美国油气回收系统技术发展简介-20080627

美国油气回收美国油气回收美国油气回收美国油气回收系统系统系统系统技术发展介绍技术发展介绍技术发展介绍技术发展介绍1.美国环保要求的背景美国环保要求的背景美国环保要求的背景美国环保要求的背景1970年美国颁布了联邦法案–清洁空气法案(CleanAirAct)，由美国环保署(EPA)制订了国家空气环境质量标准，对6种常见的污染物限制排放，包括二氧化硫、颗粒物、一氧化碳、光化氧化物、二氧化氮以及碳氢化合物等，其中包括加油站在加油和卸油期间产生的排放。同时将美国本土及海外地区按单位面积的污染物排放量分为达标区和非达标区，大部分的城市被列为非达标区。1990年，联邦政府颁布了清洁空气法修订案，确定各州政府允许有更严格的污染控制标准，但不得低于国家标准，并且各州必须制定州的执行计划，按计划逐步解决污染物排放问题，同时EPA获得了更大的执法权，可以对违规者进行罚款处理。1997年EPA修改了国家空气环境质量标准中的臭氧排放标准，使其更为严格控制排放。同时要求非达标区强制执行使用一次油气回收(卸油部分)和二次油气回收(加油部分)设备，同时要求汽车制造商生产带有油气回收装置和处理系统的车辆。2.美国加利福尼亚州油气回收情况美国加利福尼亚州油气回收情况美国加利福尼亚州油气回收情况美国加利福尼亚州油气回收情况加利福尼亚州是美国经济总量最大的州，由于工业发达早期空气污染也比较严重，列为非达标区，所以加州成为美国最早制订自己的排放标准的几个州之一，其油气回收技术的应用也是最早，并且成立了加州空气资源委员会(简称CARB)，对油气回收技术、标准及检测方法进行专门研究，不断推出新的执行标准，使其成为美国环保要求最高的地区，其油气回收技术的应用也始终处在美国的最前列，并成为其它州的执行标准，代表了油气回收技术的发展方向。加州共有加油站1.2万余座，自上个世纪70年代开始实施加油站的油气回收治理，从一次油气回收、平衡式二次油气回收、真空辅助平衡式或后处理式二次油气回收、ORVR二次油气回收发展到今天的EVR二次油气回收系统，标准越来越高，设备的技术含量也越来越高。目前早期安装的真空辅助平衡式油气回收系统仍占有80%左右的份额，大约有9700余座站，HEALY公司的油气回收产品有2000多座站在使用，余下的200多座加油站在使用其它油气回收系统。在用HEALY公司产品的2000多座加油站中，500多座站使用的是最新的EVR产品(其直观的标志是使用了HEALY公司的清洁空气分离器的油站，如右图)，其中100多座站使用了站内在线诊断系统(ISD)。根据CARB的要求，现在加州的新装油气回收系统必须使用符合CARBEVR标准的产品，并且必须加装ISD系统，而且要在2009年4月以前使所有的在用加油站达到最新的CARBEVR标准(见下图的时间表)。目前通过CARBEVR认证的产品仅有HEALY公司的EVR油气回收系统。图表说明：a.EVR一级油气回收系统：2001年7月开始实施，2005年4月前改造完成；b.EVR二次油气回收系统：2005年4月开始实施，2009年4月前改造完成；c.共享胶管加油机(混合油品)：2003年4月开始实施，2010年9月前改造完成；d.ORVR标准：2003年4月开始实施，2006年3月前全部改造完成；e.汽油存留量≤350毫升/1000加仑：2001年7月开始实施，2005年3月前改造完成；(CARB标准)f.汽油存留量≤100毫升/1000加仑，油枪溅油限值，汽油溢出限值，使用不滴油油枪：2005年4月开始实施，2009年4月前改造完成；(CARBEVR标准，与b项同步)g.大于180万加仑/年(约合5000吨/年)的加油站安装ISD系统：2005年9月开始实施，2009年9月完成；h.大于60万加仑/年(约合1700吨/年)的加油站安装ISD系统：2006年9月开始实施，2010年9月完成。3.