吉林省国盛高新石油设备有限公司销售各种油气回收系统 电话:13224379358

 

加油站油库油气回收方法主要有四种:

  1、膜分离法油气回收技术作为一门较新技术,研究开发也有较多应用,尤其对高性能的膜材料开发研制十分重要。目前,国内外用有机膜来分离回收VOC,占地面积小、安全性高、回收率高、运行费用低。   

2、吸附法油气回收方法是利用油气——空气混合气中各组分与吸附剂之间结合力强弱的差别,使难吸附的空气组分与易吸附的油气组分分离。目前常用活性炭及其改性物(如活性炭纤维)来吸附油气。对于大处理量、高浓度的进料气,油气吸附分离回收方法今后将主要用作其它分离方法(如吸收法、膜分离法、冷凝法)的最后把关(辅助)服务。

  3、冷凝法油气回收方法,即利用制冷剂或冷凝剂通过热交换器进行间接传热冷凝,从而直接回收到油品。本方法原理简单,可以制造出较精致的、占地较小的油气回收装置。由于为间接传热,装置操作温度及制冷温度低(如到-70~-80℃),才可保证回收率达到90%左右,相应地制冷系统较复杂。

4、 吸收法油气回收方法即通过油气——空气混合气与吸收剂接触,根据不同组分在吸收剂中的溶解度不同,即油气组分溶解于该吸收剂形成溶液(富吸收剂),不能溶解的空气组分则保留在气相中,于是原混合气体的组分得以分离。吸收解吸性能优良,且吸收剂用量及损耗小。   

一次油气回收系统组成及配件

 

第二阶段真空辅助式油气回收系统

使用一条油气回收管可将90%的挥发油气回收,改变过去油气大量挥发的状况。据环保局有关同志介绍,油气的挥发率一般在5.3%,按北京市全市每年平均用油量200万吨计算,在加油站周边地区每年悄无声息就有上千吨污染物挥发。北京市第三阶段大气污染治理中列出了对加油站进行环保治理的具体措施。不仅减少了油气对本市及加油站周边地区环境的影响,同时,也改变了加油站及司机的工作环境。在之后的改造回访中,环保局了解到,加油站工作人员在高温中出现头晕、恶心的人数明显减少。

是否要安裝二次油气回收设备,是目前在业界大家谈论的话题。以前大家印象中,加油站如象鼻子之油气回收设备为平衡式,其缺点为油枪笨重,加油速度缓慢,不能加机车等等。 而真空辅助式油气回收设备之油枪不论重量,操作方式及加油速度上皆与普通油枪几无差异。

针对上述困境而设计出一种新颖的真空辅助式油气回收加油设备。这种油气回收设备之加油枪外观与一般传统油枪差不多,但其轻便又没有怪模怪样的橡皮伸缩管套,加油顾客与加油站工作人员使用起来与传统加油枪没有什么两样的感觉,但对加油站经营业者就可有非凡的意义了。

这种由电子控制的真空辅助式油气回收系统已取得美国加州空气资源管理局(CARB)以及UL330的认证,它具备有轻便,加油速度快,低故障率,而且可立即替换平衡式回收系统等特点。 此举相信可以减低业主加装油气回收设备之负担,也可以避免附近居民因油气味过重而向您抱怨。 因此轻松的装置油气回收不再是遥不可及也将成为加油站不可或缺的设备之一。

系统功能及构造

油气回收系统利用真空泵浦将汽车内的油气吸回油气回收管后,再利用自然空气力量平衡油槽内的压力与空间达到油气回收之作用。 不会因为加装油气回收系统而减低流速,反之此系统具有高流速功能实际运作可达12-13gpm (CARB标准最高流速为10gpm) 此系统操作简单,低故障率且维修方便,将不再需要使用"象鼻子"之油枪,也可以使用较长的皮管,因此服务客人的半径将可扩大。

