CN102895836A - 一种加油站用油气回收装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油气回收装置，一种加油站用油气回收装置，其特征在于，将油气收集系统与油气回收处理系统，即加油站二次油气回收过程与三次油气回收过程一体化。油气收集系统，设有压力控制器、1#压力传送器、液位传送器、压力控制阀、真空储罐、1#真空泵、2#真空泵，采用真空辅助式油气收集装置；油气回收处理系统设有2#压力传送器、温度传送器、压缩机、冷冻机组、气液分离器、膜分离器、吸附罐、流量计，采用压缩、冷凝、膜分离/吸附的复合装置，本发明尾气排放的油气浓度可低于15g/m³，油气回收率可达到99％。加油站油气回收系统操作更加稳定、安全可靠，油气回收装置的维修工作十分简便。

Description

一种加油站用油气回收装置

技术领域

本发明涉及一种油气回收装置，特别是一种适用于加油站的油气回收装置。

背景技术

汽油是一种极易挥发的轻质油品，在储存、装卸、运输、零售过程中，都会产生油气。挥发散逸到大气当中的油气，不仅对周边居民造成危害，污染周边环境，还存在着发生火灾爆炸事故的潜在危险。

加油站的油气产生主要有两个途径：一是油罐车向地下油罐卸汽油时和给机动车加汽油时的所谓“大呼吸”过程，二是油罐内油品体积和油气体积随气温升高而热胀时的所谓“小呼吸”过程，“大呼吸”过程的油气排放量远远超过“小呼吸”过程的排放量。

回收“大呼吸”过程产生的油气，主要包括两个过程，一次油气回收过程和二次油气回收过程。一次油气回收过程是油罐车向地下油罐卸汽油时，通过密闭连接的管路，将地下油罐置换出来的油气，收集进油罐车内的过程，二次油气回收过程是给机动车加汽油时，通过密闭连接的管路将油气收集到地下油罐内的过程。

日本资源能源厅的调查报告显示，油罐车向加油站地下油罐卸油时，平均每卸1m³的汽油，汽油的蒸发损耗为1.08Kg，而加油机向机动车加油时，每加1m³的汽油，汽油的蒸发损耗为1.44Kg，对一座年销售量为1万吨的加油站，因油气排放的油品损耗达22.6吨。油气回收装置不仅可以降低油气污染，还可以减少油品损失，因此加油站安装油气回收装置，可谓兼顾环保与经济双重成效。

有关一次油气回收过程，原国家环保总局于2007年6月22日发布的《汽油运输大气污染物排放标准(GB20951-2007)》中，明确规定油罐汽车应具备油气回收系统，装油时能够将汽车油罐内排出的油气密闭输入储油库回收系统；往返运输过程中能够保证汽油和油气不泄漏；卸油时能够将产生的油气回收到汽车油罐内。

有关二次油气回收过程，目前有两种方法，分散式收集方法和集中式收集方法。分散式收集方法是通常一个加油枪安装一台油气回收真空泵及相应的油气回收管道，并将油气回收管线连通，将汇集的油气通过密闭管道导人储油罐内。因每个加油枪要安装一台真空泵，需要加油机内有足够的安装空间，每台真空泵都相对独立，系统稳定性好，但总体改造投资费用高。集中式收集方法是通常一个加油站，只安装一台或两台真空泵，一台集中式真空泵，最多可以支持8条加油枪同时工作，总体改造投资费用少。集中式真空泵只要获得任意一个加油枪的脉冲信号就会启动，因此真空泵启动频繁，且真空泵一旦故障，将导致二次油气回收系统不能正常工作。

三次油气回收过程是对通过密闭管路收集到储油罐内的油气和“小呼吸”过程产生的油气进行再回收处理的过程，解决储油罐内的油气过多，或者由于温度变化等外界因素的影响造成油罐内压力升高，而向大气排放油气的问题。

2008年北京奥运会、2010年上海世博会、2010年广州亚运会期间，各大城市加油站安装了三次油气回收装置，主要是膜式冷凝法油气回收装置、膜法油气回收装置、冷凝吸附法油气回收装置，但是实际运行过程中都存在着一些问题。

