[发明专利]用于加油站的油气回收处理方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种油气回收处理方法和实现该方法的处理系统，尤其是用于加油站的油气回收处理方法和系统。

背景技术

随着社会经济的不断发展和机动车数量的日益增多，一些大中城市或其周边的加油站数量也日益增多。加油站是提供交通工具动力燃料的补给站，但同时也会因为汽油等轻质油品挥发至空气中而形成烃类挥发性有机化合物(烃类VOCs)，人们通常称之为“油气”。随着人们对城市大气环境污染问题的日益重视，国内大中城市加油站的烃类VOCs污染治理问题也逐渐引起人们的关注。根据欧美发达国家的实践，一般将涉及到加油站的油气回收划分为收油和发油两个阶段，分别称为第一阶段(Phase I or Stage I)、第二阶段(Phase II or Stage II)的油气回收。

第一阶段的油气回收针对地下储油罐的收油阶段。在国外，一般采用将油槽车与地下储油罐的输油管及油气回收管连接成密闭的回收系统，当油槽车卸油时，地下储油罐中同体积的油气就会回收到油槽车中，再由后者将回收的油气带回油库集中处理。

第二阶段的油气回收是指当车辆加油时，利用加油枪上的特殊装置，将原本由车辆油箱逸散于空气中的油气经加油枪、抽气泵进行回收，并将回收的油气储存在地下储油罐内饱压，不做排放。要达到这个效果，油气回收型加油枪抽气量A与加油量L的比值(Airto Liquid Volume Ratio，A/L)也要接近于1:1，亦即每加1L油，地下储油罐液位下降产生1L空间，而同时经由加油枪回收相当于1L体积的油气，送回地下储油罐内填补液位下降空间而达到压力平衡，所回收的饱和油气也可以减少地下储油罐内汽油的进一步挥发。常见的Stage II油气回收系统包括蒸气平衡式和真空辅助式两种，这两种型式都必须采用专用的油气回收型加油枪。在对常规加油站进行相应的技术升级改造时，除了油气回收型加油枪、真空泵、脱断阀之外，油气回收管线必须按要求埋进地下，并将全天候阻火呼吸阀改为压力/真空阀。

国外的最新研究表明，当A/L＝1时，真空辅助平衡式油气回收系统的有效回收率为75％；只有当A/L＝1.4～1.5时，有效回收率才大于95％。但提高A/L值就意味着有更多的油气混合物被回收到地下储油罐中，其中的压力会更高，相应就会有更多的油气/空气混合物通过地下储油罐排气管顶端的压力/真空阀排放到大气中，因而现有的治理措施无法实现真正意义上的零排放。针对加油站油气回收不彻底的现象，美国加州空气资源委员会(CARB)于2000年推出了第二阶段的强化油气回收(Enhanced Vapor Recovery，EVR)法令。EVR法令要求在提高A/L值的同时安装地下储油罐的压力管理系统，对回收到地下储油罐的油气/空气混合物实施有效的分离处理，以避免油气通过压力/真空阀排放到大气中。

目前国内在面向加油站油气回收处理工艺技术方面所取得的实质性进展不大，一些示范加油站投建了进口油气回收处理系统，但进口设备成本较高，且技术及使用寿命也存在一定的问题。

油气回收处理的方法有吸收法、吸附法、冷凝法及膜分离法等。吸收法油气回收方法通过油气/空气混合物与吸收剂接触，根据不同组分在吸收剂中的溶解度不同，不能溶解的空气组分保留在气相中，于是原混合气体的组分得以分离。故吸收法对于处理高浓度、大流量的油气有明显的优势，如要控制吸收法回收系统尾气中油气浓度在很低的水平，吸收塔的高度可能很高，从而增加了投资及运行费用。吸附法有利于控制回收系统尾气中油气浓度在很低的水平，故适合于回收低浓度、小流量的油气，宜作为某些组合工艺的后续处理，但其存在吸附热明显、解吸较难、达到吸附平衡时间较长等问题。冷凝法是利用各种烃类VOCs在不同温度和压力下具有不同的饱和蒸气压，通过降低温度或增加压力，使某些有机物首先凝结出来的原理，汽油等轻质油品由原油加热蒸馏而得到，因此只要将油气降温到初馏点以下，就有可能从气态返回液态。冷凝法对于处理高浓度、中流量的油气有明显的优势，但制冷系统较复杂，投资成本和运行费用都较高。膜分离法是利用油气与空气在膜内扩散性能(即渗透速率)的不同来实现分离，即让油气/空气混合物在一定压差推动下经过膜的“过滤作用”，使混合气中的油气优先通过膜得以分离回收，而空气则被选择性截留。因为油气具有易凝析和易爆炸的特性，为操作安全和防止气体在膜组件中凝析侵蚀膜组件，故常用在透过侧减压的方式来形成膜两侧的压力差。目前，国外公司已研制成功了膜分离装置，并进行了商业运营，取得了一定成效，国内也正在引进和推广这些设备，但也存在成本高、投资及运行费用较大，对运行过程的现场监控不够及时等缺点。