大连市加油站挥发性有机物（VOCs）治理建议
时间：2023-02-28 13:45:07 来源：千叶帆 本文已影响人
＊邢巍巍 张令 王玉
（1.大连市生态环境事务服务中心 辽宁 116023 2.大连市生态环境局 辽宁 116007）
“十三五”以来，大连市环境空气中主要污染物臭氧占比逐渐增加，目前已突破细颗粒物成为全年的主要污染物。由于挥发性有机物（VOCs）是细颗粒物（PM2.5）和臭氧（O3）形成的主要前体物，通过控制VOCs含量，可加强对PM2.5与O3排放量的协同控制，这一举措对实现减污降碳、促进生态环境质量持续改善有积极的意义。进入“十四五”时期，大连市环境空气质量持续改善面临污染物减排空间缩小、污染源治理难度加大、臭氧污染突出等严峻挑战。伴随着大连机动车保有量的快速增长，汽油消耗量持续增加，随之产生的挥发性有机污染不容忽视，深入推进加油站挥发性有机物治理势在必行，近年来大连市积极响应国家号召，全面推进挥发性有机物（VOCs）减排政策，持续性开展了一系列重点行业挥发性有机物（VOCs）深度整治工作，本文旨在为大连市加油站挥发性有机物（VOCs）的治理提供参考建议。
(1)国家相关政策
2019年6月，针对重点行业治理，油品储运销VOCs综合治理，生态环境部印发《重点行业挥发性有机物综合治理方案》。提出要加大汽油、石脑油、煤油以及原油等VOCs排放控制，重点推进油罐车、加油站、储油库油气回收治理。2020年6月，为了强化油品储运销监管，实现减污降耗增效，生态环境部印发《2020年挥发性有机物治理攻坚方案》。提出加大石脑油、汽油、煤油以及原油等油品储运销全过程VOCs排放控制，在保障安全的前提下，重点推进油罐车、储油库、加油站油气回收治理，加大油气排放监管力度。2021年11月，中共中央、国务院印发《关于深入打好污染防治攻坚战的意见》明确：要深入打好蓝天保卫战。重点治理夏秋季臭氧污染，推进挥发性有机化合物和氮氧化物协同减排，抓好臭氧污染防治。2022年11月，生态环境部联合国家发展和改革委员会、科学技术部等14个部委印发《深入打好重污染天气消除、臭氧污染防治和柴油货车污染治理攻坚战行动方案》，制定了具体的“臭氧污染防治攻坚行动方案”。
(2)加油站VOCs排放现状分析
据生态环境部统计，2019年全国337个地级以上城市臭氧浓度同比提高6.5%，全国优良天数比例同比下降2.3%，以首要污染物为臭氧的超标天数占总超标天数比例高达41.8%[1]。目前我国正面临PM2.5和O3的双重污染，国家越来越重视VOCs治理，同时O3防治战也提上了日程。
近些年汽油消耗量随着机动车保有量的快速增长在逐步增加，相应的油气污染也随之增长。目前，辽宁省有加油站3500余家，在全国排名前十。大连市现有加油站约400余家，汽油年消耗量约120万吨，油气产生量约150万立方米，年损失的汽油约为1200t（按照汽油损耗率为1‰计算）。推进加油站挥发性有机物（VOCs）治理，可同时取得环境效益、社会效益及经济效益，可谓“一举三得”，不仅为我市臭氧浓度和污染天数“双减”提供关键支撑，也是我市推进“双碳”战略的有力举措。
(1)加油站的特点
一般来说汽油日销量10t以上的加油站，设置3～4个汽油罐。由于汽油车的油箱一般不大，加油站日均加油次数较多。这类加油站由于油箱容积小，每天平均收油次数要比其他地区的加油站多。另一方面，目前国内加油站的收发油多以汽油为主，汽油等轻质油品沸点低、易挥发，不仅容易对人体造成危害，对环境空气和地下水也易有所污染，其易燃、易爆的特点还存在安全隐患。
(2)加油站VOCs排放分析
①汽油罐车卸油时VOCs排放分析
汽油具有很强的波动性。当汽车加油时，油箱内油气空间随着汽油液面的不断下降而逐渐增大。当汽油罐车向油箱卸油时，油箱内的液体体积随着汽油的不断注入而逐渐增加，导致液位上升，油箱内的油体积被压缩导致油箱压力增加，当压力超过呼吸阀正压极限时，如果油箱压力超过外界压力，VOCs就会通过油箱通风口排出。一般加油站的油箱容量小，平均日排放频率高，VOCs排放总量大。
②汽车加油时VOCs排放分析
