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加油站油气排放控制效益分析 硕卜学位论文 加油站油气排放控制效益分析 摘要 汽油是一种容易挥发的燃料，挥发后与空气的混合气体通常称为“油气”( 非 甲烷总烃，简写为n m h c ) ，造成一定的环境、经济和社会损失，而汽油的挥 发损耗主要发生在炼油厂、油库和加油站及其问的流转，而加油站由于数目较多， 而且运营过程中涉及油气排放过程较多也较复杂，并且加油站排放油气量占整个 汽油流转过程排放油气总量的比例较高，因此对加油站各环节油气排放进行控制 非常必要。汽油挥发引起的一系列负面影响问题已经引起了国家环保部的高度重 视，并于2 0 0 7 年发布了储油库大气污染物排放标准( g b 2 0 9 5 0 一2 0 0 7 ) 、汽 油运输大气污染物排放标准( g b 2 0 9 5 1 2 0 0 7 ) 、加油站大气污染物排放标 准( g b 2 0 9 5 2 2 0 0 7 ) 等三个标准，并分三个阶段在国内实施。但是，由于相 关企业对油气排放控制的环境、社会和经济效益认识不足，导致全国的油气排放 控制工作至今没有按照加油站大气污染物排放标准( g b 2 0 9 5 2 2 0 0 7 ) 的相 关规定按时完成。因此，本论文以上海市为典型案例，详细地说明了加油站油 气排放控制的环境、社会和经济的效益，这将对三项国家标准顺利实施具有一定 的推动作用。 ( 1 ) 环境效益：通过资料调研选择了上海三座典型试验加油站，基于试验 加油站中春、夏、秋和冬的各环节现场测试以及模拟测试得到了改造前后油气排 放因子为2 4 3 7 t 和3 5 9 t ( 安装末端处理设备的加油站) 或5 3 9 t ( 未安装末 端处理设备的加油站) ，结合灰箱模型预测得到的上海市2 0 1 0 2 0 1 5 年的汽油流 转量，得到了上海市油气排放控制后2 0 11 年各区加油站油气油气减排量范围 8 1 2 1 t 1 9 6 2 4 8t ，对比假设2 0 1 1 年不控制的条件下排放的油气量而言，各区油 气减排率平均为8 9 7 3 ；同时根据一定的假设和公式得到整个上海市从2 0 11 年 2 0 1 5 年未来5 年加油站油气油气减排量，结果是，随着加油站汽油流转量的增 加，上海加油站排放油气的量也逐渐增加，上海加油站排放油气减排量也逐渐增 加，2 0 1 1 年减排量为9 6 8 8 9 6 t ，而在2 0 1 5 年减排量增加到了1 6 3 5 5 8 7t 。 ( 2 ) 社会效益：通过对三座试验加油站的测试，得到了上海市油气排放控 制后的加油站周边环境油气浓度降低率、卸油员卸油过程工作环境油气浓度降低 率和加油员加油过程工作环境油气浓度降低率等社会效益指标：其中加油站油气 排放控制后加油站周边环境油气浓度降低率为8 6 5 ；而卸油员卸油过程工作环 境油气浓度降低率为6 8 3 ；最后加油员加油过程工作环境油气浓度降低率为 9 4 o 。 加油站油气排放控制效益分析硕i ：学位论文 ( 3 ) 经济效益：通过资料调研和环境效益分析的资料得到了上海市2 0 1 1 年2 0 1 5 年内每年加油站单位万元减排量、2 0 1 1 2 0 15 每年回收汽油量、加油站 改造一次性投资回收期等经济指标，其中上海市油气排放控制后2 0 1 1 年2 0 1 5 年内每年加油站单位万元减排油气量是从0 6 8t 一直上升到2 0 1 5 年的2 0t ； 2 0 11 2 0 1 5 每年回收汽油量是从4 9 3 2 t 上升到8 3 2 5 t ；最后上海市加油站改造一次 性投资回收期是基于2 0 1 1 年各区汽油流转量得到了各区一次性投资回收期为 2 8 3 年。 关键词：加油站油气排放控制环境效益社会效益经济效益 加油站油气排放控制效益分析硕j j 学位论文 b e n e f i t sa n a l y s i so fc o n t r o l l i n go f g a s o l i n ev a p o re m i s s i o ni ng a s o l i n ef i l l i n g st a t i o n s a b s t r c t g a s o l i n ei sae a s i l yv 0 1 a t i l e 如e 1 ，a n dt h em i x t u r ei su s u a l l vr e f e h e dt oa s “g a s 0 1 i n ev a p o r ，( n o n - m e t h a n eh y d r o c a r b o n s ，a b b r e v i a t e da sn m h c ) ，w i l lc a u s ea c e r t a i na m o u n to fe n v i r o l l i l l e n t a l ，e c o n o m i ca n ds o c i a ll o s s e s ，a n d g a s 0 1 i n e e v a p o r a t i o n1 0 s so c c u