公式為

（1）

式中：η為吸附效率；Cin和Cout分別為進(jìn)入和排出的甲醇濃度。

冷凝循環(huán)能夠降低廢氣溫度使甲醇蒸氣冷凝成液態(tài)回收利用。甲醇加注站中常用的冷凝系統(tǒng)工作溫度在-10～-30 ℃，冷凝效率與溫度和氣體流速相關(guān)。在處理甲醇濃度為3×10-4、氣體流速為2 m3/min的廢氣時，冷凝效率可達(dá)到80%。冷凝過程的能耗主要來自制冷系統(tǒng)，電力消耗約1.2（kW·h）/m3。冷凝回收量計算公式為

Q=V·（Cin-Cout）（2）

式中：Q為回收的甲醇量；V為氣體流速。

2.2 噪聲控制技術(shù)

甲醇加注站的運(yùn)營和施工過程中，噪聲污染來源于設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)和施工機(jī)械。需采取有效的噪聲控制技術(shù)來降低噪聲對周圍環(huán)境的影響，包括隔音屏障、低噪聲設(shè)備的使用和合理施工安排。采用復(fù)合隔音材料的屏障可以有效衰減聲壓級[4]。以聚乙烯和聚氯乙烯為主材的隔音板，其隔音量可達(dá)30～35 dB，表面密度為15 kg/m2。在一個施工現(xiàn)場測得，未采取屏障時的噪聲強(qiáng)度為85 dB，安裝隔音屏障后測得噪聲強(qiáng)度降為50 dB。屏障性能計算公式為

（3）

式中：?L為降噪量，dB；P1和P2分別為屏障前后噪聲的聲壓級。

甲醇加注站施工中，常見的噪聲源包括挖掘機(jī)和吊裝設(shè)備。采用配備降噪消音器的挖掘機(jī)，其噪聲水平降至65 dB，相較于傳統(tǒng)設(shè)備減少約20 dB。綜合采用隔音屏障和低噪聲設(shè)備后的總降噪效果可以疊加計算，計算公式為

Ltotal=Lsource-（?Lbarrier+?Lequipment）（4）

式中：Ltotal為最終噪聲強(qiáng)度；Lsource為源噪聲強(qiáng)度；?Lbarrier和?Lequipment分別為隔音屏障和低噪聲設(shè)備的降噪量。

3 節(jié)能優(yōu)化策略

甲醇加注站在廢氣處理和噪聲控制過程中面臨高能耗和效率不穩(wěn)定的問題。廢氣處理中，VOCs排放主要來源于甲醇儲存和加注，傳統(tǒng)的廢氣處理方法如活性炭吸附、冷凝和光催化氧化雖然效果不錯，但是能耗較高且在負(fù)荷波動或氣候變化時效率不穩(wěn)定。因此，提出了節(jié)能優(yōu)化策略。

首先，采用改性活性炭提升吸附效率，使用新型冷凝設(shè)備和高效熱交換器提高甲醇回收率，結(jié)合活性炭吸附、冷凝回收等技術(shù)分階段處理廢氣，并通過智能化控制系統(tǒng)實(shí)時調(diào)節(jié)負(fù)荷，最大限度降低能耗。

其次，噪聲控制方面，施工階段高功率設(shè)備和機(jī)械作業(yè)往往導(dǎo)致噪聲超標(biāo)，影響周邊環(huán)境。傳統(tǒng)噪聲治理措施能耗大且效果差，尤其在長期施工中。因此，采用低噪聲設(shè)備如電動挖掘機(jī)和液壓驅(qū)動設(shè)備，噪聲可降低15～20 dB，提升能效約10%；使用輕型復(fù)合隔音屏障提高噪聲衰減效果，并減少能源消耗約20%。

最后，優(yōu)化施工調(diào)度，合理安排設(shè)備使用，減少高噪聲設(shè)備同步工作頻率，并通過噪聲傳感器實(shí)時監(jiān)控和調(diào)節(jié)設(shè)備運(yùn)行方式，減少噪聲污染。