膜式冷凝法油气回收装置是先将油气压缩提高冷凝温度后通过散热器，用风扇冷却回收一部分油气后，剩余油气通过膜分离器分离后排放到大气中，而浓缩后的油气回到储油罐。油气经压缩机提高的温度很难用风扇冷却到初始温度，再加上经膜分离器浓缩后的大部分油气回到储油罐内会迅速扩散并促进储油罐内油品的蒸发，导致油气回收装置出现频繁启动的现象，且风扇冷却能液化的油气量少，经济效益差。

膜法油气回收装置是油气优先透过膜，在膜渗透侧富集压缩后，经真空泵抽回到储油罐，脱除油气后的尾气排放到大气中，返回到储油罐的浓油气温度高于储油罐内油品的温度，因此也会促进储油罐内油品的蒸发，导致油气回收装置出现频繁启动的现象，且能液化的油气量极少，经济效益差。

冷凝吸附法油气回收装置是先将油气经冷冻机冷凝回收一部分油气后，剩余油气通过吸附罐吸附后排放到大气中。活性炭吸附油气是放热反应，随着吸附油气量的增加活性炭床层内温度会持续上升，温度达到65℃以后活性炭的吸附量会下降，因此前期冷冻机冷凝温度较低、能耗较大。再加上每天吸附罐切换解吸的次数较多，每次的解吸操作都会使活性炭粉化和活性炭孔隙死亡，导致活性炭的使用寿命缩短。

原国家环保总局于2007年6月22日发布的《加油站大气污染物排放标准(GB20952-2007)》中，明确规定城市建成区的所有加油站，到2015年必须安装油气处理装置。

因此，国内急需一种适用于现有加油站的安装简便、经济实用、安全环保的油气回收装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种以油气收集、回收处理一体化的加油站油气回收装置。

本发明的技术方案，油气收集与回收处理一体化，即加油站二次油气回收过程与三次油气回收过程一体化。

一种加油站用油气回收装置，包括汽油储罐、加油机、计算机自动控制系统，其特征在于，油气收集主管上设有压力控制器PC-111的压力控制阀，压力控制阀连接真空储罐，真空储罐上设有1#压力传送器PI-112和液位传送器LI-113，真空储罐气体出口管上接有1#真空泵和2#真空泵，真空储罐内液体经流量计送入90#汽油储罐，1#真空泵出口管和2#真空泵出口管与90#汽油储罐的油气管相连；1#真空泵出口设有单向阀，2#真空泵出口设有单向阀，真空储罐的液体出口管上设有1#电磁阀，真空储罐气体出口和2#真空泵入口之间设有2#电磁阀；

97#汽油储罐的油气管上设有2#压力传送器PI-114和3#电磁阀，油气管经压缩机送入冷冻机组，冷冻机组上设有温度传送器TI-115，冷冻机组出口管连有气液分离器，气液分离器气体出口管分别连有膜分离器和吸附罐，气液分离器分离的液体经流量计送入90#汽油储罐，膜分离器分离的浓油气和吸附罐解吸的浓油气，经2#真空泵送入90#汽油储罐，膜分离器和吸附罐排出的尾气送入放空管，流量计出口连接90#汽油储罐的油气管；在气液分离器的下部液体出口管上设有4#电磁阀，在气液分离器和膜分离器之间设有5#电磁阀，在膜分离器浓油气出口管上设有6#电磁阀，在气液分离器和吸附罐之间设有7#电磁阀，在吸附罐尾气出口管设有8#电磁阀，吸附罐的解吸气出口管上设有9#电磁阀。

本发明的油气回收装置，具有如下优点：采用真空辅助式油气收装置，将给机动车加油时产生的油气收集到90#汽油储罐内；油气回收处理系统采用压缩、冷凝、膜分离/吸附的复合装置，处理从97#汽油储罐排出的油气，将其冷凝液送往90#汽油储罐，尾气排放的油气浓度低于15g/m³，油气的回收率可达到99。加油站油气回收系统操作更加稳定、安全可靠，油气回收处理装置的维修工作十分简便。

附图说明

图1是本发明装置系统示意图。

图2是本发明装置内油、气流向示意图。

图中有压力控制阀1、真空储罐2、1#真空泵3、2#真空泵4、压缩机5、冷冻机组6、气液分离器7、膜分离器8、吸附罐9、流量计10、仪表显示控制柜11。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做出进一步的详细描述。

加油站内设有90#、93#、97#汽油储罐，也有的只设93#、97#汽油储罐，本发明列出的情况属于前者，93#汽油储罐和90#汽油储罐的油气收集、处理的情况是一样的。

