加油站常用油氣回收工藝 :
1、吸附法油氣回收
工藝原理:生產(chǎn)過(guò)程中從密閉鶴管收集系統管線(xiàn)來(lái)的汽油揮發(fā)氣,經(jīng)凝縮罐分離出其中游離液滴后,進(jìn)入吸附罐A,揮發(fā)氣中的汽油被吸附劑吸附在孔隙中,空氣則透過(guò)床層。達到排放要求的尾氣由吸附罐頂部排放口經(jīng)阻火器后排至大氣。當吸附罐A汽油吸附量達到一定值、在吸附罐頂部即將穿透前,通過(guò)PLC程序控制系統按照預先設定、調整好的時(shí)間,自動(dòng)切換至另一吸附罐B進(jìn)行吸附工作,而吸附罐A轉入再生階段,由解吸真空泵對其抽真空至絕壓15KPa以下,根據變壓吸附原理,吸附在吸附劑孔隙中的汽油被脫附出來(lái)[2]。為了保證床層中的汽油被盡可能清除干凈,在后期引入少量空氣對床進(jìn)行吹掃。吸附劑床層設置有上、中、下多個(gè)測溫點(diǎn)。吸附劑吸附汽油時(shí),由于吸附熱的作用,床層溫度會(huì )升高,當床層溫度升至一定值時(shí)控制系統會(huì )及時(shí)報警,必要時(shí)自動(dòng)切換至另一吸附罐工作,或關(guān)閉油氣進(jìn)口閥門(mén),以確保安全。吸附劑脫附汽油時(shí),為吸熱過(guò)程,床層溫度又會(huì )下降。吸附罐進(jìn)口油氣管線(xiàn)及尾氣排放管線(xiàn)均設有阻火器,在尾氣排放管線(xiàn)上還可裝可燃氣體檢測報警器。真空泵機組采用液環(huán)式、閉環(huán)系統。脫附、解吸出來(lái)的高濃度油氣(富氣)進(jìn)入真空泵后,與工作液及部分凝結的液態(tài)汽油在真空泵出口分離器中分離。分離器設置有液位高低報警聯(lián)鎖,當液位超過(guò)高限時(shí),自動(dòng)排液;工作液液位過(guò)低時(shí),補液電磁閥打開(kāi)。真空泵產(chǎn)生的熱量由工作液循環(huán)管線(xiàn)上冷卻器中的冷卻介質(zhì)帶走。自真空泵出口分離器分離出來(lái)[3]的油氣(富氣)送至填料吸收塔下部,用常溫汽油吸收。從罐區來(lái)的汽油由油泵送入吸收塔頂部,自上而下經(jīng)填料與自下而上的油氣進(jìn)行充分接觸,由于液體分壓低、流量較大,相平衡分壓比油氣分壓低,大部分的油氣不能繼續以氣相存在,高濃度油氣被成品油吸收。在吸收塔未被吸收的少量低濃度油氣,從吸收塔頂部再引至吸附罐前油氣總管,送入吸附罐進(jìn)行循環(huán)吸附。
工藝要點(diǎn):要精心篩選出適合汽油揮發(fā)氣反復吸脫附場(chǎng)合的吸附劑,由于硅膠吸附揮發(fā)氣中絕大部分的汽油,且溫度升高小,而少量的活性炭對微量的汽油可進(jìn)一步吸附,但溫升較大,有著(zhù)火燃燒隱患;所以吸附劑床層可分為硅膠和活性炭?jì)煞N,通過(guò)分層鋪放從而避免兩者缺點(diǎn),充分發(fā)揮活性炭吸附尾氣濃度低的優(yōu)勢。
工藝設備選擇:對于吸附油氣裝置選擇上則要參照如下標準:
① 油氣進(jìn)口管線(xiàn)壓力自動(dòng)控制,系統設置壓力報警、聯(lián)鎖;
② 吸收塔設置液位報警、聯(lián)鎖;
③ 系統要設置阻火器及切斷閥,進(jìn)出裝置的汽油管線(xiàn)上要設有自控閥門(mén),故障或停機狀態(tài)使汽油不再進(jìn)入裝置;
④ 吸附劑床層要多處設置溫度報警、聯(lián)鎖,在床層溫度進(jìn)入危險范圍以前就自動(dòng)切換進(jìn)入脫附狀態(tài),確保安全;
⑤ 所有設備、電氣、儀表、控制系統均按國家石油化工行業(yè)標準采用嚴格的防爆設計、選型。
2、吸附+冷凝法油氣回收
流程及工藝原理: 加油站一、二次收集系統來(lái)的油氣(輕烴組分與空氣的混合物)被送至炭吸附罐,輕烴被吸附在炭層上,除去了大部分輕烴后達標的尾氣由炭吸附罐頂部排至大氣。吸附飽和的炭吸附罐用真空泵抽真空,其中的輕烴被解吸,并送至超低溫冷凝單元。先由超低溫冷凝機組第一級預冷至+2℃左右,除去水蒸氣,再繼續由第二級冷至-40℃,將大部分輕烴冷凝成液態(tài)油,暫存于貯油槽。而未被冷凝的氣體,送至回收碳罐吸附,尾氣由回收碳罐頂部排至大氣[4]。將“吸附、冷凝”兩種處理方法優(yōu)化組合在一起,既降低了裝置整體能耗,又充分發(fā)揮了吸附法適應性強、回收率高的特點(diǎn),處理后尾氣達到國家相關(guān)標準要求。
