摘要:挥发性有机废气污染已成为环保部门关注的重点之一。储油库、加油站油气回收不仅可以减少有机废气污染,保障人体健康,而且可以节约能源,对推行节能减排工作具有重大意义。目前,我国储油库、加油站油气回收系统尚处于起步阶段,未从根本上解决回收利用油气问题,企业应选用环保型设备并根据自身特点选择合适油气回收工艺技术,政府有关部门应主动为企业推荐经济技术可行性高的油气回收技术或方法,并通过环保宣传推进我油气回收技术的应用,减少挥发性有机物对人身健康的不良影响。
关键词:环保;挥发性有机物气体;油气回收;二次污染;建议
引言
我国已经进入生产和消费石油的大国行列,但炼油厂、石油化工厂、油库及加油站对低蒸汽压油品和化工原料的蒸汽回收工作仅处于起步阶段〔1〕,许多油品收发场所没有配套油气回收设施,致使油气(挥发性有机物气体)排放到大气中。目前,广东的加油站超过5590个,油库200多座,油罐车约3000辆,汽油年消耗量达800万吨以上,其中珠三角地区约为630万吨。由于汽油挥发性较强,全省每年排入大气的油气(挥发性有机物VOCs)达6万多吨〔2〕。
1油气产生的危害
大多数油码头、炼油厂、油库和加油站分布在人口稠密的城市或其周围,散发到大气中油气含有苯和有机活性化合物,苯可以使人致癌,而有机活性化合物与氮氧化物在紫外线的作用下会发生一系列的光化学反应,生成臭氧、一氧乙酰硝酸酯、高活性自由基、醛类、酮类和有机酸类等二次污染;大气中有二氧化硫存在,还会发生硫酸盐气溶胶(即光化学气溶胶),这种一次和二次污染物的混合物就是光化学烟雾〔3〕。光化学烟雾强烈刺激人的眼睛、喉咙,导致头痛以及使呼吸道疾病患者病情恶化,严重的会造成死亡。
近年来,珠三角地区,灰霾天气有的已经占到了全年天数的一半或一半以上,而影响大气能见度最终引起灰霾天气的细颗粒物,其一部分叫二次来源,这个二次来源就是光化学烟雾的一个组成部分〔4〕。
2油气回收的紧迫性
挥发性有机废气污染问题现已引起我国各级环保行政主管部门的高度重视。2007年6月,环境保护部(原国家环境保护总局)联合国家质量监督检验检疫总局颁布了《储油罐大气污染物排放标准》(GB20950-2007)和《加油站大气污染物排放标准》(GB20952-2007),标准规定了储油库及加油站在储存、收发和加注汽油过程中的油气排放限制、控制技术要求和检测方法;标准还规定了实施范围及具体时间表,上海市、广州市、长三角洲和珠三角洲25个设市城市的加油站及其它地区承担上述城市加油站油料供应的储油库在2010年1月1日前完成。2009年初,广东省环境保护局出台了《广东省油气回收综合治理工作方案》,标志着广东省将全面启动油库、油罐车、加油站油气回收治理工作。《方案》要求,珠三角油气回收治理改造完成时间为2010年1月1日;其他地区完成时间为2012年1月1日。《方案》还要求,新建油库、加油站及新登记油罐车必须完成油气回收系统安装。广州、深圳等重点城市应当要求年销售汽油量大于5000吨的加油站安装油气排放在线监测系统,其他城市对年销售汽油量大于8000吨的加油站应安装油气排放在线监测系统。
3.油气回收方法
目前世界上采用的油气回收方法主要有:吸收法、吸附法、冷凝法、膜分离法、氧化燃烧法。
3.1吸收法
吸收法是通过油气和吸收剂的逆流接触,利用油气中各组分在吸收剂中溶解度的不同,从而将易溶解的组分和难溶解的组分分离开来。该方法一般可使用三种不同的吸收剂,即轻柴油、低温汽油和有机溶剂。吸收法工艺简单,投资成本低,但回收效率低,一般只能达到80%左右,无法达到现行国家允许的油气排放标准—《储油库大气污染物排放标准》,且设备占地空间大,能耗高,吸收剂消耗较大,需不断补充。
3.2吸附法
