陈赛赛 王晓军 张正杰 张 赟
〔中国石化浙江台州石油分公司 浙江台州 318000〕
油气排放处理装置也称三次油气回收设备(以下简称处理装置)，主要是基于吸附、吸收、冷凝、膜分离等方法对加油时二次油气回收系统收集的油气进行回收处理。处理装置可以有效减少加油站的油气排放量，降低污染和安全隐患，但安装的处理装置在使用较长时间后，油气回收效率逐渐降低，回收的效果也很难达到环保标准[1]，且处理装置的安装和维护成本较高。有调查发现，某地区150余台处理装置两年多维修了1 000余次。若将其效益和成本折合为碳排放，综合碳排放非但没有减少，甚至有所增加[2]。
事实上，处理装置正常运行后加油站的油气排放量基本为零，处理装置的实际综合效益体现在呼吸阀油气的减排量上。国内对于处理装置的效益分析都是基于理论数据，即按照气液比和汽油销量来计算安装处理装置后的减排量，缺乏实际检测数据支撑。因此，本研究通过在油气排放管安装气体流量计，检测未安装处理装置的加油站的实际排放量，据此对安装处理装置后的实际效益进行定量分析，同时采集4座安装了处理装置的加油站的运行数据，对处理装置的运行效益进行综合分析。
1.1 试验仪器
RI-415红外线便携式可燃气气体检测仪；
热式气体质量流量计。
1.2 试验方法
在A加油站(未安装处理装置)的油气排放管道上安装气体流量计，统计加油站每小时和每日的油气排放量。同时，对安装了处理装置的B、C、D和E加油站的运行数据进行采集。
2.1 未安装处理装置的加油站的油气排放情况
A加油站油气排放管道上的流量计显示七日累计排放油气84.93 m3，日均排气量约12 m3(见表1)，七日汽油销量累计约345 t，油气排放量在理论范围内(按气液比0.9～1.2、汽油浓度750 kg/m3计算，七日理论排放量为0～92 m3)。
表1 油气排放管道的七日排放量及汽油销量
经检测，油气体积浓度在30%～35%(0.89～1.05 kg/m3)之间。按照油气平均质量浓度0.923 kg/m3[3]、油价7元/L计算，A加油站因油气排放日均损失约105元。由于不同加油站二次回收系统的运行情况、气液比、油罐气密性及汽油销量等方面存在差异，故不同加油站的油气排放量不同，造成的环境影响也不同。
2.2 四座处理装置试点站的运行情况
2.2.1 运行效果
对B、C、D、E四座站的处理装置的运行数据进行采集，结果显示四座站的处理装置运行均比较稳定。加油站在未运行处理装置之前，油罐压力峰值均达到了呼吸阀的开启压力，说明四座加油站均有油气排放现象，其中B、E加油站由于汽油销量较少，故排气频次较少。C、D加油站汽油销量较多，故排气频次较多；
运行处理装置后，油罐压力有明显下降(见图1)，罐内压力基本达不到呼吸阀的开启压力，油气排放基本为零，但D的处理装置在卸油时需关停，因此卸油时的油罐压力较大，可能仍会有排气现象。
图1 4座试点站处理装置运行前后油罐压力的变化
2.2.2 耗电情况
4座站均设置了不同的启/停压力(见表2)。从效果来看，销量较小的E加油站设置了较高的启/停压力也可以有效减少油气排放，且能耗较低；
销量最大的D加油站处理装置的日均运行时间最长，而销量相对较小的C加油站，耗电量最大。可见在启/停压力设置较低的情况下，冷凝+膜处理技术能耗较高。
表2 4座试点站的处理装置耗电情况
2.2.3 故障及维保情况
处理装置的保修期为2～5年，压力传感器、压缩机、膜组件及泵等关键元件易出现问题，元件更换费用较高，维修周期约1～2周。吸附型处理装置的活性炭一般3～8年更换一次，刚投入使用的处理装置其活性炭在钝化过程中会出现高温报警，此类故障可随时间自动消除。就目前的报修情况来看，4座站在调试运行阶段都出现了问题，大部分是设备达到压力后不启动或压力降低后不停机的故障。有的加油站在安装处理装置后，油枪的预警/报警现象较以前频繁，可能是当处理装置正常运行时，油罐压力较低，甚至出现负压的情况，对油枪的气液比有一定的影响。处理装置常见故障见表3。
表3 处理装置常见故障
3.1 效益问题
有研究指出，加油站油枪口及周边的一定范围内，油气浓度在爆炸下限以上，有严重的安全隐患[4-5]，安装处理装置可产生一定的环境和社会效益。但处理装置存在安装成本高、维保成本高、产出较低的不足，对于不同汽油销量的加油站，因油气的产生量和排放量不同，故处理装置所带来的环境及经济效益是不同的。以A加油站为例，日销量47 t左右，正常运行处理装置后，按处理装置日均耗电10元、维护及人工成本不计的话，每天可产生约95元的经济效益，同时还有日均减排12 m3的环境效益。但对于汽油销量较少的加油站而言，其经济和环境效益较低。
3.2 处理装置的选择
加油站应按汽油销量选择相应处理装置。吸附-风冷型处理装置维护简单、成本低且能耗低，但其吸附材料易饱和且会造成二次污染，适用于处理需求较低的加油油站；
冷凝-膜处理技术在安全性、稳定性和占地面积上有优势，但膜法对高浓度的油气处理效果不理想，且其能耗和维保费用较高，适用于年销量万吨以下及场地面积较小的加油站[6]；
冷凝-吸附型处理装置处理效果较好，但能耗较高，适用于处理需求较高的加油站。
3.3 启/停压力设置
处理装置的启动压力过低时会造成设备频繁启动，耗电较多，且易造成装置部件的损耗，但装置的启动压力设置过高时，又可能达不到对油气的处理效果，因此在设置启/停压力时应根据加油站的汽油销量及装置的工艺情况进行调整，启动压力宜设置在300～ 1 000 Pa之间[7]，停止压力宜设置在0 ～ 50 Pa之间[8]。
加油站实际油气排放量在理论排放量范围内，油气排放处理装置正常运行的加油站其排气量基本为零。处理装置的运维成本较高，对汽油销量较大的加油站有较好的环境效益和经济效益，对汽油销量较低的加油站具有一定的环境效益，但综合效益较低甚至为负。建议对不同汽油销量和油气排放量的加油站进行分级。加油站根据自身的级别选择相应处理能力和相应处理工艺的油气排放处理装置，并设置相应的启/停压力，确保加油站油气排放达标和经济效益。
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