4 甲醇加注站的能源效率提升路徑

4.1 智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用

甲醇加注站的能源消耗與廢氣處理和噪聲控制設(shè)備緊密相關(guān)，更與整體站點(diǎn)的能源管理體系息息相關(guān)。傳統(tǒng)的甲醇加注站能源管理多依賴人工監(jiān)控和經(jīng)驗(yàn)判斷，難以實(shí)現(xiàn)能效的實(shí)時優(yōu)化與智能調(diào)度。引入智能控制系統(tǒng)后，能夠?qū)崟r監(jiān)測甲醇加注站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，依據(jù)大數(shù)據(jù)分析優(yōu)化能效。智能控制系統(tǒng)通過傳感器和執(zhí)行器在不同設(shè)備之間建立起反饋機(jī)制，實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的聯(lián)動，優(yōu)化整體能效。此外，智能系統(tǒng)能夠預(yù)測甲醇加注站設(shè)備的維護(hù)周期，通過提前報警和優(yōu)化調(diào)度，延長設(shè)備使用壽命，減少故障停機(jī)造成的能效損失。

智能控制不僅可以控制廢氣和噪聲控制系統(tǒng)，還可以控制調(diào)節(jié)加注站其他設(shè)備。系統(tǒng)依據(jù)設(shè)備負(fù)載的不同，實(shí)時調(diào)整設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，確保能效最優(yōu)化，避免設(shè)備長時間在高負(fù)荷下運(yùn)行而增加能耗。

4.2 設(shè)備升級與節(jié)能技術(shù)

隨著科技的進(jìn)步，甲醇加注站的節(jié)能技術(shù)逐步得到了升級。在廢氣處理方面，除了傳統(tǒng)的活性炭吸附、冷凝回收等方法，還可以引入高效膜分離技術(shù)和智能化熱交換系統(tǒng)。同時，需要改造甲醇加注站設(shè)備。對于傳統(tǒng)的壓縮機(jī)和泵等高耗能設(shè)備，采用高效節(jié)能型設(shè)備是提升能效的重要途徑。

對于廢氣冷凝回收系統(tǒng)的改造，可以通過提高熱交換器的熱效率來減少能源的損失。在傳統(tǒng)冷凝回收系統(tǒng)中，熱交換器效率較低，會造成能源浪費(fèi)，而新的高效熱交換器通過優(yōu)化熱交換面積與流道設(shè)計，能夠使冷凝過程更加高效，極大減少了制冷和加熱所需的能源消耗。此外，新型的冷凝設(shè)備能夠在更廣泛的溫度范圍內(nèi)工作，為甲醇加注站的不同氣候條件下提供了更大的適應(yīng)性，確保在各種環(huán)境條件下依舊能保持較低的能耗水平。

設(shè)備之間的協(xié)同作業(yè)也極為重要。例如，優(yōu)化冷凝回收與吸附系統(tǒng)的聯(lián)動，在實(shí)際操作中根據(jù)廢氣濃度和溫度的變化靈活切換工作模式，可以提升甲醇回收率，減少系統(tǒng)總能耗。

4.3 綜合能源管理平臺的構(gòu)建

為實(shí)現(xiàn)甲醇加注站的全面節(jié)能目標(biāo)，需要構(gòu)建一個集成的能源管理平臺。該平臺不僅能夠?qū)崟r監(jiān)控加注站內(nèi)各類設(shè)備的能源消耗，還能夠統(tǒng)籌安排不同能源的使用，避免資源浪費(fèi)。通過綜合能源管理平臺，管理人員可以更加精準(zhǔn)地掌握各項(xiàng)設(shè)備的能源使用情況，從而進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度。通過智能算法，平臺能夠預(yù)測不同時間段的能源需求，自動調(diào)整能源分配，提高站點(diǎn)整體的能效。

綜合能源管理平臺能夠精細(xì)化管理加注站內(nèi)的電力、熱能、氣體等多種能源的使用。在甲醇加注過程中，平臺能夠?qū)崟r監(jiān)控加注設(shè)備和儲罐的能耗，通過調(diào)整運(yùn)行模式或定時調(diào)整設(shè)備負(fù)載，確保能源的最優(yōu)化利用。同時，該平臺通過設(shè)定能效標(biāo)準(zhǔn)，評估各類設(shè)備能效，根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行情況提出能效提升建議。

5 結(jié)論

系統(tǒng)探討了甲醇加注站在應(yīng)用環(huán)境保護(hù)技術(shù)和節(jié)能優(yōu)化戰(zhàn)略的實(shí)際效果和前景等問題。經(jīng)過廢氣治理、水污染控制、噪聲控制等技術(shù)手段，加注站在減少污染排放和改善環(huán)境質(zhì)量方面取得了顯著成效。環(huán)保節(jié)能技術(shù)既能顯著降低加注站運(yùn)營成本，又能在滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的情況下提升其市場競爭力。

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