二次油气回收技术发展二次油气回收技术发展二次油气回收技术发展二次油气回收技术发展1)1)1)1)平衡式二次油气回收系统平衡式二次油气回收系统平衡式二次油气回收系统平衡式二次油气回收系统此方式是最简易的回收方式，上世纪70年代发展出至80年代中逐渐被真空辅助式取代。所谓平衡式即是加一升油回收一升油气至油罐内，使油罐达到平衡的状态，无须再补进大气至油罐内(传统的加油时每加一升油会从通气管补进大气)，造成油品挥发。在改造现有非油气回收的系统时非常简易，仅须在油机将原有的胶管及油枪改为同轴胶管及平衡式油气回收枪，再加一个油气分离接头即可。费用成本及低但是使用上非常不方便，因为油抢比传统油枪来的大又长且重，加油时必须用力挤压开油枪前端的阀门才能加油。此类油气回收系统不符合最新的CARB标准。新的油站和改造的油站，不得使用此类油气回收系统。已经安装此类油气回收系统的油站必须更改为新的EVR系统。2)2)2)2)真空辅助平衡式二次油气回收系统真空辅助平衡式二次油气回收系统真空辅助平衡式二次油气回收系统真空辅助平衡式二次油气回收系统此方式发展是在上世纪80年代，为了解决油枪的使用上的方便性。真空辅助平衡式顾名思义即是用真空泵辅助并且达到平衡的方式，此方式的技术发展至90年代达到高峰，有许多制造厂家发展出不同的处理方式，大致可分为三种不同的技术：①采用液压传动油气回收真空泵方式(Blackmerhydraulicallydrivenvaporpumpwitharotaryvanemotor)：此方式是利用加油机的油路流动速度带动真空泵产生真空度，因此加油时的速度与回气的速度基本相等，达到近1:1的气液比。此真空泵一定要安装在加油机的计量器之后，接近油枪处。在CARB认证通过的有AmocoV-1、CatlowICVN-VI、OPWVaporEZ、SaberLLCSaberVACVR等系统产品。优点：不须改动加油机的电子部份，缺点：油枪出油速度被损耗。此类油气回收系统不符合最新的CARB标准。新的油站和改造的油站，不得使用此类油气回收系统。已经安装此类油气回收系统的油站必须更改为新的EVR系统。②采用Pusler(传感器)的电子信号控制变频电机油气回收真空泵：此方式是利用加油时电子传感器的信号控制变频电机，当加油快时电子传感器发出的脉冲多，变频电机提高转速，反之降低转速，通过此方式可迖到约1:1的油气回收比率。采用这种方式经CARB认证通过的有GilbarboVaporVac、WayneWayneVac、TokheimMaxVac、CatlowICVN、INTELLIVAC等系统产品。优点：油枪出油速度不会被损耗，缺点：必须改动加油机的电子部份。此类油气回收系统存在安全隐患，不符合最新的CARB标准。新的油站和改造的油站，不得使用此类油气回收系统。已经安装此类油气回收系统的油站必须更改为新的EVR系统。③采用油气控制调节阀方式：此方式是在油枪体内部具有油气控制调节阀，油气回收真空泵的真空度为一固定值，当加油时的流速产生的压力，此压力控制调节阀的进气量，加油快时进气量多，加油慢时进气量少，以迖到约1:1的油气回收比率。采用这种方式经CARB认证通过的仅有Healy系统产品。优点：油枪出油速度不会被损耗，不须改动加油机的电子部份。3)3)3)3)真空辅助后处理式二次油气回收系统真空辅助后处理式二次油气回收系统真空辅助后处理式二次油气回收系统真空辅助后处理式二次油气回收系统此方式是与真空辅助平衡式同时间发展的技术，在气液比上此方式为1:1.4～2.4，也就是说回至油罐的气量比加出的油量大，因此除了油气还会有空气进内油罐，造成油料的挥发，此时额外产生的油气将被送入燃烧塔内烧掉，排放出干净的气体。但是此方式至2000年后被检验出燃烧后的气体中带有致癌的物质，而被下令停用，并要求改善燃烧塔燃烧不完全积碳造成的问题。采用这种方式经CARB认证通过的有Hrit、Hasstech等系统产品。此类油气回收系统存在安全和健康隐患，不符合最新的CARB标准。新的油站和改造的油站，不得使用此类油气回收系统。