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      知道加油站的氣味與VOCs減排的關(guān)系嗎? (3)

       大城小E 2021-03-18

      油氣排放與油氣回收的意義

      導(dǎo)言:

      早前,在加油站加油時經(jīng)常會有很濃重的氣味,這些氣味就是從汽車油箱里散發(fā)出來的汽油蒸氣,通常稱之為油氣。今天小E約到了一位在油氣排放控制的大咖,一起來回顧油氣排放與回收的前世今生。

      特約撰稿:錢華(2008年環(huán)保公益性行業(yè)科研專項“加油站排放控制及管理措施研究”主要完成者)

       油氣的主要危害及實施控制的意義 

      油氣主要產(chǎn)生于汽油儲存和裝卸過程中,隨汽油的組成不同而不同,油氣是由多種烴組分組成的混合氣,據(jù)統(tǒng)計,油氣中的化合物達(dá)450多種,以沸點120℃以下的烴類VOCs為主。 表1-5列出了汽油油氣中烴類VOCs成分。

      一般而言,油氣中具有不良健康影響的組分多為芳香烴類。而烴類VOCs則對光化學(xué)煙霧的形成具有重要的促進(jìn)作用,尤其是其中的烯烴類因具有雙鍵而反應(yīng)活性較強;而我國車用汽油烯烴含量國四高達(dá)28%、國五24%。

      表1-5   車用汽油揮發(fā)性組分

       環(huán)境污染 

      我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,根據(jù)公安部交管局?jǐn)?shù)據(jù),截止2016年底,我國汽車保有量1.933億輛;汽油消耗量近2億噸,呈同步快速增長。汽油機動車除了整車蒸發(fā)、尾氣排放VOCs外,主要是加油時釋放的量,后者是前者的幾十倍。

      除此之外,空中交通工具、水上交通工具等流動源以及各種工業(yè)生產(chǎn)工藝也是排放VOCs的重要來源。

      烴類物質(zhì)尤其是烯烴類(VOCs)在大氣中極易和機動車廢氣、火力發(fā)電等高溫作業(yè)排放的氮氧化物硫化物等污染物在太陽光照作用下,發(fā)生一系列復(fù)雜的光化學(xué)、大氣化學(xué)反應(yīng)生成硝酸鹽、硫酸鹽等二次粒子,形成光化學(xué)煙霧,引發(fā)灰霾天氣、最終影響大氣能見度,并使O3、PAN、醛類、尤其是二次粒子(PM2.5)濃度顯著上升,從而降低大氣環(huán)境質(zhì)量,最終影響人體健康和生態(tài)安全。

      其中汽油油氣的排放是造成大、特大城市、和城市群光化學(xué)污染的重要原因之一。我國目前正處在高速城市化、機動車保有量快速增長的過程中,汽油油品大量消耗、外加各種工業(yè)活動,使光化學(xué)污染成為我們目前不得不面對的嚴(yán)重環(huán)境問題,尤其是大城市和城市群地區(qū),京上廣地區(qū)表現(xiàn)突出,特別是京津冀及周邊地區(qū)表現(xiàn)尤為嚴(yán)重,已經(jīng)成為我國乃至全世界最為嚴(yán)重的霧霾污染區(qū)域。

      必須認(rèn)真對待,為此,我們應(yīng)該積極有效地開展加油站油氣回收,減輕其對環(huán)境與人體的危害。

       人體健康危害 

      汽油油氣中含有的VOCs由幾十種碳?xì)浠衔锝M成,我國主要是C3-C9,其中烷烴類:丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷為主;烯烴類:丁烯、戊烯、己烯為主;芳香烴:有苯及其衍生物;多數(shù)屬于有毒有害物質(zhì),油氣組分能夠使人致癌,對人體造成的整體危害不容忽視。

      輕度中毒會使人植物神經(jīng)紊亂并引起頭痛、眩暈、惡心、腹部疼痛、心動過速等癥狀;吸入大量汽油蒸氣會引起嚴(yán)重的中樞神經(jīng)障礙等急性中毒癥狀。