r sm a i n l yi nr e f i n 谢e s ，b u l kg a s o l i n et e n n i n a l sa n dg a s o l i n e f i l l i n gs t a t i o n sa n dd u r i n gt h et r a n s f e rp r o c e s s e sb e t w e e nt 1 1 e s e b e c a u s et h e r ea r e 野e a t n u m b e ro fg a s 0 1 i n ef i l l i n gs t a t i o n s ，m e r ea r ea l s om o r ec o m p l e xa n dm u c hn u m b e ro f o fo p e r a t i o np r o c e s s e sw h i c hw o u l d d i s c h a r g eg a s o l i n ev a p o r ，a n dt h e 锄o u n to ft h e e m i s s i o n so f g a s 0 1 i n ev a p o rw h i c ha r ee m i s s i o n e d 矗o mt h e s eg a s 0 1 i n e ：f i l l i n gs t a t i o n s a c c o u n t sf o rah i g h e rp r o p o r t i o no ft h et o t a lg a s o l i n ev a p o rw h i c ha r ee m i s s i o n e d 仔o mt h e 凡1 1g a s 0 1 i n et r a n s f e rp r o c e s s e s ，i t sv e r yi m p o n a n ta n d n e c e s s a r yt oc o n t r 0 1 o fg a s o l i n ev a p o re m i s s i o n 矗o mt h ev 撕o u sa s p e c t so fp r o c e s s e si ng a s o l i n ef i l l i n g s t a t i o n s t h es t a t ee n v i r o m e n t a lp r o t e c t i o nd e p a n m e n th a sb e e nh i g h l ya t t e n t i o n e d t h en e g a t i v ee f f e c t sc a u s e db yt h eg a s 0 1 i n ee v a p o r a t i o n ，a n dd u r i n g2 0 0 7 p r o 】n u l g a t e d t h e “e m i s s i o ns t a n d a r do fa i r p 0 1 l u t a n tf o r b u l kg a s o l i n et e m l i n a l s ( g b 2 0 9 5 0 2 0 0 7 ) ”， “e m i s s i o ns t a n d a r do fa i rp o l l u t a n tf o rg a s o l i n et r a n s p o n ( g b 2 0 9 5 1 2 0 0 7 ) ”， “e m i s s i o ns t a n d a r do fa i r p 0 1 l u t a n tf o rg a s o l i n ef i l l i n gs t a t i o n s ( g b 2 0 9 5 2 2 0 0 7 ) a n d s oo n m e r ea r et 1 1 r e es t a g e st oi m p l e m e n tt h e s et h r e es t a n d a r d si no u rd o m e s t i c h o w e v e r ，d u et ot h ec o m p a n i e s 1 a c ko fl ( 1 1 0 w l e d g eo fe n v i r o 】珊e n t ，s o c i a la n d e c o n o m i cb e n e f i t s 丘o mc o n t r 0 1o f g a s o l i n ev 印o re m i s s i o ni ng a s 0 1 i n ef i l l i n gs t a t i o n s ， r e s u l t i n gt h et o t a lc o u n 缸y sg a s o l i n ev a p o re m i s s i o nc o n t r 0 1w o r kh a sn o ti n a c c o r d a n c ew i t h “e m i s s i o ns t a n d a