PS:目前我公司可为市场上常见的OPW;Healy;ZVA的油枪搭配合适的油气回收管。

 

加油站、油库、炼油厂膜法油气回收技术资料

吉林省国盛高新石油设备有限公司

膜法油气回收原理

概况

在汽油的储运和装、卸及加油过程中,油罐或汽车油箱会由于压力波动而产生大量的油气。如将这些油气直接排入大气,不但严重污染环境,而且造成大量的油品损失。

国际上,发达国家均有自己的油气排放标准,严格控制油气排放浓度。日本、美国在六、七十年代就已成功的研制出了油气回收装置,开发出成套的活性炭吸附法、贫油吸收法和冷凝法油气回收装置。

随着科技的不断进步,膜技术作为一种新兴的化工分离技术,逐渐在油气回收领域崭露头角。同传统的化工分离技术相比,膜技术具有适用范围广,操作灵活、简便,占地面积小,运行费用低,易于维护,便于放大等诸多优点,很快得到广泛应用。在目前新建的油气回收装置中,膜分离技术已占据60%以上的市场份额。 

上世纪八十年代末,德国GKSS研究所(世界著名的膜技术研究机构)与BORSIG公司(世界上最大的专业从事膜法油气回收的国际知名企业)合作,成功地将膜技术应用于油气回收领域,至今已建成数百套工业化装置,享誉全球。

       200310月我们将这一技术引入中国并在中石油上海灵广加油站成功应用,回收率达99%以上,油气的排放浓度控制在35g/Nm3以内,达到欧洲、美国环保标准。

原理


膜分离技术的基本原理是利用了高分子膜对油气的优先透过性的特点,让油气/空气的混合气在一定的压差推动下经膜的“过滤作用”使混合气中的油气优先透过膜得以“脱除”回收,而空气则被选择性的截留。膜片为复合结构,由三层不同的材料构成。表层为致密的硅橡胶层,很薄,厚度小于1微米,起分离作用。中间层的材料为聚丙烯腈,最下层为无纺布,这两层结构疏松,主要起支撑作用,以增强膜片的机械强度。 

与传统的卷式和中空纤维式膜组件相比,德国GKSS的膜组件是专门为油气回收过程而设计,更加安全可靠。其组件是由数十个近似圆环状的膜袋并排套封在一个开孔的中心管上,然后装入桶状容器中而制成。膜袋是由两张膜片中间夹上格网,然后在膜袋中间开孔,四周密封而制成。这样的设计使膜的渗透侧流道变短,流速可调,一方面减少了压力损失,另一方面也可防止膜内产生静电,消除了爆炸的可能性,从而使膜组件更加高效、安全。

组件工作时,进料气在膜片两侧的压差推动下,从膜袋外渗透入膜袋内侧,然后由中心管收集排出,未渗透的气体则由组件的另一端排掉。由于油气通过膜片的渗透速率远大于空气,从中心管流出的(膜的渗透气)为富集的油气。从尾气端流出的(未渗透气)则是脱除了油气的净化空气。

 

加油站膜法油气回收原理示意图

1. 加油机 2. 加油枪3. 油气回流管路 4. 油气回收泵 5. 地下储油罐 6. 排放管道 7. 膜组件 8. 真空泵9. 压力传感器 10. 排气泵 11. 气动排气阀 12. 电磁阀 13. 手动阀 14. 呼吸管 15. 卸油接口 16. 卸油接口 17.电子油位表

当油罐压力升高到一定值时,膜分离装置自动启动。储油罐油气在压力推动下进入膜分离装置,油气优先透过膜在膜的渗透侧富集,再经真空泵返回油罐。脱除油气后的净化空气则直接排入大气。随着油罐上部混在油气中的空气的排放,油罐的压力不断下降。当油罐的压力降低到正常水平,膜分离装置将自动停止运行
 