在加油过程中，油箱内的液位和压力达到一定比例时，油箱内的VOCs就开始向空气中排放。一般来说，加油时间不是很长，汽油车油箱又小，所以单次排放也不大。但通常加油站汽油车平均每天加油次数较多，虽然VOCs的排放较为分散，但总排放量持续积累较大。按照780kg/m3的汽油密度计算，加油站每销售1t汽油就将有2.56m3的油气排放到空气中。一个年销售汽油5000t的加油站每年排入空气中的VOCs高达12800m3。
村镇银行由于地处县域，面向“三农”，工作条件艰苦，高素质的精通会计、财务专业知识的专业技术人员严重匮乏。从走访的10家村镇银行员工招聘中看，报名者中，会计学、审计学、财务管理三个专业毕业的应聘人员微乎其微，从全国重点财经院校、财经类专业较强的综合性大学毕业的三个专业人员为零。从业人员中具有助理会计师资格者微乎及微，具有会计师资格、注册会计师资格、高级会计师资格者缺失，这些因素严重制约了村镇银行信贷风险内部审计工作的开展。
③埋地汽油罐储存时VOCs排放分析
埋地式汽油罐内VOCs的挥发受罐内温度、空载量等因素的影响。通常来说，如果罐内温度变高，罐内VOCs温度也会随之升高，导致液面温度升高，这时VOCs蒸发速度就会变快，蒸汽压力也同步升高。当蒸汽压力即将达到油箱呼吸阀控制压力的极限时，打开压力阀瓣，VOCs通过排气孔管和阻燃排气孔帽排出；
相反，温度在不断下降。当罐内压力下降到真空阀的负压极限时，打开真空阀盘，空气进入罐内加速油的蒸发。新挥发的VOCs将随着外界因素的下一次变化而从罐中排放出来[2]。由于油箱内气体空间温度的变化而产生的呼出油蒸汽和吸入空气的过程称为轻微呼吸损失。根据实测数据，一个容量为1000m3的油罐，装满汽油储存一年，小呼吸造成的损耗率可达1.7%。
(3)加油站VOCs回收系统
在加油站卸油、储油、加油过程中产生的VOCs被密封在油罐车或加油站的油罐中收集、储存、运输，回收后成为汽油。一般来说，加油站的VOCs回收系统包括：抽油烟机和油气回收系统（一级回收系统）、汽油密封储存系统、抽油烟机和油气回收系统（二级回收系统）、在线监控系统、备用油炉由煤渣排放处理装置（三级回收系统）构成[3]。目前大连市大多数加油站已安装了一级油气回收系统和二级油气回收系统，但预留了三级油气回收系统接口。
①一级油气回收
根据《加油站大气污染物排放标准》(GB20952)[4]的规定，一次油气回收系统是“将油罐车卸货过程中产生的油气密闭收集，再返回油罐车油箱的系统”。因此，一次油气开采又称卸载油气开采，它主要是针对罐式卡车进行的改造。通过利用管路将罐车的呼吸阀与罐车的回收管并联起来，使其形成闭环。当油液排出时，从顶呼吸阀排出的挥发性有机物（VOCs）也将沿管道返回罐车，回收的VOCs可以重新回到油罐里。
②二级油气回收
加油时，油箱口也会挥发出一定量的VOCs。两级油气回收系统主要是指通过密闭的方式，将挥发溢出的VOCs收集并返回到地下油罐。故二次油气回收主要是针对加油机和加油枪进行的改造。通过在加油枪枪口上加装回油管，然后再在加油机的末端加装上真空泵，这样一来，每当加油机启动时，加油枪就会在真空泵的作用下按气液比1～1.2:1回收油箱内的油气。
③三级油气回收
三级油气回收主要是指通过使用加装在储罐排放出口的油气回收处理装置，收集因储罐压力过大导致二级回收未回收完全而排放的油气。目前，三级油气回收装置已成为油气回收系统中最关键、最高效的环节[5]。近年来，也有越来越多的码头和油库开始安装回收VOCs的三级油气回收装置，挥发性有机物VOCs的回收效率也变得越来越高。三级油气回收目前采用的成熟技术有四种：冷凝回收、吸收回收、吸附回收和膜分离回收，此外部分加油站还会涉及到几种技术的组合应用。
(1)加快地方标准制定
通过制定《加油站大气污染物排放》地方标准，加大对加油站排放污染物的监管。如2019年9月1日起北京就实施了《北京加油站油气排放控制和限值》[6]，提出新建加油站油气处理装置的油气排放浓度1h平均浓度值应小于等于10g/m3，远远严于国家油气排放浓度1h平均浓度值应小于等于25g/m3限值。《四川省加油站大气污染物排放标准》也于2022年7月1日起实施，其中油气处理装置的油气排放浓度1h平均浓度值应小于等于20g/m3。