r do fa i rp 0 1 1 u t a n tf o rg a s 0 1 i n ef i l l i n gs t a t i o n s ( g b 2 0 9 5 2 2 0 0 7 ) ”o ft h er e l e v a n tp r o v i s i o n so ft h es c h e d u l e t h e r e f o r e ，t h i sp 印e ri s s e l e c t e ds h a n 曲a ia st h et y p i c a lc a s e ，a n dd e t a i l e dd e s c 邱t i o no ft h eg a s o l i n ef i l l i n g s t a t i o n s g a s 0 1 i n ev a p o re m i s s i o nc o n t r o le n v i r o m e n t a l ，s o c i a la i l de c o n o m i ce f f e c t s ， w h i c hw i l lh a v eac e r t a i nr o l ed u r i n gt l l es m o o t hi m p l e m e n t a t i o no ft h et 1 1 r e ec r i t e r i a o fo u rc o u n t r y t t t 加油站油气排放控制效益分析 坝：f j 学位论文 ( 1 ) e n v i r 0 1 1 m e n t a lb e n e 6 t s ：b yd a t ar e s e a r c h ，w eh a v es e le c t e dt h r e et y p i c a l g a s 0 1 i n e6 1 1 i n gs t a t i o n sa so u re x p e r i m e n t ss t a t i o n si ns h a n g h a i b a s e do na l la s p e c t s o ff i e l dt e s t sa j l ds i m u l a t i o nt e s t sa te x p e r i m e n t a ls t a t i o n sd 嘶n g s p 打n 吕s u m m e r ， a u t u m na n dw i n t e r ，w eh a v eo b t a i n e dt h eg a s 0 1 i n ev 印o re m i s s i o nf a c t o rf o rg a s 0 1 i n e f i l l i n gs t a t i o n sw h i c h h a v en o tc o n t r 0 1 l e dg a s 0 1 i n ev 印o re m i s s i o ni s2 4 37 9 t ；f o r g a s o l i n ef i l l i n gs t a t i o n s ( a j l di n s t a l l e dv a p o re m i s s i o np r o c e s s i n ge q u i p m e n t ) w h i c h h a v ec o n t r 0 1 1 e dg a s o l i n ev a p o re m i s s i o n si s3 5 9 9 ta n df b rg a s o l i n ef i l l i n gs t a t i o n s ( a n dw i t h o u ti n s t a l l e dv a p o re m i s s i o np r o c e s s i n ge q u i p m e n t ) w h i c hh a v ec o n t r 0 1 1 e d g a s 0 1 i n ev 印o re m i s s i o ni s5 3 9g t c o m b i n e dw i t ht h ea m o u n to fg a s 0 1 i n en o w d u m g 2 01o 2 015 i ns h a l l 曲a iw h i c hp r e d i c t e db yt h e 伊a yb o xm o d e l ，w eh a v e a t t a i n e dt h e 锄o u n to fe m i s s i o nr e d u c t i o n sr a n g eo fn o n m e t h a n eh y d r o c a r b o n ( n m h c ) o fg a s 0 1 i n ev a p o ri s8 1 2l t 19 6 2 4 8tf o re a c hc o u n t i e so fs h a n g h a ia r e r c o n t r o l l i n gt h eg a s 0 1 i n ev a p o re m i