油库膜法油气回收原理示意图

如图所示: 蒸汽/空气的混合物与循环物流混合后经液环压缩机将压力压至操作压力(通常为3.5 bar 绝压)后进入吸收塔,在塔内通过切向漩流将环液与压缩蒸汽分离。液环压缩机使用液烃密封,形成非接触的密封环可消除气体压缩产生的热量。塔内的蒸汽在向上流时,经过喷淋塔填料与喷淋而下的液烃逆流接触,蒸气内的一部分烃类便被高效地回收富集。剩下的蒸汽/空气混合物经塔顶流出后进入膜模块。

膜模块由一系列并联的安装于管路上的膜组件构成(数量取决于装置的设计产量)。真空泵在膜的另一侧产生真空造成膜两侧的跨膜压差。跨膜压差使烃蒸汽优先透过膜。因此膜可将烃蒸汽/空气分成两股物流,含有少量烃类的截留物流和富集烃类的渗透流。净化的截留物流浓度低于排放标准可以排入大气。渗透流循环至压缩机入口,与流入的蒸汽混合形成上述的富集进料物流。

如上所述,VOC烃蒸汽的回收是在吸收塔中完成的,吸收塔的回收是极为高效的。一是因为蒸汽带压,二是因为渗透物流再循环造成的物流富集,这就导致进入吸收塔的物流为两相流——烃蒸汽和液态烃。系统利用液体汽油作为压缩机和吸收塔的工作介质。进料流在塔内得以分离后与经吸收塔回收的油品一起在塔底收集,由液位控制返回储罐。

应用

膜法油气回收系统的回收率达99%以上,加油站膜法油气回收系统的尾排浓度控制在35/立方米以内,油库、炼油厂膜法油气回收系统的尾排浓度控制在10/立方米以内,均可达到欧洲美国标准。

考虑到欧洲美国等发达国家对油库的油气排放浓度有进一步提高标准的趋势,我国将来也可能会出台相应的排放标准,我们在油库内的膜装置设备上预留有接口,待标准提升后在膜装置上附加PSA系统,以便满足更加严格的排放标准。附加PSA系统后可将油气排放浓度控制在120毫克/立方米以内。

■ 1989年起至今,膜装置在欧洲已有上百套装置在运行,新上油气回收装置中膜装置的市场占有率已达60%以上。

■ 2002年膜装置进入美国市场,当年试行安装两套膜法油气回收装置,经一年的运行后效果显著,2003年即安装了120套,目前正以更为迅速的速度增长。

■ 2003年末该装置在我国上海开始投入使用,经一年的试运行后,取得良好效果。

如今在我国加油站有两套膜法油气回收装置在运行,中石油上海上海灵广加油站一套(处理能力6000/年),中石油上海上中加油站一套(处理能力15000/年);油库两套在建项目,哈尔滨炼化总厂一套(处理能力70万吨/年),杭州康桥油库一套(处理能力30万吨/年)。

油库、加油站膜法油气回收系统项目可行性分析

 一、       安全生产的需要

人们对油库、加油站内的弥漫的汽油味大概已司空见惯,所以,油库、加油站的入口总是醒目的提示大家“严禁吸烟,禁打手机”等等。虽然油库、加油站因油气挥发而造成的的火灾案例并不多见,但仍然是个非常危险的安全隐患。无论加油站还是油库由于大多没有安装油气回收系统,在装卸油过程中都会产生大量高饱和浓度油气,如果碰到任何一点火星或静电就会发生爆炸。这对处于一些闹市区的加油站来说,无疑是个不定时炸弹。现在一些闹市区的加油站开始安装带回气装置的加油枪,虽然解决了给汽车加油端产生的油气挥发问题,但由于抽回的油气并没有经过回收处理,大多集中通过呼吸帽重新排出。

膜法油气回收系统对加油站的油罐和管路进行全封闭处理,经过膜组件分离后排入大气的油气浓度不超过35 g/m3左右,可达到欧洲94/63/EC标准,彻底杜绝了加油站油气挥发所带来的消防隐患。这对目前安全生产事故频发,安全生产管理非常受重视的国内是着非常积极的意义的。