如图所示，油气收集系统设有压力控制器PC-111、1#压力传送器PI-112、液位传送器LI-113、压力控制阀1、真空储罐2、1#真空泵3、2#真空泵4，油气收集主管上设有压力控制器PC-111，油气收集主管经压力控制阀1连接真空储罐2，真空储罐2上设有1#压力传送器PI-112和液位传送器LI-113，真空储罐2气体出口管连接1#真空泵3和2#真空泵4，真空储罐2内液体经流量计10送入90#汽油储罐，1#真空泵3和2#真空泵4的出口管与90#汽油储罐的油气管连接；1#真空泵3出口设有单向阀，2#真空泵出口4设有单向阀，真空储罐2的液体出口管上设有1#电磁阀SV1，真空储罐2气体出口和2#真空泵4入口之间设有2#电磁阀SV2。

当加油机给机动车加油时，压力控制阀1得到加油枪的脉冲信号后开启，根据压力控制器PC-111传送来的压力信号，调整阀门开度，使油气收集主管上的压力保持恒定。当压力控制阀1的开度达到100％，真空储罐2内的压力达到高报时，1#压力传送器PI-112向1#真空泵3传送开启信号，1#真空泵3得到开启信号后启动，并将真空储罐2内的油气抽送到90#汽油储罐内，当真空储罐2内的压力达到低报时，1#压力传送器PI-112向1#真空泵3传送停止信号，1#真空泵3得到停止信号后停止。

1#真空泵3的吸气量能满足6～8条加油枪同时工作时回收的油气量。当同时工作的加油枪数超过6～8条，而1#真空泵3已启动，真空储罐2内的压力达到高报时，1#压力传送器PI-112向2#电磁阀SV2和2#真空泵4传送开启和启动信号，2#电磁阀SV2和2#真空泵4得到信号后开启和启动，当真空储罐2内的压力达到低报时，1#压力传送器PI-112向1#真空泵3、2#真空泵4、2#电磁阀SV2传送停止和关闭信号，1#真空泵3、2#真空泵4、2#电磁阀SV2得到停止信号后停止和关闭。所有加油枪都停止工作时，压力控制阀1关闭。

当1#真空泵3故障，而真空储罐2内的压力达到高报时，1#压力传送器PI-112就会向2#电磁阀SV2和2#真空泵4传送开启和启动信号，2#电磁阀SV2和2#真空泵4得到开启信号后启动和启动，并将真空储罐2内的油气抽送到90#汽油储罐内，当真空储罐2内的压力达到低报时，1#压力传送器PI-112向2#电磁阀SV2和2#真空泵4传送停止信号，2#电磁阀SV2和2#真空泵4得到信号后关闭和停止。

当液位传送器LI-113检测到真空储罐2内液位达到高报，压力控制阀1关闭且真空储罐2内压力达到一定值以上时，打开电磁阀SV1向90#汽油储罐排液。真空储罐2的容量暂时能储存3～6条加油枪回收的油气量，真空储罐2的容量和1#真空泵3的吸气量，根据加油站同时工作的加油枪数和出现的概率来确定。

油气回收处理系统设有2#压力传送器PI-114、温度传送器TI-115、压缩机5、冷冻机组6、气液分离器7、膜分离器8、吸附罐9、流量计10，97#汽油储罐的油气管上设有2#压力传送器PI-114和3#电磁阀SV3，压缩机5入口连接97#汽油储罐的油气管，出口连有冷冻机组6，冷冻机组6上设有温度传送器TI-115，冷冻机组6出口管连有气液分离器7，气液分离器7气体出口管分别连有膜分离器8和吸附罐9，气液分离器7分离的液体经流量计10送入90#汽油储罐，膜分离器8分离的浓油气和吸附罐9解吸的浓油气，经2#真空泵4送入90#汽油储罐，膜分离器8和吸附罐9排出的尾气送入放空管。流量计10出口连接90#汽油储罐的油气管；气液分离器7的下部液体出口管上设有4#电磁阀SV4，在气液分离器7和膜分离器8之间设有5#电磁阀SV5，在膜分离器8浓油气出口管设有6#电磁阀SV6，在气液分离器7和吸附罐9之间设有7#电磁阀SV7，在吸附罐9尾气出口管设有68#电磁阀SV8，在吸附罐9解吸气出口管设有9#电磁阀SV9。