吸附法是利用混合物中各组分与吸附剂间结合力强弱的差别,即各组分在吸附剂与流体相间分配不同的性质使混合物中难吸附组分分离的技术,其特点是合适的吸附剂对各组分的吸附可以有很高的选择性,目前常用的吸附剂有活性炭和硅胶。吸附法的优点是可以达到较高的处理效率,尾气排放浓度低,可以达到很低的值,缺点是进口浓度难以达到很大,且工艺复杂,需要二次处理,吸附床容易产生高温热点,存在安全隐患,且三苯易使活性炭失活,活性炭失活后存在二次污染问题。
3.3冷凝法
冷凝法的基本原理是当冷凝气的温度低于其露点温度时将发生冷凝,由于易挥发性有机化合物的露点温度高于空气的露点温度,故当对油气蒸汽和空气的混合物进行冷凝时,大部分油气蒸汽会被冷凝成液态而空气则可以通过通风口被排出,从而达到分离的目的。冷凝下来的油水混合物经过分离罐分离,油品通过泵送回储罐,污水排入污水处理系统。冷凝法最大的优点就是回收的烃类液体不含杂质。缺点就是,必须在很低的温度才能达到较高的回收率,能耗高。冷凝法适用于高浓度烃蒸汽的回收〔5〕。
3.4膜分离法
膜分离法是采用膜分离法将收发油过程中产生的油气进行回收的一种措施,其原理基于膜对气体的渗透性,利用一定压力下的混合气体中各组分在膜中具有不同的渗透速率而实现分离。膜法油气回收系统进行汽油蒸发回收,可以使挥发降低95%~99%〔6〕。膜分离法优点是技术先进,回收率高,但投资大,膜尚未能实现国产化,价格昂贵,且寿命短,膜在油气浓度低、空气量大的情况下,易产生放电层,有安全隐患。
3.5氧化燃烧法
氧化燃烧法是将储运过程中的含烃气体直接氧化燃烧,燃烧产生的二氧化碳、水和空气作为处理后的净化气直接排放。该方法是一种操作费用较低的方法,但因为涉及到油气燃烧和空气污染,以及考虑到加油站安全问题和环境保护,每个加油站建一套这种处理装置比较困难。如果采用加油站分散吸收、统一氧化燃烧处理,是可以考虑的一种较好办法。从操作费用和燃烧热能再利用来看,其成本与吸收法差不多,氧化燃烧法主要问题在于较难保证安全操作。
4油气回收工作实施建议
目前广东省重点城市的油气回收工作已经全面展开,而每种油气回收工艺都有各自的优缺点和适用的范围,为更好的推动油气回收工作的高效性及自觉性,建议如下:
一是政府有关部门在进行新建、改建、扩建的油库及加油站审批时,应将配套油气回收处理设备(设施)作为审批的一个重要前提。
二是政府有关部门应积极组织研讨,主动为企业推荐经济技术可行性高的油气回收技术或方法;组织座谈会,促进同类型企业油气回收工作的经验交流与合作;搭建平台促进企业与科研院校的合作,使科学研究与开发更好的服务企业、保护环境。
三是企业应主动选用环保型设备,进一步优化储油库、加油站设计,全面提升储油库、加油站建设标准,选用非金属材料的双层罐壁储油罐和环保加油枪、加油泵等设备,并根据自身实际和各种油气回收处理技术的特点选择合适的油气回收技术;
四是通过环保宣传,使公众认识到挥发性有机废气对环境及人体健康的危害,形成人人关注环保,人人监督企业做好油气回收工作的局面,进一步推动企业开展油气回收工作,减少挥发性有机物对人身健康的不良影响。
参考文献:
〔1〕谢洪柱,徐启明.油气回收技术的研究[J].能源环境保护,2005(5):5~8.
〔2〕广东省环境保护局《广东省油气回收综合治理工作方案》(粤环[2009]3号)
〔3〕TexasNRCCCode.Chapter115-ControlofAirPollutionFromVolatileOrganicCompounds,1995.
〔4〕唐孝炎.奥运运动员的“天敌”-臭氧和细颗粒物[J].环境,2008(7):26~27.
〔5〕谭胜.油气回收技术的应用和比较[J].当代化工,2008(37):35~37.
〔6〕李辉,王树立,赵会军,刘强.膜分离技术在油气回收中的应用[J].污染防治技术,2007(20):61~64.