城市加油站污染分析及控制措施

閆斌峰　曹麗珍

摘 要：城市加油站在作業(yè)過(guò)程中逸散的油氣成為城市VOCs污染物的一個(gè)重要來(lái)源。目前，城市加油站數(shù)量過(guò)多、分布不合理、作業(yè)不規(guī)范等問(wèn)題使得加油站VOCs的污染依然存在，因此，只有通過(guò)合理規(guī)劃、優(yōu)化設(shè)計(jì)、完善油氣回收系統(tǒng)并同時(shí)逐步發(fā)展車(chē)載油氣回收系統(tǒng)才能逐步控制加油站的VOCs污染問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：揮發(fā)性有機(jī)物；加油站；油氣回收；控制措施

前言

目前，臭氧污染已成為我國(guó)部分城市特別是天津面臨的一個(gè)重要環(huán)境問(wèn)題，而VOC排放是形成臭氧污染的主要來(lái)源。城市加油站在在方便人們出行的同時(shí)，其在油罐車(chē)裝卸、加油作業(yè)等過(guò)程中逸散的油氣成為城市VOCs污染物的一個(gè)重要來(lái)源。雖然，城市加油站已通過(guò)安裝油氣回收系統(tǒng)來(lái)控制VOCs的排放，但部分城市加油站數(shù)量過(guò)多、分布不合理、作業(yè)不規(guī)范等問(wèn)題使得加油站VOCs的污染依然存在。同時(shí)，VOCs物質(zhì)自身具有很強(qiáng)的毒性，且絕大多數(shù)的城市加油站通常分布在車(chē)流量較大、人口密集的環(huán)境敏感區(qū)域，存在較大的潛在危險(xiǎn)。

1 加油站VOCs污染來(lái)源及控制措施

1.1 加油站VOCs污染來(lái)源

城市加油站的作業(yè)油品以汽油為主，受汽油質(zhì)輕、自身容易揮發(fā)等物理特性所決定，不可避免地會(huì)有一部分較輕的液態(tài)組分汽化，排入大氣，造成VOCs的污染。通常情況下，加油站正常運(yùn)營(yíng)中的VOCs主要產(chǎn)生在兩個(gè)環(huán)節(jié)：一是收油及儲(chǔ)存油的環(huán)節(jié)，即油罐車(chē)通過(guò)輸油管線向儲(chǔ)油罐內(nèi)卸油，儲(chǔ)油罐內(nèi)因液面上升而形成正壓，罐內(nèi)的飽和油氣通過(guò)排氣管向大氣中排出。同時(shí)，油品在儲(chǔ)油罐儲(chǔ)存期間，當(dāng)油罐系統(tǒng)溫度升高時(shí)，汽油蒸發(fā)加劇，會(huì)引起呼吸閥排放油氣；當(dāng)油罐系統(tǒng)溫度降低時(shí)，由于熱脹冷縮現(xiàn)象，呼吸閥會(huì)吸入空氣，罐內(nèi)飽和油氣隨著環(huán)境溫度的變化存在排出或從大氣中補(bǔ)充空氣的交替變化。二是發(fā)油作業(yè)環(huán)節(jié)，加油站在向汽車(chē)等耗油設(shè)備加油過(guò)程中，油箱內(nèi)的飽和油氣會(huì)因液態(tài)油占據(jù)了油箱內(nèi)部空間而逸散到大氣中。

1.2 加油站VOCs的控制措施

城市加油站油品VOCs揮發(fā)帶來(lái)的危害多種多樣，諸如油品數(shù)量減少、造成經(jīng)濟(jì)損失、油品質(zhì)量降低、污染環(huán)境、影響健康、危害安全等。減少油品VOCs揮發(fā)的方法很多，如減小油罐內(nèi)油品溫度變化幅度、提高油罐承壓能力、減小油罐上部氣體空間、加強(qiáng)管理等，但是要想從根本上解決油品VOCs揮發(fā)的問(wèn)題，以清潔生產(chǎn)，減少排放為目標(biāo)，油氣回收是最經(jīng)濟(jì)、最有效的方法。

加油站油氣回收系統(tǒng)一般分三個(gè)階段即一二三次油氣回收。一次油氣回收即油罐車(chē)密閉式卸油，將油罐車(chē)和地下儲(chǔ)罐組成密閉系統(tǒng)，在卸油的同時(shí)把地下儲(chǔ)油罐里儲(chǔ)存的油氣收集回油罐車(chē)內(nèi)帶回油庫(kù)。二次油氣回收又稱(chēng)二階段油氣回收系統(tǒng)或加油油氣回收系統(tǒng)，是指把給汽油油箱加油的過(guò)程中產(chǎn)生的油氣，通過(guò)密閉方式收集到加油站地下油罐的系統(tǒng)。通過(guò)一二次油氣回收系統(tǒng)回收的氣體體積大于加出的油的體積，從而導(dǎo)致油罐系統(tǒng)的壓力增高，引起呼吸閥排放油氣。三次油氣回收主要是針對(duì)上述兩種情況產(chǎn)生的油氣進(jìn)行回收處理，即在儲(chǔ)罐和通氣管之間設(shè)置油氣回收裝置對(duì)油氣進(jìn)行回收，回收油流回儲(chǔ)油罐。