地方标准制定内容应重点关注以下几个方面：
一是排放限值的差异。气液比、液阻、密闭性、油气泄漏浓度、加油站边界浓度的排放限值与GB20952保持一致；
油气处理装置的油气排放浓度限值要严格，具体数值需要调研。
二是控制要求的差异。控制要求是除排放限值外的管理性要求，为管理部门开展监管提供依据。可以考虑补充企业自行检测和监督性检测要求。也可以参考四川省地标中对加油站人员、设备在维护管理方面提出具体要求。
三是监测要求的差异。结合实际情况，细化在线监测系统的安装范围。根据《加油站大气污染物排放标准》（GB20952-2020）中第7.4条款，“省级生态环境主管部门根据加油站规模、年汽油销售量、加油站对周边环境影响、加油站挥发性有机物控制要求自行确定油气处理装置的安装范围”。考虑到加油站油气泄漏浓度检测的实际需要，还可以提出油气泄漏浓度检测要求，明确安全要求、台账要求、检测设备、检查方法和检测记录等要求。
四是超标判定的差异。结合实际情况，严格超标判定的条件。根据《加油站大气污染物排放标准》（GB20952-2020）中第7.6条款，在加油站数量较大或臭氧超标严重、挥发性有机物污染防控压力较大的地市，可以由省级生态环境主管部门确定本省域范围更为严格的判定条件，或禁止气液比超标情况出现，任意一条加油枪气液比不合格即可直接判定为超标。
(2)对加油站油气处理装置进行升级改造
目前，推进加油站油气处理装置升级改造在国内多地持续开展。2017年，北京市印发《关于全市开展加油站油气回收在线监控改造的通知》，对油气回收在线监控改造工程提出明确要求，即：大于2000t/a销售量的加油站必须完成在线监控改造。2018年，河北省开展了加油站油气回收设施运行情况的专项执法行动，将油气处理装置油气排放限值确定为5g/m3。2019年，南京市印发《2019年下半年南京市大气污染防治攻坚措施》《南京市2020年臭氧污染防治方案》，将加油站油气三次回收列为市委市政府重点任务。2021年4月，海南省生态环境厅印发《关于开展加油站三次油气回收治理工作的通知》。为进一步推进加油站挥发性有机物的处理，2021年12月辽宁省沈阳市生态环境局启动了加油站油气处理装置（三级油气回收）和在线监测系统建设工作，用时半年时间分批次完成了全市加油站的油气处理装置升级改造和在线监测系统建设。
2013年以来，大连市先后印发《关于开展全市油气回收治理工作的通知》《关于全面完成全市油气回收治理工作的通知》等文件，组织中石油大连销售公司、中石化辽宁大连分公司等油品经营单位，明确治理工作任务和完成时限，全面完成加油站一、二次升级改造工作，部分加油站进行了三次油气回收改造工作。但实际调研中我们可以发现，目前正在运行的油气回收系统并不是都能高效运作，他们在工艺系统设计、运行、维护和监督等方面都存在或多或少的问题，这些问题导致实际运行效果不是很理想。总的来说，加油站通过投入油气回收系统来达到节能减排的目标并没有完全实现。
为严格落实《加油站大气污染物排放标准》（GB 20952-2020），推动地方标准制定实施，建议组织对加油站污染物排放进行调研排查，在精准掌握当前污染排放后，充分学习外地经验，在“十四五”期间，结合深入打好蓝天保卫战工作部署，组织实施加油站三次油气回收装置实际改造，确保油气回收处理设施高效运行，推动全市加油站进一步减少污染物排放。
(3)安装油气处理装置在线监测系统
通过安装油气处理装置在线监测系统，能够对加油站油气回收设施各项指标进行实时监测，对油气排放浓度不合格的装置及时进行更新改造。督促新建油气处理装置需采用成熟可靠的技术，保证油气排放浓度稳定达标。对加油站油气回收系统的油气排放参数、超标、检测方法、运行监测等提出了具体规定和要求。环境监督管理部门加油站油气回收系统集中管理控制平台，通过4G/5G无线传输各加油站油气回收系统的运行参数重要管理控制传输平台，及时准确掌握油气回收各项参数的实时状况。
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