加油站的烃类VOCs污染及其治理技术

加油站因储运轻质油品而产生的烃类VOCs对健康、环境、安全以及油品质量等带来了一系列负面影响.发达国家的常规治理措施主要是进行密闭卸油和密闭发油,对加油站的设备安装、管线布置、运营管理等都有一些具体要求;进入21世纪后美国又提出了强化加油站油气回收处理的观点,相应的技术、设备及法规也都日益健全.国内目前对加油站烃类VOCs污染的治理工作与发达国家相比差距很大,应该尽快从烃类VOCs回收处理的专用膜分离装置入手进行相关研究和产品开发.     

加油站油气扩散与回收效果的数值分析

加油站排放出的油气是有毒有害的气体。目前控制油品蒸发损耗的有效方法是采用油气回收系统。基于湍流模式理论,采用FLUENT软件,模拟加油站在使用油气回收系统前后空气中油气浓度分布情况及风对油气扩散的影响,得到油气浓度等值面图、直线及点上浓度变化曲线图。模拟结果表明,实施油气回收,其大气净化率可高达95％以上,因此明显减小加油站火灾隐患及环境污染,并可减少经济损失及节约加油站占地面积。另外,风对油气扩散稀释有明显的影响,如距排放口下风侧5 m处,相对于风速１ m/s,风速为5、8 m/s时的大气净化率分别为54％、71％。虽然无法降低油气排放总量,但是随着风速的增加大气净化率随之变大,可以减少油气浓度值过高造成的危害。     

四川省加油站挥发性有机物排放及控制现状

四川省汽车保有量2017年位列全国第7位,油品储运销过程中挥发性有机物(VOCs)排放压力巨大。利用排放因子法,结合四川省4 492座加油站的油品销售量,编制了四川省2017年加油站VOCs排放清单。另一方面,对四川省不同片区的VOCs排放特征及油气回收关键参数进行了现场实测。结果表明:四川省加油站VOCs排放量共12 294.54t,排放区域主要集中在成都市、绵阳市和宜宾市等地区;四川省四大片区VOCs排放浓度,加油环节攀西片区最高,达到7 076.86μg/m~3,卸油环节川东北片区最高,达到9 638.53μg/m~3,均是其他片区的2～3倍,加油和卸油环节排放的异戊烷最高占比(质量分数)可分别达到70.1%和67.4%;四川省油气回收系统达标情况仍然比较严峻,不达标率高达47%,密闭性和气液比不达标率尤为显著,集中式油气回收系统不达标率高于分散式。     

加油站油气回收系统VOCs泄漏FID现场检测方法及效果分析

油气回收系统密闭点VOCs泄漏质量分数值是衡量加油站是否存在超标排放的重要指标。为提高加油站VOCs泄漏检测的时效性、代表性与准确性,采用FID现场检测方法对郑州市某加油站油气回收系统进行了检测,全方位对比分析了实验室气相色谱法与现场检测法的检测时效性、准确性,提出了密闭区域检测及质量保证和控制建议,并根据实际检测数据分析了易泄漏点。结果表明：采用FID现场检测方法对油气回收系统密闭点进行检测,能使检测成本降低90%,检测效率提高 15 倍;在现场检测前完成仪器的校准、响应时间的测定与精密度的验证工作,可使VOCs最大质量分数偏差维持在5%以下,这进一步验证了FID现场检测方法测量的准确度;油气回收系统泄漏点的确定及现场检测流程和步骤的优化,可有效提高检测数据的代表性;检测设备的定期校准,可确保FID示值相对误差在±10％范围内,响应时间不超过30 s,从而为检测质量控制提供保障;为确保泄漏点完好,结合实际检测工作,应采用液位仪自动计量技术,加强设备的维护保养并设置加油枪气液比为1.05～1.15。综上所述,在保证FID的准确性与稳定性的前提下,采用FID现场检测方法对油气回收系统VOCs泄漏质量分数进行检测具有时效性强、准确度高、数据代表性强等优势。本研究结果可为加油站采用FID现场检测油气回收系统VOCs泄漏的质量分数提供参考。     