s s i o n si n2 01 1 ，c o n t r a s tt ot h eo f 锄o u n to fn m h c 、v h i c ht h ea 1 1g a s 0 1 i n ef i l l i n gs t a t i o n sw o u l de m i s s i o no nt h ea s s u m p t i o nt h a tt h e s e h a v e dn o tb e i n gc o n t r 0 1 l e di n2 0 11 ，t h en m h c a v e r a g er e d u c t i o nr a t e si so f8 9 7 3 i n2 011 ；m i l eb a s e do nc e r t a i na s s u m p t i o n sa n df o m u l a s ，w eh a v eg e t e dt h e 锄o u n t o fe m i s s i o nr e d u c t i o n so ft h et o t a l r e 百o n a lf o rn e x t5 一y e a r ，t h er e s u l ti st h a t ，w i t hm e a m o u n to fg a s 0 1 i n ei ng a s o l i n ef i l l i n gs t a t i o n sa t t e n d a n ti n c r e a s e ，m e r ea r e 铲a d u a l l y i n c r e a s e do ft h e 锄o u n to fe m i s s i o nr e d u c t i o n so fn o n - m e t h a n eh y d r o c a r b o n ( n m h c ) o fg a s 0 1 i n ev a p o r ，t h e 锄o u n tr e d u c t i o n so fn o n m e t h a n eh y d r o c a r b o n ( n m h c ) o f g a s o l i n ev a p o ri s 9 6 8 8 8 6 ti n2 0 11 ，w h i l er e d u c t i o n si n2 0 15i n c r e a s e dt ol6 3 5 5 8 7t ( 2 ) s o c i a lb e n e f i t s ：b yt e s t i n gt h e s e 缸e ee x p e r i m e n t a ls t a t i o n s ，w eh a v e o b t a i n e dt h ei m p r o v e m e n tr a t eo fm e s u r r o u n d i n ge n v i r o n m e n to fg a s o l i n ef i l l i n g s t a t i o n s ，t h ei m p r o v e m e n tr a t eo fw o r ke n v i r o n m e n td u r i n gu n i o a d i n gp r o c e s sf o r t h e u n l o a d i n gs t a f t h ei m p r o v e m e n tr a t eo fw o r ke n v i r o n m e n td u r i n gr e 如e l i n gp r o c e s s f o rr e 如e l i n gs t a f fw h i c hh a v ea r g u e dt h es o c i a lb e n e 6 t s 仔o mt h ec o n t r o l l i n go f g a s o l i n ev 印o re m i s s i o n t h er e s u l t sa r et h a t ：t h ei m p r o v e m e n tr a t ei s8 6 5 f o rt h e s u r r o u n d i n ge n v i r o i n e n to fg a s 0 1 i n ef i l l i n gs t a t i o n s ；t h ei m p r o v e m e n tm t eo f w o r k e n v i r o n n l e n ti s6 8 3 f o rt h eu n l o a d i n gs t a f f d u r i n gu n l o a d i n gp r o c e s sa 1 1 di s9 4 0 f o rr e 如e l i n gs t a f fd u r i n gr e f h e l i n gp r o c e s s ( 3 ) e c o n o m i cb e n e 矗t s ：b yt h ed a t ao ft h ee n v i