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对我国加油站油气回收的反思
我国加油站油气回收工程正在走弯路
当国人还在为加油站油气回收系统中的问题困惑时，欧盟地区正在抛弃目前的技术，推广“第二代油气回收系统”。所以，我们需要换一种思路看问题，以期减少盲目性。【本文刊载《中国石油企业》2007年第5期。北京石油化工学院李汉勇等教授编写的《油气回收技术》一书中，第六章第四节“我国加油站在油气回收工程方面的误区”引用了本文全文】随着环保和安全越来越受到重视，不少加油站开始安装油气回收设备。奥运会带来的紧迫感，正加快着加油站油气回收的行动。油气回收在一个加油站是一台/套设备，在一个加油站主管公司是一个项目，在一个地区及全国是庞大的工程。加油站实施油气回收的根本目的是最大限度减少油气排放的污染，保护大气环境。如果投巨资安装了油气回收设备，油气污染状况没有改变或改变不大，就要分析原因、思考对策。当前，我们遭遇的是付出了高额代价，得到技术设备物非所值，加油站的油气回收工程达不到环保目的，我们在走弯路。1.重新解读国外加油站油气回收工艺
国内推广的加油站“一阶段”“二阶段” 油气回收设备，均属舶来品。从美国加州圣地亚哥市1974年实施“第二阶段油气回收措施”起，国外实施油气回收已经有33年历史。英国牛津布卢克斯大学气象学教授、城市空气污染气象学博士埃尔森介绍：“减少加油站挥发性有机化合物的措施包括所谓的‘第一阶段控制措施’，其目的是防止油罐车向地下储油库输油时挥发性物质逸出。这种措施从70年代起就已经在美国实施了，目前正在整个欧洲分段实施。奥地利、瑞典以及德国部分地区（如慕尼黑和柏林于1987年）早就规定采取这种措施。”“‘第二阶段控制措施’要求在加油机上安装挥发物回收装置，加利福尼亚州已经这样做了。”（摘于英.埃尔森《烟雾警报－城市空气质量管理》）
我国台湾从1993年开始引入加油站油气回收系统。有关部门对加油站油气回收技术工艺原理的描述是：改善加油站空气污染的方法有三种，（1）加强加油设施之维护保养管理，（2）避免不当加油，（3）使用污染防治设备（油气回收系统）。其中（1）及（2）方法可以改善加油站地下管线及加油设施之非预期排放，针对加油时汽油之挥发逸散，则必须使用（3）油气回收系统。目前有多种油气回收方法被使用，其中最简易的原理为当液态汽油由储油槽经管线输出时，油槽内因压力下降而产生真空压，会将周围空气引入，相反地，当液态汽油注入时，会造成内压上升而迫使上层油气排放至大气中，油气回收系统即籍由输送过程中压力的变化将饱和油气引回储油槽中，由于此时已有充足的饱和油气流回储油槽，可阻止新鲜空气进入，故可抑制油槽内油气的进一步挥发，以减少污染物的排放于大气中。针对油库送油至加油站及加油站零售汽油，分别有不同的油气回收方式：（1）油罐车密闭式卸油，即第一阶段油气回收系统；（2）油库油罐车油气回收；（3）加油站车辆加油作业油气回收，即第二阶段油气回收。（摘于台湾环保署《加油站设置真空辅助式油枪油气回收设备补助申请之检测及审查执行计划期中工作报告》）。简言之，加油站油气回收的工艺是按照“抽出一升油就补回一升油气”的气液平衡原理，抑制油槽内油气的进一步挥发。正如国外某品牌油气回收产品样本手册描述：“●加油站储油罐由于温度影响或油罐车卸油，导致油罐内压力增加，将油气排放于大气中●未安装二次油气回收系统之加油站，在加油过程中，通过呼吸阀有加油量等体积的空气进入油罐，造成油品挥发引起罐内压力增加，加大了油气排放●当加油站的二次油气回收系统、油气回收管路、零配件和压力真空阀出现泄漏或正常排放时，油气会直接排放于大气中。若保证油罐压力处于负压状态，可避免排放。” 为保证油罐压力处于负压状态，在工艺技术方面，以抽吸油气的加油枪和配套的真空泵控制气液比；在控制技术方面，采用压力/真空阀和压力监测器。2.工艺技术和控制技术存在缺陷
所谓缺陷，是指无论怎样确定气液比，无论压力/真空阀和压力监测器如何控制，都没有切实有效做到防治油气污染。1），无论多少数值的气液比都不能杜绝油气的挥发 气液比A/L（A指加油时在汽车油箱口收集的油气量，L指加油机从地下油罐抽取给用户汽车的加油量）是表征油气回收系统性能质量的一个指标。其理论是：从地下油罐内抽出一个体积的油液加到汽车油箱时，汽车油箱也会排出相同体积的油气。只要同时把这个相同体积的油气收集起来补充进地下油罐，就可以避免油气造成的污染。基于平衡的理念，应该以“气液比1：1” 即A/L=1为最佳。关于气液比，各供应商各有自己的技术介绍，最具代表性的如：HEALY介绍：二次油气回收的处理重点是要让油枪每加一升油能回收一升油气。