值得重視的是加油站要盡量采用增強型油氣處理技術(shù)(EVR),將效率提高到95%以上,相應的要增加減少油槍滴油、盡量采用在線(xiàn)監測和后處理等技術(shù)。
除了“吸附法”和“吸附+冷凝法油氣”回收工藝外,還可根據具體情況選擇“直接冷凝法”、“吸附+吸收”、“膜分離法”等工藝方案,從而找到最佳的油氣回收解決方案。各種回收方法適用不同的場(chǎng)所,通常而言,吸附法油氣回收裝置適用大中型油庫,冷凝法油氣回收裝置適用小型油庫、油船,“冷凝+吸附”法裝置適用加油站。
加油站油氣回收系統在維護時(shí)應注意的方面如下: (1) 油氣回收加油機配備的加油槍及輸油膠管均為同軸 雙層設計結構,在加油的同時(shí)進(jìn)行油氣回收。
平時(shí)要注意對 槍體的清潔保養,避免不正當操作造成槍體的拉傷;同時(shí)要 注意輸油膠管的保護,避免車(chē)輛碾壓。 (2) 當發(fā)生系統報警時(shí),首先應仔細辨認系統監控器的 報警類(lèi)型,如為系統真空度過(guò)高報警,則可適度調整真空泵 或油氣回收槍以恢復系統正常工作,該項工作需要廠(chǎng)家技術(shù) 人員進(jìn)行調整,并重新測試回收比率;如果排氣管線(xiàn)壓力過(guò) 高報警,則應及時(shí)檢查通氣管的機械呼吸閥是否機械性 卡死。
(3) 因意外拉斷加油機輸油膠管相連的拉斷閥時(shí),一般 將閥體上的備份銷(xiāo)重新安裝即可。不可用普通的加油機拉斷 閥替代。
油氣回收是指在裝卸汽油和給車(chē)輛加油的過(guò)程中,將揮發(fā)的汽油油氣收集起來(lái),通過(guò)吸收、吸附或冷凝等工藝中的一種或兩種方法,或減少油氣的污染,或使油氣從氣態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài),重新變?yōu)槠停_到回收利用的目的。
油庫油氣回收指油庫揮發(fā)油氣和鶴管裝車(chē)油氣通過(guò)主管道收集起來(lái)通過(guò)吸收、吸附或冷凝等工藝中的一種或兩種方法,或減少油氣的污染,或使油氣從氣態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài),重新變?yōu)槠停_到回收利用的目的。油氣回收是節能環(huán)保型的新技術(shù),運用油氣回收技術(shù)回收油品在儲運、裝卸過(guò)程中排放的油氣,防止油氣揮發(fā)造成的大氣污染,消除安全隱患,通過(guò)提高對能源的利用率,減小經(jīng)濟損失,從而得到可觀(guān)的效益回報。
常見(jiàn)的方法有吸附法、吸收法、冷凝法和膜分離法等系統。油罐車(chē)的油氣回收系統作用是在油罐車(chē)裝卸過(guò)程中,實(shí)現全封閉氣體回收,限制油氣向大氣中排放。
即是在油罐車(chē)與儲油槽之輸油管及油氣回收管連接成一密閉之油氣回收管路。油罐車(chē)通過(guò)卸油管路卸油的同時(shí),加油站油罐中的油氣通過(guò)回氣管路回到油罐車(chē)中。
油罐車(chē)將油氣帶回油庫進(jìn)行處理,達到油氣回收的目的。油品輸入時(shí)會(huì )因液面震蕩起伏而增加油氣的揮發(fā)與逸散,因此注油管必須深入油面下方,以減少液面擾動(dòng)。
油氣回收管開(kāi)口處是裝置有特殊開(kāi)啟功能設備,當油罐車(chē)的油氣回收管線(xiàn)正確連接至油槽時(shí),回收口才會(huì )開(kāi)啟,同時(shí)將排氣管關(guān)閉,使油槽的油氣能完全由回收口回油罐車(chē)內。油氣回收系統由三部分組成:罐底部的快速接頭和帽蓋,手動(dòng)或氣動(dòng)閥,彎頭、無(wú)縫鋼管;穿過(guò)罐體底部和頂部的無(wú)縫鋼管,或外部管路連接系統;罐頂部的彎頭,手動(dòng)或氣動(dòng)閥,膠管,并聯(lián)主管,返入罐體內的彎頭等。