r o n m e n t a lb e n e f i t sa n do t h e rd a t a r e s e a r c h ，w eh a v ea t t a i n e dt 王l ee c o n o m i cb e n e f i t s 行o mt h ec o n t r o l l i n go fg a s 0 1 i n e v a p o re m i s s i o nt h r o u 曲t h eu n i t so f t e nm o u s a 】1 dy u a no fg a s o l i n ev a p o rr e d u c t i o n s ( n m h c t t e nt h o u s a n dy u a n ) f o rt h et o t a l r e g i o n a l g a s o l i n ef i l l i n gs t a t i o n so f s h a n 曲a if 沁m2 0 1 1 t o2 0 15 ；t h ea m o u n to f r e c y c l e d 如e l say e a r 仔o m2 0 1 1t o2 0 15 i v 加油站油气排放控制效益分析顺十学位论文 a n dt h e 锄o u n to fo n e - t i m ep a y b a c kp e d o d sf o rg a s o l i n ef i n i n gs t a t i o n si ns h a n g h a i t h er e s u l t sa r et h a t ：t h eu n i t so ft e nt h o u s a n dy u a no fg a s 0 1 i n ev a p o rr e d u c t i o n s ( n m h c t t e nt h o u s a n dy u a n ) f o rt h et o t a lr e g i o n a l g a s 0 1 i n ef i l l i n gs t a t i o n so f s h a n 曲a ii si n c r e a s e d 仃o m0 6 8t i n2 0 1 1t o2 0ti n2 0 1 5 ；d u n n g2 0 11t o2 0 1 5 ，t h e 锄o u n to fr e c y c l e d 向e la y e a ri si n c r e a s e d 仔o m4 9 3 2 tt o8 3 2 5 t ：a n da tl a s t ，b a s e do n t h ea m o u n to fg a s 0 1 i n e si n2 011 ，w eh a v ea t t a i n e dt h e 锄o u n to fo n e t i m ep a y b a c k p e r i o d sf o rg a s 0 1 i n ef i l l i n gs t a t i o n si ns h a n g h a ii s2 8 3y e a r s k e yw o r d s ：g a s 0 1 i n ef i l l i n gs t a t i o n ；c o n t r 0 1o fg a s o l i n ev a p o re m i s s i o n ； e n v i r o m e n t a lb e n e f i t s ；s o c i a lb e n e f i t s ：e c o n o m i cb e n e f i t s ： v 加油站油气排放控制效益分析 硕十学位论文 v i 力油站油气排放控制效益分析顺：j j 学位论文 1 1 研究背景 第一章绪论 随着经济的发展及人们生活水平的提高，汽车保有量正以前所未有的速度增 长【l 删。相应地，为汽车提供燃料补给的加油站的数量也逐年增长。如，至2 0 1 0 年，上海加油站已有8 2 3 座。汽油的成分比较复杂，主要是烷烃和烯烃，从c 3 c 1 2 ， 其中以c 4 c 9 等轻烃为主。因此，汽油在流转过程中容易挥发到大气中形成油气 ( 以非甲烷总烃计，n m c h ) ，最终造成油气污染1 5 j 。油气污染对人类的危害很 大，如，原本可以使用的汽油挥发变成不能使用的油气，导致资源浪费【6 ；挥发 的油气和空气中的n o x 在光照作用下发生光化学反应，形成灰霾天气、降低大 气能见度，引发环境污染，影响人体健康 j ；油气本身携带有各种致癌物，导致 人体健康损害【8 j ；汽油的爆炸极限范围较宽，为o 7 6 6 9 ( 体积分数) 9 ， 当遇明火、电火花、雷电都可能引起燃烧或爆炸，引发安全事故【l0 1 。汽油挥发 引起的一系列负面影响问题已经引起了国家环保部的高度重视，并于2 0 0 7 年颁 布了储油库大气污染物排放标准 ( g b 2 0 9 5 0 2 0 0 7 ) 1 1 】、 汽油运输大气污 染物排放标准( g b 2 0 9 5 1 2 0 0 7 ) 【1 2 】、加油站大气污染物排放标准( g b 2 0 9 5 2 2 0 0 7 ) 【l3 j 等三项标准，并分三个阶段在国内分步实施。