要达到此工作的有效回收油气，HEALY的系统设计在油枪内装置了油气流速控制阀，此控制阀随着加油的速度变化调节，达到气体与液体比(A/L)为1:1的回收。若太低或太高会造成油灌的油气不平衡，会吸进大气或排出油气，造成汽油挥发或污染大气。（摘于《HEALY二次油气回收原理说明书》）。OPW介绍：分散式油气回收系统由真空泵控制板、真空泵、油气回收管路、油气回收枪组成。真空泵控制板与加油机脉冲发生器连接，获得加油时的脉冲信号启动真空泵，而停止加油时脉冲信号中断真空泵同时关闭。根据加油机不同的脉冲分辨率，真空泵控制板调节加油枪的气液比至0.95:1~1:1.5之间。加油时真空泵的转速随流量而改变，确保气液比始终保持恒定。（摘于《OPW二次油气回收系统》）事实上不同品牌油气回收枪的气液比差异很大，从台湾地区已经安装使用过的11个品牌油气回收加油枪的资料看，气液比最小为0.88，最大为2.43。
无论多少数值的气液比都不能杜绝油气的排放，因为，在实际操作中，“给汽油车油箱加油时，首先会有与所灌装的油品的体积相同的油气被置换出油箱；同时，所灌装的油品并没有停止蒸发，必然还有由于同时蒸发所增加的油气体积也要排出油箱；并且在收集油气操作过程还可能混入的空气，因此需要收集的油气混合气体体积必然大于所进入的油品液体体积。如果只是收回与油液体积相同的油气体积，即所谓‘气液比1：1’，就会有多余油气遗留在空气环境形成污染。实际上，只要‘气液比’等于1或小于1，都不可能将油气完全收集干净。反之，如果‘气液比’大于1，即收集了大于出油体积的油气，势必会多收集了新鲜空气进入油罐，那样又会将油罐内的油气排挤出油罐，反而增加了对大气污染。”（《影响油气回收设备收益的若干问题》《中国环保产业》2005年第4期）。气液比大，不但增加排放污染，还扩大油品挥发损耗。武汉有两个加油站安装了“第二阶段控制措施”，都将收集的油气送入汽油标号相对低的90﹟汽油罐中，经过一段时间都发现90﹟汽油明显亏损。2），压力/真空阀难以维持油罐系统的负压
为了“保证油罐压力处于负压状态”采用了“PV阀”，即压力/真空阀。国家标准对于压力/真空阀的定义是“又称P/V阀、通气阀、机械呼吸阀，可调节罐体内外压差，使罐体内外气体相通的阀门”。按照工艺要求，压力/真空阀的作用应该是维持油罐系统的负压。但是，根据供应商对“第二阶段控制”技术的说明，真空压力阀设定为：油罐系统正压超过76mm水柱、负压低于200mm水柱时，真空压力阀就会启动，安全迅速的释放油气出去或放过空气进入，让油罐系统得到呼吸。还有的供应商提供的方案是在安装压力/真空阀同时，还要装设两个压力帽，一个为+1.5英吋水柱压、一个为+3至-8英吋水柱真空，当系统压力超出压力帽范围时，压力帽会启动调节，让油罐系统得到呼吸。所以，地下油罐系统并不只是负压状态，而只是“可调节罐体内外压差，使罐体内外气体相通的阀门”。
据台湾代理公司维护人员介绍，压力/真空阀很容易损坏，成为常通状态。台湾环保部门1999年对212个加油站、2000年对408个加油站的油气回收设备进行质量检测检查时，发现“PV阀经常损坏”。检查报告指出从在检查中发现损坏还只是一部分，“因为厂商大多在检查人员到站前才装上或修复”。（见于台湾环保署《加油站设置真空辅助式油枪油气回收设备补助申请之检测及审查执行计划期中工作报告》）。可以想象实际损坏的程度还要严重。压力/真空阀容易损坏的原因可能受到“气液比”波动大、阀芯打开和关闭过于频繁的影响。一旦压力/真空阀损坏成为常通，地下油罐系统也就与大气环境相通而处于常压状态了。因此，压力/真空阀并不能维持和“保证油罐压力处于负压状态”。
3），压力监测器不能及时“管住”油气的呼吸排放
监测器的采用，不同厂家有不同要求。有的监测集中式二次油气回收系统，有的监测分散式二次油气回收系统，还有的在一次二次油气回收系统都监测。监测对象也有不同，有的监测地下油罐和管线系统的压力值，有的监测回收油气流量。监测器的安装，有的在通气口上，有的在地下油罐或加油机内。也有的连同接口模块、液位仪、气体流量计、气体压力计组合一体，称为“加油站诊断系统”。监测器的作用，无论是称为在线监测系统还是称为实时监测系统，其对油气回收系统压力都只能随时“看着”而不能及时“管住”，因为：监测器测得信号到实现调控需要有个过程，正是在这个调控过程里油罐呼吸就已经“高出低进”了，（油罐空间的压力高于设定值的正压时让油气排放出去、低于设定值的负压时让外面的新鲜空气进来），就算是动作灵敏度很高的电子仪器也不能阻止这种“高进低出”。所不同的只是，这种“高出低进”的门槛，在安装监测器之前是自然状态下的压力值，安装监测设备之后是按照人为设定的监测系统压力值。
需要指出，所有在线监测系统的监测的对象绝不是油气排放处理装置和油气回收系统尾气的排放浓度，而只是气液比和油罐系统的压力。