      空氣中含汽油0.02%時,敏感的人就有輕度癥狀,長期接觸較高濃度汽油蒸氣會對皮膚產(chǎn)生脫脂作用、引起嘔吐、消化道粘膜刺激癥狀、進(jìn)而抽搐不安、心力衰竭、呼吸困難等慢性中毒癥狀。

      以上海、北京油庫進(jìn)行實地調(diào)查為例,裝油棧臺操作工人普遍反映長期在油氣環(huán)境中操作,存在皮膚緊繃、干燥、眼睛干澀、頭發(fā)枯脫、食欲減退和精神不振,反應(yīng)明顯的會出現(xiàn)腹部劇烈疼痛等癥狀,懷孕婦女流產(chǎn)率高;每次體檢職工癌癥發(fā)病率高,由此可見,油氣不回收嚴(yán)重危害人體健康。

      另外,排放到大氣中的VOCs與氮氧化物之間發(fā)生光化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生的光化學(xué)煙霧及其中所含各種有毒物質(zhì)同樣嚴(yán)重危害人體健康和生態(tài)安全。

       浪費資源 

      油氣的排放不僅對人類健康和環(huán)境有負(fù)面影響,另一方面還造成資源的浪費。《散裝液態(tài)石油產(chǎn)品損耗》(GB11085-89)列出了我國不同地區(qū)汽油儲運銷過程中的蒸發(fā)損耗率,在我國B類地區(qū),加油站卸油過程損失約2.0‰左右,加油站加油過程中的揮發(fā)損失約2.9‰,加油站呼吸損耗約0.1‰,總共約為5‰。

      根據(jù)《上海統(tǒng)計年鑒2016》,2016年上海汽油消費總量為607.37×104t,據(jù)此粗略估算,若未進(jìn)行油氣回收改造,上海本地汽油消耗所引起的加油站、油罐車、油庫油氣排放,最低將導(dǎo)致約3.04×104t的揮發(fā)性有機物進(jìn)入大氣環(huán)境,實際揮發(fā)量要遠(yuǎn)大于這個數(shù),如按1%損耗計算,則為6.08×104 t的揮發(fā)性有機物進(jìn)入大氣環(huán)境。按2017年5月上海92#車用汽油價6.2元/升折算,則將有5.13億元/a的經(jīng)濟(jì)損失。

      因此,加油站油氣揮發(fā)不僅對環(huán)境的負(fù)面影響非常顯著,而且經(jīng)濟(jì)損耗也非常巨大;所以,進(jìn)行油氣排放控制能減少汽油油品損耗,為此,加油站安裝油氣排放控制和回收系統(tǒng),在環(huán)保、經(jīng)濟(jì)及健康領(lǐng)域均具有重要意義。

       降低油品質(zhì)量

      我國汽油組分主要由C3~C9的各種烴類組成,為了保障機動車汽油燃料的良好蒸發(fā)性,通常要求汽油恩氏蒸餾10%點不高于70℃,以便汽油中的輕組分冷啟動時在汽缸中得到蒸發(fā)、以利于汽油在汽缸中與空氣得到更好的混合、即使在寒冷季節(jié)也能提高汽油車輛的良好啟動能力、燃燒效率和發(fā)動機的功率以及降低排放。

      然而這一特性又會不可避免地易造成輕餾分的流失和初餾點的升高,并會劣化機動車排放,據(jù)此,生產(chǎn)車用汽油的煉油企業(yè)應(yīng)該根據(jù)季節(jié)和溫度的變化對油品的組分進(jìn)行科學(xué)的調(diào)和和配置,使之保持良好的地區(qū)適應(yīng)性。