但是，由于相关企业 对油气排放控制的环境、社会和经济效益认识不足，导致全国的油气排放控制工 作至今没有按照加油站大气污染物排放标准( g b 2 0 9 5 2 2 0 0 7 ) 1 3 的有关规 定按时完成。因此，有必要系统地分析加油站油气排放控制技术及其随之带来的 环境、社会和经济效益。这项研究将对国家三项标准顺利实施具有一定的推动作 用。 1 1 1 加油站油气排放环节 1 ) 油罐车卸油过程( f i l l i n gu n d e r g r o u n dt a l l l ( ) 随着加油站油品的不断消耗，为保证加油站的正常运行，就需要从周边的油 库或其他储存地点提供油品加以补充，因此，加油站的运营中存在油罐车收油及 储存油的环节，即油罐车通过输油管线向地下储油罐内卸油，地下储油罐内的液 面上升产生的正压以及油罐内剧烈的搅拌促进汽油的挥发产生过量油气所形成 的压力，这两个因素使得罐内的饱和油气通过排气管向大气中排放( 这一过程也 称“大呼吸”) 。目前油罐车卸油的主要方式有以下三种：喷溅式卸油( s p l a s h f i l l i n g ，见图1 1 ) 、淹( 或浸) 没式卸油( s u b m e r g e df i l l i n g ，见图1 2 ) 以及平 衡式淹没卸油( b a l a n c e ds u b m e 唱e df i l l i n g ，见图1 3 ) 。三种卸油方式的区别在 于：喷溅式卸油过程中与输油软管连接的地下油罐的卸油管的末端在油罐液面上 加油站油气排放控制效益分析顺? f j 学位论文 方；而淹没式卸油过程中地下油罐的卸油管的末端在油罐液面以下，根据我国汽 车加油加气站设计与施工规范( g b 5 0 1 5 6 ) 的规定，淹没式卸油管应伸至罐底 上方0 2 m 的高度【14 1 ，而美国则要求卸油管伸至距油罐底部6 寸( 大约o 1 5 m ) 的高度【l5 j ；对于第三种卸油方式平衡式淹没卸油，也叫加油站一次油气回 收系统 ( s t a g eis y s t e m ) 将在1 1 2 1 ) 节详细介绍 。 散装液态石油产品损耗标准( g b l l 0 8 5 1 9 8 9 ) 中规定上海( b 类) 地区 油罐车的卸车损耗率为o 2 0 【l6 | ，由此可知，加油站在卸油过程中存在着大量的 油气蒸发排放损耗。这一过程的油气排放比较集中，量相对较大，因此成为实施 加油站油气排放控制的的首要对象。 m 罐车 ! ：! 瞍 倒 f lu 通c 管 1 一l ql uu1 1u 1 r t ，笛b ，笛制 j j ”管 汽油判 砷 油气，f 、 而。罐 i 图1 1 油站喷溅式卸油系统油气排放示意图 f i g 1 1s c h e m a t i cd i a g r a mo fs p l a s hf i l l i n g s y s t e m 图1 2 油站淹没式卸油系统油气排放示意图 f i g 1 2s c h e m a t i cd i a g r a m o fs u b m e r g e d f i l l i n gs y s e m 图1 3 加油站平衡式淹没卸油系统油气回收示意图( s t a g eis y s t e m ) f i g 1 3s c h e m a t i cd i a g r a mo fb a l a n c e ds u b m e r g e dl i l u n gs y s t e m 力油站油气排放控制效益分析倾 ：学位论文 2 ) 机动车加油过程( v e h i c l er e 如e l i n g ) 加油站作为油品的零售部门，主要是通过出售油品来获得盈利，因此，在出售 油品时，即给机动车加油的过程中，机动车油箱在未加油前，油箱中存在着一定 浓度的油气，随着液态油品通过加油枪不断进入机动车油箱，油箱内液态油品体 积增大，致使油气体积缩小，压力增大；另方面油箱内剧烈的搅拌促进汽油的挥 发产生过量油气会形成一定的压力，这两个因素导致机动车油箱内的油气向大气 中排放( 见图1 4 ) 。同时，由于地下油罐的部分油品被抽走后，当被抽走的体 积达到一定的数量时，会产生储罐抽空排放 详见1 1 1 3 ) 节 。 散装液态石油产品损耗标准( g b l1 0 8 5 1 9 8 9 ) 中规定上海( b 类) 地 区机动车的加油损耗率为o 2 9 【l6 | ，同时根据美国环保局( e p a ) 统计，平均每 加仑( 约3 7 8 5l ) 汽油加入油箱时，会有约4 4 5g 油气排放到大气环境中【1 7j ， 由此可知，机动车加油过程中存在着大量的油气蒸发排放损耗。这一过程的油气 排放比较分散，量相对较大，因此也是加油站油气排放控制的重要对象。 趴空气 图1 4 加油站加油过程油气排放示意图 f i g 1 4s c h e m a t i cd i a g r a mo fv e h i c l er e f h e l i n gs y s t e m 3 ) 储罐静止储油和抽空( u n d e r g r o u n dt a n l ( b r e a t h i n ga n de m p t y i n g ) 对比卸油环节和加油环节，储罐静止储油和抽空环节排放油气的量较少。