近几年来重大、恶性的生产安全事故频发。国务院特别成立安全生产监督管理办公室,有的地方甚至是一把手挂帅负责安全生产监督管理,已经有多个地方的政府领导因为当地安全生产事故的发生被免职甚至入狱。由此可见,国家在追求经济增长的同时也开始注重安全生产的管理,也体现了新一届政府以人为本的执政理念。

油库的特点决定了它是一个容易发生重大恶性事故的地方。近几年发生在我们国家的油库、加油站的爆炸事故已屡见不鲜,正当我们对前些年分别发生在深圳和青岛的油库爆炸事故仍心有余悸的时候,四川再一次的发生了油库爆炸事故。全国有县市级以上的油库5000多家,大大小小的加油站更事数以万计,由于绝大多数未对油库、加油站的油气挥发进行回收,造成的安全隐患尤其严重。

据实地检测,在油库给槽车加注90#汽油到一半时,槽车口浓度已达40%vol(1226g/m3)以上,  这远高于国家规定的作业现场空气中油气的最高允许浓度35g/m3。如果这时槽车口上方有任何一点火星或静电就不可避免的会发生爆炸。下面是火灾事故的统计图: 


 

从统计图中我们可以看出油库装卸区的油气挥发造成的火灾事故发生概率最高。由此可见在油库装卸区加装油气回收系统对安全生产管理是非常重要的。

此外,在《汽车加油加气站设计与施工规范》中明确指出,如加油站安装油气回收系统设备,汽油罐加油机及其通气管口的防火距离可以相应减少20%~30%。随着我国汽车的日益增多,目前现有的加油站数量将不足以满足用户加油的需求。新投建的加油站安装了油气回收系统后,将大大减少占地面积,在这个寸土寸金的时代,着实可以节省一部分可观的资金。

一、       油气挥发造成损失

经济的高速增长和汽车保有量的快速攀升,中国的石油能源供应日趋紧张,对国外原油进口的依赖性日益增大。据统计,中国的原油进口已达到1亿吨/年,仅次于美国,而且中国还没有建立石油战略储备。国际形势的变化将直接影响国内的石油供应,甚至导致油价的大幅上涨。另外,酝酿中的费改税改革可能会导致油价的大幅上涨。

有资料显示,2003年全国消耗汽油5000万吨,在运、转、销过程中至少排放2.8亿立方米油气,每立方米油气中至少含有1.2千克汽油。据统计,2003年我国仅油气挥发一项造成的经济损失就高达13亿人民币[2.8亿立方米×1.2千克/立方米×4000元/吨(汽油单价)=13.44亿人民币];据不完全统计, 2004年我国因油气挥发造成的经济损失高达20亿人民币。以一个年加油量为6000吨的加油站为例,一年的油气挥发率为千分之六以上,即36吨汽油被白白挥发掉。按照目前汽油5000元/吨价计算,一年损失的总金额就达18万多元。这还没把油价可能继续上涨的因素考虑进来。

另外油气挥发造成油品质量下降。油品蒸发损耗的是其较轻的组分,随着轻镏分蒸发,汽油的初馏点升高,蒸气压下降,启动性能变差,辛烷值降低。据有关资料介绍,航空汽油在其损耗率达到1.2 %时,起初馏点升高3℃,蒸气压下降20%,辛烷值下降0.5个单位。

三、  环保问题

在加油站的卸油和加油过程中,会导致大量的油气排放。油气主要成分有丁烷、戊烷、苯、二甲苯、乙基苯等,多属致癌物质,平均的油气浓度在1035 vol.%。油气对人体造成的危害也不能忽视。油气被紫外线照射以后,会与空气中其他气体发生一系列光化学反应,形成毒性更大的污染物,这对在加油站的操作人员的身体危害非常严重,也影响进入加油站的客户的身体健康。同时对油站周边的大气环境造成严重的污染,这在闹市区尤其如此。在北京,城区内的加油站已被全部要求加装油气回收系统,以适应北京2008年绿色环保奥运的要求。