加油站气液比检测方法及其影响

气液比(A/L)是加油站油气回收系统的一项重要控制指标,利用A/L测试仪、光离子化VOCs检测仪和油气排放因子测试装置,研究了不同A/L检测连接方式对A/L检测结果、检测人员暴露浓度、油气排放和油气回收效率等的影响。结果表明,不同连接方式和是否预先向检测油桶注油会导致A/L检测结果不一致,如果油桶与流量计不连接,A/L检测值将是实际A/L的1.04倍,当按照A/L=1.00~1.20调整加油枪A/L时,实际A/L将在0.96~1.15之间;按照国标GB20952-2007连接方式检测A/L可以减少检测过程中约80%的加油油气排放,夏季检测人员暴露油气浓度将由451×10-6(体积浓度)下降至91×10-6(体积浓度),油气排放因子将由1 056 mg/L下降至242 mg/L,更可减少因油罐吸入空气造成额外的汽油挥发排放,但不能减少倒油油气排放。     

油气吸附剂及其改性方法

吸附剂的性能对油气吸附分离的效果起着决定性的作用。介绍了活性炭、活性炭纤维、疏水硅胶和疏水沸石等油气吸附剂的吸附性能及改性工艺,提出了吸附剂的改性、复合吸附剂的使用、配套吸附器的开发、新型吸附剂对油气的吸附及解吸工艺将是今后研究的重点。     

膜分离技术在油气回收中的应用

简单阐述了油气回收的意义,并对几种常用的油气回收方法进行了介绍,分析其优缺点,重点论述了膜分离技术在油气回收中的应用,以及国内外的进展情况和典型应用实例,最后对膜法油气回收与其它方法作了比较,对膜法回收现阶段的存在问题进行了剖析,并对今后的研究方向提出了建议。研究结果表明,膜法是一种大有前途的油气回收方法。     

活性炭吸附回收高含量油气的研究

利用3种活性炭吸附分离汽油蒸汽和空气的混合气,研究了其吸附回收油气的动力学、热力学性能.活性炭ACl、AC3在20℃时的吸附容量分别为0.295 g/g、0.189 g/g,30 ℃时为0.284 g/g、0.165 g/g.活性炭吸附高含量油气时,吸附热高,如吸附油气摩尔分数为0.3 mol/mol时,吸附床温升达50～60 ℃.活性炭导热系数为0.15～0.20 W/m·℃,吸附过程可视为绝热吸附.建立了活性炭吸附油气热效应估算式,可用来评价活性炭吸附容量、进料油气摩尔分数、油气回收率与活性炭温升的关系.活性炭解吸宜先采取真空解吸,在解吸后期适当加入微量微热空气吹扫而深度脱附.解吸操作压力应低于1 kPa,解吸时间可控制在60 min内,热空气温度宜控制在50℃以下.油气吸附分离方法将主要用作其他分离方法的深度处理,以确保油气回收设备尾气达标排放.     

基于玻璃态膜组件的油气污染排放控制技术研究

针对加油站收油和发油过程中产生的油气污染,采用新型的玻璃态油气截留型PEEK中空纤维膜组件,在自行设计建造的膜分离设备上,分别考察了膜组件和整个膜系统对油气污染治理和回收的效果,提出了一种研究膜法油气回收过程的新思路。对于膜组件的分离实验结果发现,处理流量在2.5～7.5 m3/h、系统压力在525～825 Pa之间的...     

改性疏水硅胶用于油气吸附解吸的研究

吸附法为油气回收的常用方法,对吸附剂的研究有着重要的意义。为了开发出高吸附量、高热稳定性和疏水性的油气回收专用硅胶,对常规硅胶的物理及化学改性方法进行了研究。通过分析热处理温度、热处理时间及升温速度等因素对改性硅胶吸附效果的影响,提出了汽油油气吸附率高、吸水率低的硅胶改性条件为:酒石酸改性剂,热处理温度550~650 ℃,热处理时间3~10 h,升温速度3~10 ℃/min。同时,研究了影响改性硅胶解吸效果的因素,结果表明,真空度越高,温度越高,解吸次数越多,改性硅胶的解吸率越高。     

