于軍

摘 要：油氣回收系統(tǒng)可依來(lái)源區(qū)分為加油站（油罐車）卸油、油庫(kù)（油罐車灌裝）及加油站（加油槍）加油等三部分來(lái)規(guī)劃，油罐車在加油站卸油時(shí)產(chǎn)生油氣的回收方式為「密閉式卸油」，如第一階段油氣回收系統(tǒng)。而各油庫(kù)汽油儲(chǔ)存，多采用浮頂式油槽。加油站加油時(shí)，則使用油氣回收專用油槍。有關(guān)加油站油庫(kù)油氣回收設(shè)備，依其處理方法分類，有冷凝、活性碳吸附-再生、直火燃燒等三種方式。

關(guān)鍵詞：油氣 回收 處理 研究

中圖分類號(hào)：TE89 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）03 （A）-0000-00

油罐車排放的油氣在常壓下，先經(jīng)預(yù)至34℉（1℃），使油氣凝后去除大部份水份及小部份油份。其后再經(jīng)第二段冷卻至-90℉（-68℃），可冷凝大部份油份，最后再冷卻至-120℉（一84.44℃），將輕分子油凝回收。而冷凝后的油料，常含有部份水份，故須先經(jīng)油水分離罐（decanter）匯集并分離出水份，再泵回儲(chǔ)油槽回收。由于系統(tǒng)是利用常壓下直接冷凍原理，通常每天至少須有1至2小時(shí)的除霜時(shí)間（通常設(shè)定為1.5小時(shí)）。由于油庫(kù)作業(yè)時(shí)間一般并不超過(guò)十小時(shí)，因此有充份時(shí)間用以除霜而不影響油庫(kù)作業(yè)。

1 活性碳吸附-再生部份

1.1 DYNA-3系統(tǒng)

主要是利用兩各活性碳床的吸附及再生交替使用，而達(dá)油氣回收的目的，整各操作過(guò)程分為：（1）吸附過(guò)程，（2）再生過(guò)程，（3）干燥過(guò)程。

其中較特別的再生過(guò)程是將水自動(dòng)注入待再生的活性床內(nèi)，由液面控制器控制水位至淹蓋碳床后即自動(dòng)循環(huán)，同時(shí)低壓蒸汽亦進(jìn)入碳床內(nèi)以提高水溫而使碳?xì)浠衔镆驕囟壬仙饾u蒸發(fā)，當(dāng)碳床內(nèi)水溫達(dá)100℃時(shí)，即表示完成再生過(guò)程（由于揮發(fā)性有機(jī)化合物的沸點(diǎn)較水為低，故在100℃時(shí)，揮發(fā)性有機(jī)化合物已完全蒸發(fā)）。其后經(jīng)干燥過(guò)程以熱空氣干燥活性碳床殘留的水分，并經(jīng)冷卻后即可再提供吸附油氣之用。

DYNA-3系統(tǒng)因運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程較為繁雜，故需配合的設(shè)備也較多，如鍋爐（或蒸氣產(chǎn)生器）、產(chǎn)生熱空氣設(shè)備、專用油槽及專用油槽進(jìn)出油管等。

1.2 McGill系統(tǒng)及JohnZink系統(tǒng)

McGill系統(tǒng)及JohnZink系統(tǒng)的油氣回收采用活性碳吸附-吸收式。操作過(guò)程可分三階段：（1）吸附過(guò)程，（2）回收過(guò)程，（3）凈化過(guò)程。

此系統(tǒng)的回收集凈化兩過(guò)程適用于活性碳的再生。在回收過(guò)程，活性碳床（已吸附碳?xì)浠衔铮┩ㄍ后w真空泵的出口閥打開，液體真空泵自碳床抽取吸附于活性碳上的碳?xì)浠衔?。其中一部份重分子油氣將冷凝而浮于真空泵?nèi)水面上，再泵回油水分離器。賃一部份則成氣態(tài)狀態(tài)，于進(jìn)入吸收器時(shí)被來(lái)自油槽并分離過(guò)重的重分子汽油所吸收，亦進(jìn)入油水分離器。油水分離器內(nèi)的碳?xì)浠衔锝?jīng)分離后再泵回油槽儲(chǔ)存。在凈化過(guò)程中，活性碳床所剩余的高沸點(diǎn)“重分子碳?xì)浠衔铩眲t利用經(jīng)由凈化、加熱處理的熱空氣所吹除并排入大氣中。