2 城市加油站污染問(wèn)題現(xiàn)狀分析

2.1 城市加油站布局不合理

目前，城市加油站還存在缺少規(guī)劃，布局不合理，盲目發(fā)展的問(wèn)題，造成部分城市區(qū)域加油站數(shù)量過(guò)多，規(guī)模較少，并帶來(lái)資源利用率不高、經(jīng)濟(jì)效益差、環(huán)境污染等一系列問(wèn)題。例如，天津市內(nèi)占地40平方公里的某區(qū)域內(nèi)分布各類(lèi)加油站24座，加油站規(guī)模普遍較小，且布局不合理，扎堆現(xiàn)象嚴(yán)重，部分路段加油站平均間隔接近或低于1.2公里/座。同時(shí)，該區(qū)域加油站日單站平均銷(xiāo)售汽油為12噸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于美國(guó)全國(guó)日單站平均銷(xiāo)售量近100噸的數(shù)量。

2.2 加油站油氣回收系統(tǒng)應(yīng)用中存在問(wèn)題

隨著《加油站大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB20952-2007）和《汽車(chē)加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》（GB50156-2012）的相繼頒布，城市加油站已基本完成油氣一二次回收系統(tǒng)的建設(shè)，很大程度上減少了油氣的排放。但這只能算是油氣收集系統(tǒng)，且氣體回收率不高，設(shè)備故障率高，同時(shí)還有部分加油站缺少第三次油氣回收系統(tǒng)，未能對(duì)第一、二次油氣回收系統(tǒng)回收的油氣進(jìn)行液化處理，造成油氣的逸散。在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，加油站工作人員還存在加油槍密封不嚴(yán)、老化護(hù)罩更換不及時(shí)、加油槍跳槍后繼續(xù)加油等的問(wèn)題，進(jìn)一步加劇了加油站VOCs的排放。

3 城市加油站污染控制措施

3.1 合理規(guī)劃，科學(xué)設(shè)計(jì)，提高加油站的利用效率

國(guó)外多數(shù)城市加油站發(fā)展規(guī)律隨著社會(huì)的發(fā)展大都經(jīng)歷了數(shù)量從少到多，然后再逐漸減少的過(guò)程。目前，隨著我國(guó)城市機(jī)動(dòng)車(chē)的迅猛發(fā)展，成品油市場(chǎng)需求旺盛，使得城市加油站數(shù)量迅速增長(zhǎng)，然而，從規(guī)范加油站油氣回收系統(tǒng)，減少油氣排放的角度來(lái)看，需要我們進(jìn)一步控制加油站的數(shù)量，擴(kuò)大加油站的規(guī)模，增加加油站的利用效率。因此，針對(duì)城市加油站布局結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題，應(yīng)按照大、中、小相結(jié)合的原則，整治布局過(guò)于集中、不合理的加油站，優(yōu)化布局，優(yōu)化加油站設(shè)計(jì)和設(shè)備選型，全面提升加油站建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 完善油氣回收系統(tǒng)，規(guī)范操作流程

加油站油氣回收系統(tǒng)必須是一個(gè)完整有效的控制系統(tǒng)。一、二次油氣回收系統(tǒng)收集的油氣若不能轉(zhuǎn)化成液化汽油，勢(shì)必引起油罐中油氣的二次揮發(fā)。因此，應(yīng)完善油氣回收系統(tǒng)，增加三次油氣回收處理技術(shù)如吸附、吸收、冷凝和膜分離等方法。同時(shí)，加油站工作人員應(yīng)掌握加油站工藝流程和油氣回收流程，規(guī)范操作，減少損耗和泄漏保證加油站油氣回收系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。作為目前二次油氣回收系統(tǒng)暴露問(wèn)題的改進(jìn)，下一步應(yīng)逐步發(fā)展車(chē)載油氣回收系統(tǒng)（ORVR）。

3.3 發(fā)展車(chē)載油氣回收系統(tǒng)（ORVR）

ORVR系統(tǒng)是指安裝在機(jī)動(dòng)車(chē)內(nèi)部的油氣回收系統(tǒng)，由美國(guó)在20世紀(jì)90年代作為第二階段油氣回收系統(tǒng)的替代產(chǎn)品推出，目的是通過(guò)改進(jìn)現(xiàn)有車(chē)輛上的燃油蒸發(fā)回收系統(tǒng)以達(dá)到控制加油排放。主要包括：輸油管，截止閥，儲(chǔ)油罐，浮閥，碳罐，碳罐關(guān)閉閥，壓力傳感器，清洗閥，旋轉(zhuǎn)閥等。其原理是在汽車(chē)內(nèi)部形成一個(gè)輸油管密封系統(tǒng)，在加油過(guò)程將油氣通過(guò)導(dǎo)管輸送到安裝在機(jī)動(dòng)車(chē)上的碳罐中吸附，而不是讓油氣直接從加油口排入大氣；當(dāng)機(jī)動(dòng)車(chē)正常的行駛時(shí)，ORVR系統(tǒng)利用發(fā)動(dòng)機(jī)的真空壓力將油氣釋放出來(lái)，并送入發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)使用。該系統(tǒng)油氣回收效率高，可以減少加油過(guò)程中約95%的蒸發(fā)排放，可以回收約95%晝間蒸發(fā)排放，具有明顯的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。因此，短期控制城市加油站油氣排放可以先選用二次油氣回收系統(tǒng)，而ORVR系統(tǒng)則是控制加油站油氣排放及其回收的長(zhǎng)期和最終的選擇。

4 結(jié)束語(yǔ)

城市加油站分布及油氣回收工作對(duì)于城市大氣環(huán)境污染治理和人們安全生活有著重大的意義。根據(jù)城市加油站分布及油氣回收系統(tǒng)使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題和解決方案，應(yīng)從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、設(shè)備制造、人員培訓(xùn)等多方面入手，不斷發(fā)展新技術(shù)，規(guī)范、完善整個(gè)油氣回收系統(tǒng)，才能在降低環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)真正發(fā)揮作用。

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作者簡(jiǎn)介：閆斌峰（1981-），男，工程師，主要從事環(huán)境空氣污染物的控制與分析。