1、吸附法利用活性炭、硅膠或活性纖維等吸附劑對油氣/空氣混合氣的吸附力的大小,實(shí)現油氣和空氣的分離。油氣通過(guò)活性炭等吸附劑,油氣組分吸附在吸附劑表面,然后再經(jīng)過(guò)減壓脫附或蒸汽脫附,富集的油氣用真空泵抽吸到油罐或用其他方法液化;而活性炭等吸附劑對空氣的吸附力非常小,未被吸附的尾氣經(jīng)排氣管排放。
優(yōu)點(diǎn):吸附法可以達到較高的處理效率;排放濃度低,可達到很低的值。缺點(diǎn):三苯易使活性炭失活,活性炭失活后存在二次污染問(wèn)題;國產(chǎn)活性炭吸附力一般只有7%左右,而且壽命不長(cháng),一般2年左右要換一次。
2、吸收法根據混合油氣中各組分在吸收劑中的溶解度的大小,來(lái)進(jìn)行油氣和空氣的分離。一般用柴油等貧油做吸收劑。
一般采用油氣與從吸收塔頂淋?chē)姷奈談┻M(jìn)行逆流接觸,吸收劑對烴類(lèi)組分進(jìn)行選擇性吸收,未被吸收的氣體經(jīng)阻火器排放,吸收劑進(jìn)入真空解吸罐解吸,富集油氣再用油品吸收。優(yōu)點(diǎn):工藝簡(jiǎn)單,投資成本低。
缺點(diǎn):回收率太低,一般只能達到80%左右,無(wú)法達到現行國家標準;設備占地空間大;能耗高;吸收劑消耗較大,需不斷補充;壓力降太大,達5000帕左右。3、冷凝法利用制冷技術(shù)將油氣的熱量置換出來(lái),實(shí)現油氣組分從氣相到液相的直接轉換。
冷凝法是利用烴類(lèi)物質(zhì)在不同溫度下的蒸汽壓差異,通過(guò)降溫使油氣中一些烴類(lèi)蒸汽壓達到過(guò)飽和狀態(tài),過(guò)飽和蒸汽冷凝成液態(tài),回收油氣的方法。一般采用多級連續冷卻方法降低油氣的溫度,使之凝聚為液體回收,根據揮發(fā)氣的成分、要求的回收率及最后排放到大氣中的尾氣中有機化合物濃度限值,來(lái)確定冷凝裝置的最低溫度。
一般按預冷、機械制冷等步驟來(lái)實(shí)現。預冷器是一單級冷卻裝置,為減少回收裝置的運行能耗,現已開(kāi)發(fā)出一種使用冷量回用的技術(shù),使進(jìn)入回收裝置的氣體溫度從環(huán)境溫度下降至4℃左右,使氣體中大部分水汽凝結為水而除去。
氣體離開(kāi)預冷器后進(jìn)入淺冷級。可將氣體溫度冷卻至-30℃~-50℃,根據需要設定,可回收油氣中近一半的烴類(lèi)物質(zhì)。
離開(kāi)淺冷的油氣進(jìn)入深冷級,可冷卻至-73℃到-110℃,根據不同的要求設定溫度和進(jìn)行壓縮機的配置。
為防止卸油時(shí)的油氣污染,國家最近發(fā)布了GB20951-2007《汽油運輸大氣污染物排放標準》和GB20952-2007《加油站大氣污染物排放標準》。
對現有加油站和油罐車(chē)的改造可以實(shí)現加油站的一次油氣回收,防止油氣污染。 技術(shù)方案簡(jiǎn)述: 在地面上2.5米處并聯(lián)所有汽油地下油罐排空管,并聯(lián)后連接到4米處。
并聯(lián)處高于油罐車(chē)以防止油罐車(chē)卸油溢出時(shí)油品通到其他油罐。 把阻火透氣帽換為OPW 623 P/V閥,安裝在距地面4米處,以保持地下油罐氣相微小正壓(75MM水柱),在卸油時(shí)油氣回到微小負壓的油罐車(chē)。
在其中一排氣管聯(lián)接三通,出口安裝OPW 1611AV-1605 3”油氣回收密封接頭和OPW 1711T 接頭密封防塵蓋。 罐車(chē)和地下油罐油氣回收管采用輕質(zhì)透明Goodyear 3”軟管,每米僅重1KG,便于操作。
油氣回收管一端使用OPW 633CV-AL3030和排氣管OPW 1611AV-1605 油氣回收密封接頭配合,油氣回收管另一端使用OPW 633CV-AL3030/AL4030和油罐車(chē)油氣回收管接頭OPW 611T-AL40 油氣回收密封接頭配合。此配套密封接頭有特別頂開(kāi)裝置,在連接時(shí)可以最大限度的防止油氣泄露。
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