这 个环节排放油气的过程可以细分为储罐静止储油排放和储罐抽空排放，以下简要 的解释了这两个环节排放油气的过程： ( 1 ) 储罐静止储油排放：储油罐中气体空间充满了油气和空气的混合气体， 且油品的挥发性会随着外界温度、风的作用或其它因素的影响而不断变化。例如 当外界温度上升时，罐内混合气体和油面温度上升，使混合气体体积膨胀且油品 加油站油气排放控制效益分析硕士学位论文 蒸发加剧，从而使气体空间压力上升，当罐内压力超过呼吸阀的控制正压时( 国 标规定为7 5 0p a ) ，压力阀打开，油气排出罐外；反之吸入空气，冲淡罐内气体 空间的油气浓度，促使油品加速蒸发，新蒸发的油气又将随着下次外界因素变化 而呼出罐外。加油站的储油罐一般放置在地面以下，而地下土壤具有保温作用， 因此使得加油站储油罐静止储油环节排放的油气量较少。 ( 2 ) 储罐抽空排放【18 ：这个环节排放的油气发生在机动车加油后。在加油 前，地下油罐内的液相和气相是处于一个平衡状态，而且气体空问充满着饱和油 气，当部分油品从地下油罐抽走后，排气管将吸入部分的空气，这样就打破了地 下油罐内气液相的平衡，从而会有小部分液体蒸发成气体重新建立气液相平衡， 而这部分蒸汽增大气体空问的体积，如不进行油气回收、将随下一次的卸油，从 地下油罐的排放管排出，这部分排放出油气就称之为储罐抽空排放。 当加油站没有安装二次油气回收系统，则储罐静止储油和抽空环节排放油气 量较多，其中大部分为油罐抽空环节所排放的油气量 4 ) 汽油滴漏( s p i l l a g e ) 加油站不可避免出现油品的泄漏和滴漏现象，如加油枪倒吸、滴洒、油箱溢 油、卸油接口阀门滴漏等；而且由于储油罐和输油管线长期与地表水、土壤直接 接触，也不可避免地会出现腐蚀和渗漏现象，但主要发生在以下三个过程【l 5 j ： ( 1 ) 汽油弹回：当加油枪给汽车加油的速度快于汽车油箱内部汽油的散发 的速度，导致油箱过压，从而使得汽油从油箱中喷出； ( 2 ) 加油枪的自动关闭功能损坏、加油员的操作失误或者加油员为了使得 加油的金额“凑”为整数而进行的强制加油时，使得汽车加油的量多于汽油油箱的 容积而导则了过量加油，从而使得汽油从油箱中溢出造成损失或被油枪倒吸、进 入加油枪的回气道内，从而使加油枪失去抽气功能，被油枪倒吸的汽油维修倒出 时会造成损耗； ( 3 ) 小部分汽油的滴漏：这种情况发生在加油枪从汽车油箱口移走时，加 油枪表面粘附的汽油蒸发到大气中。 汽油滴漏排放油气一般较难控制，除了加强加油枪的质控外，通过严化检测 和强化管理的方式也可以减少汽油的滴漏。 1 1 2 加油站油气排放控制措施 1 ) 加油站一次油气回收( s t a g ei ) 系统俐【2 5 j 加油站一次油气回收( s t a g ei ，见图1 3 ) 系统主要是针对加油站卸油过程 排放的油气，是在淹没式卸油的基础上，将卸油过程从排气管排放的油气收集到 油罐车内，再由油罐车输送到油库中进行回收处理得到汽油。该系统利用油罐车 与地下油罐的汽油液位落差，在汽油灌入地下油罐时的自然压力下，通过闭合回 力油站油气排放控制效益分析硕i ：学位论文 路的管线，将地下油罐内排出的饱和油蒸气置换到油罐车里。该系统工艺构成比 较简单，在系统密闭性良好的条件下，效率较高。 2 ) 加油站二次油气回收( s t a g ei i ) 和车载油气回收系统( o r v r ) 系统 1 9 2 5 根据国际上对于加油站加油过程排放油气的处理，目前主要有两种方式，分 别是加油站二次油气回收系统( s t a g ei is y s t e m ) 和车载加油油气回收( o n - b o a r d r e m e l i n gv a p o rr e c o v e 巧，o r v r ) 。两个系统的区别是o r v r 系统是将加油过 程中机动车油箱内的油气输送到机动车本身自带的碳罐中吸附回收，而s t a g ei i 系统借助某种力量将机动车加油过程排放的油气回收在储罐中储存或直接输送 到处理装置中处理回收。以下详细说明这两个系统具体的回收油气过程以及特 占 、 ( 1 ) 加油站二次油气回收系统( s t a g e1 is y s t e m ) 这个系统是指当车辆加油时，通过利用加油枪上的特殊装置，将原先从加油 枪与油箱口界面缝隙排放到大气的油箱内原先存在以及加油过程产生的油气经 加油枪、抽气泵进行回收并储存在地下储油罐内，即将回收的油气储存在密闭系 统内包括地下储油罐是一相对密闭具有一定正压的系统内保压，“不做排 放”。此系统工艺相对复杂，技术问题也比较多，而且随着不同的系统、不同的 设施和不同的地点，其效率相差较大。常见的加油站二次油气回收系统( s t a g ei i s y s t e m ) 包括压力平衡式系统( b a l a n c et y p es y s t e m ) 和真空辅助式系统( a s s i s tt y p e s y s t e m ) 。 