已经安装此类油气回收系统的油站必须更改为新的EVR系统。4)4)4)4)ORVRORVRORVRORVR二次油气回收系统二次油气回收系统二次油气回收系统二次油气回收系统自1996~1997年之间美国汽车制造商研发了车载油气回收装置(OnboardRefuelingVaporRecovery-ORVR)，此时原有的油气回收系统遇到此种车辆时，会造成无法加油，因为此ORVR的车辆在加油时油箱内会有约0.5英吋-水柱的真空度，将油气抽至车子的碳罐(CarbonCanister)；因此所有的真空辅助式油气回收将收不到油气，仅能收到空气，造成油罐内汽油挥发而油气被排放至大气中。于1997年加州空气资源委员会开探讨ORVR的有关法规，于2001年开始制定有关规定，于2003年4月开始实施，要求计划在2006年3月完成ORVR的系统安装。2003~2006年加州约有40~50%的车辆具有ORVR的功能，并规定所有销售的车辆必须具有ORVR功能，至2009年之后所有进入加州的车辆必须具有ORVR的功能。自1997年之后就有厂家开始研究ORVR功能的油气回收，至目前有四个厂牌通过认证及12种平衡式的油气回收产品通过认证，四种厂牌的处理方式可分二类：①油枪内置ORVR感应器(具有聪明油枪的系统)：此方式是在油枪的前端安装感应器，其原理像油枪自封的原理，当没有ORVR的汽车加油时，它与目前油气回收的工作一样；当有ORVR的汽车加油时，它在加油时感受到油箱的负压，它立即将回收的气路关闭，并仅补入8%的空气，同时在地面上安装一组清洁空气分离器(CAS)，保持油罐的油气平衡。采用这种方式经CARB认证通过的有HealyExecutiveOrderG-70-191及HealyExecutiveOrderG-70-191AA。②使用后处理设备方式，此方式又分两大类：a.采用膜处理方式：此方式用于原有是真空辅助平衡式二次油气回收系统中的采用Pusler(传感器)的电子信号控制变频电机油气回收真空泵，由于原有的系统因油枪无法自动辨识车辆是否有ORVR，因此当此系统遇到ORVR车时，它将它将它将它将1:11:11:11:1的将空气带至油罐中的将空气带至油罐中的将空气带至油罐中的将空气带至油罐中(100%(100%(100%(100%的空的空的空的空气气气气))))，造成油罐中的汽油大量挥发，此时油罐的压力会一直提升至排放为止，所以此系统就研发出膜处理的方式，将油罐的压力利用此设备达到降压的目的。其工作原理：当罐压提升时，设备启动压缩机，将油气压缩，此时油气会有升温的情况，在经风冷方式降温，此时会有部份气体转变为液体，而未成液体的油气浓度也提高，在经膜的分离将油气送回油罐，空气留在膜中慢慢排出，而液体不经过膜直接排回油罐，如此的工作直到罐压下降至负压后，设备停止运行，待下次罐压升高再运行。采用这种方式经CARBORVR认证通过的有Gilbarco公司(加油机生产厂，在国内叫做长吉)的VaporVac+OPW公司的VaporSaver产品和Wayne公司(加油机生产厂，在国内叫做德莱赛稳)的WayneVac+ARIDPermeator产品。此类油气回收系统不符合最新的CARBEVR标准。新的油站和改造的油站，不得使用此类油气回收系统。已经安装此类油气回收系统的油站必须更改为新的EVR系统。b.采用燃烧处理方式：此方式为原有CARB认证过真空辅助后处理燃烧式二次油气回收系统的基础上做改良，解决燃烧不完全积碳造成的问题，采用这种方式经CARBORVR认证通过的有Hrit。此类油气回收系统不符合最新的CARBEVR标准。新的油站和改造的油站，不得使用此类油气回收系统。已经安装此类油气回收系统的油站必须更改为新的EVR系统。5)5)5)5)EVREVREVREVR二次油气回收系统二次油气回收系统二次油气回收系统二次油气回收系统EVR(EnhancedVaporRecovery，加强型油气回收)油气回收系统是加州20054