集成催化燃烧和氨水吸收制冷的油气冷凝吸附回收系统

为回收并资源化利用挥发油气,建立了一种集成冷凝、吸附、催化燃烧和氨水吸收制冷技术的油气回收系统。为分析该系统回收油气时的回收率和能耗,结合油气混合物及其组 分浓度数据,对采用该系统回收油气的方案进行建模和计算。利用Aspen Plus软件模拟3级冷凝过程,改变2级冷凝温度,得到相应的能耗、未被冷凝的油气量和组分浓度;利用Aspen Plus软件模拟单级氨水吸收式制冷过程,得到相应的制冷系数和能耗;估算催化燃烧子系统所需的油气量;对于吸附子系统,只考虑吸附过程,进入吸附装置的油气全部得到回收。通过计算求得油气的回收率和系统的能耗。结果表明:采用该工艺系统回收油气时,回收率和能耗均随二级冷凝温度的升高而降低;相较于传统的“冷凝加吸附法”工艺,该工艺系统的能耗降低30%左右,回收率仅降低2%左右。     

加油站地下储油罐压力管理系统的相关研究

在当前普遍采用的加油站真空辅助式第二阶段油气回收系统中,为了避免回收到地下储油罐中的油气再次通过P/V阀排空,必须对其中气相空间的压力实施有效控制。从国外的发展情况来看,地下储油罐的压力管理系统主要分为基于膜分离技术、基于弹性气囊和基于活性炭吸附三大类,其中膜法油气回收装置在国内已经得到了较多关注。首次系统介绍了气囊式压力管理系统的工作原理及其主要结构设计,具体包括管线布局、钢制压力容器壳体、位于容器顶部封头上的接口组件和全部位于容器内的气囊等;同时对另外一种可行方案进行了分析。     

土壤气相抽提去除土壤中汽油烃污染物柱试验研究

原位处理土壤石油污染对于土壤和地下水的有机污染控制具有极其重要的现实意义.通过砂土柱试验研究了原位物理通风的主要工艺形式及运行参数,并初步分析了汽油烃在砂土柱中的迁移和通风去除机制.结果表明,顶部真空抽提与底部注气两种通风方式相比,顶部真空抽提效果较好,砂土柱汽油烃初始质量浓度为2.937 mg/g时,经过104.5 h通风,砂土柱中汽油烃去除率达80.49%.土壤汽油烃初始浓度影响其在土壤中的迁移和去除,土壤汽油烃初始浓度越大,相同通风条件下,物理通风方法去除土壤中挥发性有机物的效率越低.通风及通风方式对砂土中的汽油烃的去除影响很大,连续通风可在砂土柱中形成稳定的负压环境,在汽油烃初始质量浓度为35.730 mg/g时,连续真空抽提264 h,砂土柱中的汽油烃平均去除率达89.29%;间歇通风在砂土柱中形成的负压环境不稳定,但也可以去除砂土柱中的汽油烃.初步分析认为,汽油烃存在负压作用下的向上挥发和重力作用下的向下迁移两个过程,其综合作用的结果导致汽油烃在砂土柱中的分布状况.     

树脂与活性炭吸附油气的实验研究

吸附剂的性能对油气吸附分离的效果起着决定性的作用。测定了活性炭和吸附树脂在常温下对油气的静态吸附和脱附特性,比较吸附树脂与活性炭的吸附率、解吸率。实验结果表明,吸附树脂吸附率高,解吸容易。测定了活性炭和吸附树脂对油气的吸附穿透曲线和热效应。实验结果表明,吸附树脂的穿透时间长,温升略低,适于油气吸附分离。同时,利用Yoon Nelson模型较好地模拟了吸附树脂吸附油气的穿透曲线,从而可为吸附树脂吸附塔设计提供理论依据。     

北京市油库油气回收装置优选分析

概述了北京市油库油气回收现状,对油库油气的挥发过程进行了分析,并通过对北京市各石油企业油库油气回收装置改装的调查统计,获得有关油库油气回收装置的基础性能指标属性值,再利用灰色关联度分析方法对现有的油库油气回收装置进行量化比较.在现有的4种主要油库油气回收装置中,干式吸附法油气回收装置相对较优,膜分离法油气回收装置次之.