压力平衡式系统( b a l a n c et y p es y s t e m ) ：此加油油气回收系统最早在美 国加州得到普遍使用，是利用加油时机动车油箱内气相空间形成的正压与储罐内 气相空间形成的负压两种力量回收油气( 系统示意图见图1 5 ) 。该系统的加油 速度较低、油枪体积较大，而且油气回收效率较低，因此仍有大量的油气未能回 收而泄漏至大气中，基于以上的原因此系统在美已经被淘汰。 真空辅助式( a s s i s tt y p e ) ：世界上第一个真空辅助式油气回收系统由j a m e s w h e a l y 于1 9 8 0 年开发，主要由回收型加油枪、同轴胶管、同轴拉断阀、真空 泵、油气分离接头等部件组成( 系统示意图见图1 6 ) 15 1 。加油时，油品从同轴 胶管的外层环形空间流出，通过回收型加油枪注入汽车油箱；油箱内原先存在以 及加油过程产生的油气从回收型加油枪枪头四周的小孔进入油枪内部。与此同 时，装在气路上的真空泵启动，将油气通过同轴胶管的内层管状流道送到加油机 中的油气分离接头中，在此处汽油油路和油气气路分开，油气经气路输送到地下 储油罐。真空辅助式二次油气回收根据真空泵的工作能力及相应的管线铺设方 式，又可以分为分散式二次油气回收系统和集中式二次油气回收系统，两者的区 别见表1 1 。 加油站油气排放控制效益分析硕二仁学位论文 表1 1 分散式系统和集中式系统的主要差别 t a b 1 1t h em a i nd i f k r e n c eb e t w e e nt h ed i s t r i b u t e ds y s t e ma n dt h ec e n t r a l i z e ds y s t e m 若是加油站安装了二次油气回收系统，可以消除储罐抽空排放，但由于气液 比( a l ) 为1 o o 1 2 0 ：1 o o 、或更高，则过量收集的油气会使得地下油罐压力不 断上升，当其压力大于呼吸阀( 或称p v 阀) 设定的压力，阀门将被打开卸压、 通气管就会排放油气。发生这种情况只是转移油气排放位置，并未得到实际减排， 因此需要回收处理这部分排放油气，这样的设施称为加油站油气排放( 后) 处理 系统( 装置) v 印o re m i s s i o np r o c e s s i n gs y s t e m ( e q u i p m e n t ) ，这个系统同时也可 以消除储罐静止储油损耗 具体介绍和解释见1 1 2 3 ) 。 ( 2 ) 车载加油油气回收系统( o n - b o a r dr e 如e l i n gv 印o rr e c o v e r y ，0 r v r ) o r v r 是指安装在机动车内部的油气回收系统( 系统示意图见图1 7 ) 。该 技术是美国e p a 在1 9 9 4 年推出以作为s t a g e i i 的一种替代选择。此系统的核心 部分是活性碳罐( a c c ) ，是将加油过程油箱内的油蒸气通过导管输送到安装在 机动车上的碳罐中，而后当机动车正常行驶时，利用发动机的真空压力将油蒸气 释放出来，并送入发动机燃油系统，从而回收和利用了加油过程和油箱热浸时产 生的油气。目前，此种车载油气回收系统主要在美国和加拿大推行。 加油站油气排放控制效益分析 p v 阀 j n 油机 口 结斛 嚣激箨转戮黧锱 汽油h 譬裂鬻誉鬟鬻觥 ，r 莎b 油气 、 地下储油罐 潜油泵 图1 5 加油站平衡式二次油气回收系统 f i g 1 5s c h e n l a t i cd i a g r a mo fv a p o rb a l a n c e s y s t e m 图1 6 加油站真空辅助式二次油气回收系统 f i g 1 6s c h e m a t i cd i a g r a mo fv a c u u ma s s i s t s y s t e m 图1 7 车载加油油气回收系统示意图 f i g 1 7s c h e m a t i cd i a g r a mo f o n b o a r dr e f u e l i n gv a p o rr e c o v e r ys y s t e m 3 ) 加油站末端处理设施( v 即o re m i s s i o np r o c e s s i n ge q u i p m e n t ) 加油站末端处理也是我们常说了“三次油气回收系统”，主要是基于吸附、 吸收、冷凝、膜分离等方法对加油油气回收系统过量收集的油气进行回收处理， 其中基于吸附、吸收、冷凝、膜分离原理运作的末端处理设施的应用场合和特点 见表1 2 ( 系统图见图1 8 ) 。油站是否要统一安装末端后处理装置在国内一直存 在争议，实际上，加油站末端后处理装置是由于美国出台了o r v r 标准后才在 某些系统( 只占较小的市场份额) 中使用的，它的应用是对某些设备的补救措施， 以便确保其末端排放能够达到地方州府( 主要为加州) 的苛刻排放限值，主观上 是为了尽可能减少汽油油气对大气环境的负面影响，客观上引领了油气回收技术 的革命衍生出新的技术和设备；但需额外投资。而我国标准制定者已将其移 力油站油气排放控制效益分析颁士学