当97#汽油储罐油气管上的2#压力传送器PI-114检测到储油罐内压力达到150Pa时，油气回收系统启动。3#电磁阀SV3开启、压缩机5启动，油气经压缩机5压缩到100KPa～300Kpa，以提高冷凝温度后到冷冻机组6冷凝。

如果这时2#真空泵4处于停止状态，2#真空泵4就启动，5#电磁阀SV5、6#电磁阀SV6开启，若温度传送器TI-115检测的温度低于4～20℃内的设定值，冷冻机组6就不启动，若检测的温度高于设定值，冷冻机组6就启动，油气经冷冻机组6冷凝回收一部分油气后，经气液分离器7分离液体、膜分离器8回收剩余油气后排放到大气中；

如果这时，2#真空泵4处于已启动状态，则冷冻机组6启动，7#电磁阀SV7、8#电磁阀SV8开启，油气经冷冻机组6冷凝到-5～-20℃内的设定值，回收大部分油气后，经气液分离器7分离液体、吸附罐9吸附回收剩余油气后排放到大气中。

当2#压力传送器PI-114检测到储油罐内压力达到-150Pa时，油气回收系统停止，压缩机5停止、冷冻机组6和2#真空泵4也停止，3#电磁阀SV3、5#电磁阀SV5、6#电磁阀SV6、7#电磁阀SV7、8#电磁阀SV8关闭。

当压缩机5和冷冻机组6停止、3#电磁阀SV3、5#电磁阀SV5、7#电磁阀SV7关闭后，4#电磁阀SV4开启，将气液分离器7内冷凝液排往90#汽油储罐。

当吸附罐9吸附时间达到设定值，2#电磁阀SV2关闭，97#汽油储罐内的压力处于负压时，吸附罐9进行负压解吸，9#电磁阀SV9开启，2#真空泵4启动，将吸附罐9内吸附饱和的油气抽送到90#汽油储罐，解吸过程结束后2#真空泵4停止、9#电磁阀SV9关闭，8#电磁阀SV8开启，以平衡吸附罐9内压力，8#电磁阀SV8关闭，进入待机状态。

本发明采用计算机自动控制系统，其操作台上设有仪表显示控制柜11。

Claims (1)

1.一种加油站用油气回收装置，包括汽油储罐、加油机、计算机自动控制系统，其特征在于，油气收集主管上设有压力控制器(PC-111)的压力控制阀(1)，压力控制阀(1)连接真空储罐(2)，真空储罐(2)上设有1#压力传送器(PI-112)和液位传送器(LI-113)，真空储罐(2)气体出口管上接有1#真空泵(3)和2#真空泵(4)，真空储罐(2)内液体经流量计(10)送入90#汽油储罐，1#真空泵(3)出口管和2#真空泵(4)出口管与90#汽油储罐的油气管相连；1#真空泵(3)出口设有单向阀，2#真空泵(4)出口(4)设有单向阀，真空储罐(2)的液体出口管上设有1#电磁阀(SV1)，真空储罐(2)气体出口和2#真空泵(4)入口之间设有2#电磁阀(SV2)；

97#汽油储罐的油气管上设有2#压力传送器(PI-114)和3#电磁阀(SV3)，油气管经压缩机(5)送入冷冻机组(6)，冷冻机组(6)上设有温度传送器(TI-115)，冷冻机组(6)出口管连有气液分离器(7)，气液分离器(7)气体出口管分别连有膜分离器(8)和吸附罐(9)，气液分离器(7)分离的液体经流量计(10)送入90#汽油储罐，膜分离器(8)分离的浓油气和吸附罐(9)解吸的浓油气，经2#真空泵(4)送入90#汽油储罐，膜分离器(8)和吸附罐(9)排出的尾气送入放空管，流量计(10)出口连接90#汽油储罐的油气管；在气液分离器(7)的下部液体出口管上设有4#电磁阀(SV4)，在气液分离器(7)和膜分离器(8)之间设有5#电磁阀(SV5)，在膜分离器(8)浓油气出口管上设有6#电磁阀(SV6)，在气液分离器(7)和吸附罐(9)之间设有7#电磁阀(SV7)，在吸附罐(9)尾气出口管设有8#电磁阀(SV8)，排出的尾气送入放空管。

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