1.3 McGill的ABADAB系統(tǒng)

為了減少油氣的逸散及回收，先前有研究指出，利用薄膜及加壓冷凍吸收法等不同VRU（VaporRecoveryunit，蒸氣回收單元）來(lái)進(jìn)行處理。因油氣發(fā)生逸散，也與油管設(shè)施間歇性的操作有關(guān)，倘若孔口安裝VRU來(lái)完全處理油氣逸散問(wèn)題，則成本急速增加。因此，此法的使用率即變得很低。為了考慮VRU設(shè)備的大小及價(jià)格成本。即儲(chǔ)槽內(nèi)部安裝有可浮動(dòng)的氣囊來(lái)累積油氣量，待油氣量累積為一程度，即再行處理。

由于需同時(shí)考慮油氣的回收效率與成本，考慮地球資源有限、高溫?zé)嵩磳?duì)于油氣回收系統(tǒng)的危險(xiǎn)性，近來(lái)已有越來(lái)越多的文獻(xiàn)探討以吸附-脫附再生及壓力吸附的方式來(lái)進(jìn)行處理?？紤]油槽油氣逸散VOCs特性中含輕有機(jī)物（3個(gè)碳至7個(gè)碳，包含苯及甲苯），典型油氣濃度為30至35vol%，其中4個(gè)碳及5個(gè)碳是主要成份。而為有效回收低分子有機(jī)物，SORBATHENE單元曾被稍微修改，即于真空幫浦及冷凝設(shè)備間增加一壓縮機(jī)。利用吸附-減壓脫附結(jié)合冷凝方法來(lái)增加油氣回收的成果此裝置系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)顯示大約540kg的吸附劑，每小時(shí)可回收15～25升汽油，而經(jīng)處理過(guò)后的氣體排放至大氣的濃度約低于100ppmv。整個(gè)系統(tǒng)主要運(yùn)用的PSA（pressureswingadsorption）程序包含有一個(gè)活性碳緩沖裝置及兩個(gè)PSA單元吸附床來(lái)處理從油管中逸散出的油氣。系統(tǒng)包括一個(gè)活性吸附緩沖設(shè)備：外徑80cm×高170cm、2個(gè)吸附床：外徑125cm×1.2m高、冷凝設(shè)備及真空泵（7.5kwh），每個(gè)吸附床填充硅膠及活性碳各一半。前者于床體上方，為了去除C6+S和部分C5S，而后段則為去除C4+S及部分C5S。進(jìn)口端即接外徑80cm×1.8m的儲(chǔ)槽。進(jìn)口流率保持在1300-1350Nlmin。

2 VRU操作

VRU操作分為三個(gè)步驟，在連續(xù)操作中，在步驟一中，含水氣的油氣進(jìn)入活性吸附緩沖槽中去除，干凈的氣體排出至大氣。直到VOCs排放濃度達(dá)0.05至0.5vol%時(shí)，再進(jìn)行步驟二：活性碳吸附槽藉低壓來(lái)進(jìn)行再生，在真空下，以干凈的氣體流入。干凈氣體流量變化控制在50至200Nlmin間，氣流出口接冷凝設(shè)備以回收部份汽油，之后再進(jìn)入PSA系統(tǒng)繼續(xù)處理。

PSA吸附程序分四個(gè)步驟：

1.pressurization

2.adsorption

3.vacuumregeneration

4.desorption。吸附壓力保持780mmHg，而脫附壓力為65至100mmHg間，而干凈氣體流率為30-40Nlmin。處理技術(shù)使用低沸點(diǎn)吸收劑進(jìn)行吸收油氣的吸收法，采減壓使吸收劑蒸發(fā)，以完成回收；或者運(yùn)用與吸收法截然不同的吸附法，不同處在于氣液平衡相間不互相依存。

3 結(jié)語(yǔ)

未處理的汽油蒸汽進(jìn)入吸附塔中進(jìn)行吸附，而處理過(guò)的干凈氣體從頂端排出。當(dāng)吸附塔達(dá)真空負(fù)壓時(shí)，則汽油蒸汽即被脫附，再由冷凝器經(jīng)冷凝處理回收至油槽中，而無(wú)法冷凝的汽油蒸汽再回吸附塔中進(jìn)行處理。

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