      據(jù)有關(guān)資料介紹,當(dāng)航空汽油損耗率達(dá)10%時,其初餾點升高8℃,蒸氣壓下降20%,辛烷值會下降0.5個單位

       安全隱患 

      加油站經(jīng)營的汽油屬易燃易爆危險品,其中一個主要原因是其沸點低、閃點低、易揮發(fā),汽油油(蒸)氣的爆炸極限較寬、為0.76%~6.9%(體積分?jǐn)?shù))、爆炸溫度極限為-38℃~-8℃,因此,北方冬季加油站、儲油庫要注意防爆;而在夏季,因氣溫遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于爆炸溫度上限,油蒸氣在空氣中的合量超過爆炸濃度,因此,在夏季易發(fā)生燃燒,而不是爆炸。

      由此可見,汽油蒸汽屬易燃易爆氣體,空氣中濃度恰當(dāng),遇到明火、電火花、打雷、包括靜電(火花)都可引起爆炸燃燒,因此當(dāng)油罐區(qū)(tank farm)、加油機作業(yè)時,在它的危險區(qū)域內(nèi)絕對禁止有明火或電火花等出現(xiàn),因為(汽)油料及其蒸氣都是絕緣體,電阻率一般在1012Ω.cm左右,當(dāng)收發(fā)、裝卸和轉(zhuǎn)運過程中,油料與管線、泵、容器等壁面以及油流與空氣相摩擦或碰擊均能產(chǎn)生靜電;因此,加油站、油庫等油品裝卸作業(yè)場所必須要有防治靜電產(chǎn)生或積聚的措施。

      另外,揮發(fā)的汽油,因相對密度較大,一般都在1.59~4(空氣=1)之間,所以不易擴(kuò)散,在儲存場所的低洼處,如地洞、陰溝等人們?nèi)菀缀鲆暤牡胤椒e聚,油氣(VOCs)集聚到一定濃度,遇火極易發(fā)生爆炸或火災(zāi)事故,這就大大增加火災(zāi)發(fā)生的危險性。

      經(jīng)多年事故調(diào)查分析,加油站、油庫70%以上的事故主要由于油氣揮發(fā)而引起。93%爆炸事故發(fā)生在儲罐井和卸油區(qū)。

      鑒于此,進(jìn)入加油站、油庫的人員必須嚴(yán)格遵守相關(guān)防燃防爆的規(guī)定,確保安全。

       油氣蒸發(fā)控制意義 

      隨著環(huán)保法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格,加上石油資源緊缺及節(jié)能要求雙重壓力的沖擊,出于安全和環(huán)保的考慮,控制加油站油氣污染的工作變得十分緊迫。

      有鑒于目前我國霧霾天氣頻發(fā)、臭氧濃度超標(biāo)常態(tài)化的大氣環(huán)境現(xiàn)狀,為了確保建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會”的有效貫徹落實,保護(hù)人體健康;確保加油站排放得到切實控制非常必要。

      全面地進(jìn)行加油站油氣回收,有效減排加油站—油庫—油罐車的VOCs排放,管控好車用汽油在油庫—油罐車—加油站之間的密閉流轉(zhuǎn),保證油氣(VOCs)(一階段油氣)回收的成功率和有效性十分重要,鑒于此,各地區(qū)各省市環(huán)境監(jiān)測部門都必須積極行動起來,忠實履行其職責(zé),加強對加油站(一、二階段油氣回收)的抽檢、年檢、及日常監(jiān)督管理,確保加油站油氣回收三參數(shù)—密閉性、液阻、氣液比等處在國標(biāo)要求的范圍內(nèi),努力減排其油氣總量,減輕其對大氣環(huán)境的污染,使加油站的污染控制和油氣回收有效納入我國環(huán)保的常態(tài)化管理體系中;如此,加油站油氣減排才能滿足目前諸多面臨的大氣環(huán)境緊迫要求,為國家環(huán)境保護(hù)行政主管部門對加油站的污染排放進(jìn)行有效控制分憂、為常態(tài)化受霧霾天、臭氧超標(biāo)侵害的普羅大眾解難;提高我國城市大氣環(huán)境質(zhì)量,尤其是深受霧霾臭氧污染困擾的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市、及城市群的大氣環(huán)境質(zhì)量,推動我國環(huán)保、節(jié)能產(chǎn)業(yè)向縱深發(fā)展。

      ——完——

      編輯:鄔堅平

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