虽然北京等地的少数加油站已试验安装了油气回收装置,但所安装的平衡装置只能抽回加油站在为汽车加油时产生油气的85%左右,而且抽回的油气并不能进行任何的处理,在压力及温度的作用下大多又通过呼吸管道重新排入大气。没有达到安全、环保、节能的目的。

四、  油气回收前后的数据对比

气源为加油过程排放出的汽油蒸汽,浓度为40 Vol%,原料气经本套装置回收后,可使尾气排放浓度降至1.4 Vol%,前后数据对比如下表:

工艺参数

回收前数据

排放物流数据

压力参数

0.1MPa (abs)

0.1MPa (abs)

温度

30

30

组分 mol%

油气

0.40

0.014

空气

0.60

0.986

注:a) 以上数据以原排放气为依据。进气的温度、压力和组成的波动可直接造成设备的性能指标的波动。

五、膜法油气回收系统跟其他系统的比较 

      对比指标

回收技术

尾排油气浓度(g/m3

优点

缺点

活性炭吸附法

<10

l        流程简单、操作简便

l        回收率高,尾排浓度低

l        占地面积大

l        活性炭寿命短,安全性差,废料难处理, 造成二次污染

l        运行费用较高

l        操作频繁,规模受吸附、解附限制

l        不能含有MTBE、丙酮、苯、H2S

l        理论上尾排浓度<10 g/m3,但实际操作中很难达到

冷凝法

>50

l        油气回收率高

l        安全性好

l        占地面积大,须有固定的生产车间

l        流程复杂,维修困难

l        能耗很高,不利于间隙操作

吸收法

>50

l        流程简单,操作方便

l        投资省

l        安全性好

l        占地面积大

l        不利间歇操作

l        没有回收率可达80%以上的吸收剂

膜分离法

<35

l        适用性好,便于放大

l        操作简便,易于维护

l        可快速开/停车

l        清洁生产,无二次污染

l        安全可靠,使用寿命长

l        回收率高,占地面积小,运行费用低

单独使用膜技术不能将油气排放浓度降到6g/Nm3 以内

: 间歇操作是指设备可根据需要进行间断性的开/停车

六、膜法油气回收系统的优点:

广泛的适用性,适用于各种规模的加油站、油库、炼油厂的安装及改造,小型设备无须停产安装。

较长的使用寿命,膜组件为5~10年,主机如保养、维护得当使用寿命将更长。

   占地面积小、安全性高、回收率高、运行费用低。

   操作简单,无须专人维修保养。

   根据用户不同的处理量选择不同规格的膜组件。 

膜法油气回收系统施工和服务保障

膜法油气回收系统的按照模块化设计,产品的集成度高,占地面积小,施工难度较小。油库在施工前只需根据系统设计要求预留管道接口,设备到位后基本可以在15天之内完成安装调试。

油库膜法油气回收系统的核心部件膜组件和主要控制部件采用德国原装件,以保证系统的品质和稳定性。膜组件的寿命可达5—10年,而且维护的工作量极少。同时我们对外围设备也实现了国产化,以降低系统的总体造价,同时便于系统维护。

系统设计中可配置调制解调器模块,我们的专家可进行远程监控和调试。

经济效益分析

一、年销油量为30万吨的油库

给槽车加注油时造成的油气年挥发总量:

30万吨/ x 1.35 m3/ (汽油比重)  x  0.00295/ m3100%饱和油气的比重)x 40%(实测槽车口油气饱和度) =477.9/

经过膜法回收系统的回收汽油总收入:

477.9/x 99%(回收率) x 4700/吨(汽油单价)=222万元/

年运行费用不超过20万,约两年半左右即可收回投资。

 

一、           年加油量为10000