油品储运销大气污染物排放标准

北京市环境保护科学研究院北京市环境保护科学研究院黄玉虎黄玉虎20102010年年9 9月月油品储运销大气污染物排放标准油品储运销大气污染物排放标准目录目录u一、制定标准的依据和必要性一、制定标准的依据和必要性u二、油气回收历史和现状二、油气回收历史和现状u三、油气污染治理方案和技术三、油气污染治理方案和技术u四、排放标准及限值四、排放标准及限值u五、治理投资和效益五、治理投资和效益一、制定标准的依据和必要性一、制定标准的依据和必要性1 1、标准的依据、标准的依据u由于汽油挥发性极强，因此在汽油储运由于汽油挥发性极强，因此在汽油储运销过程中会产生许多有毒有害的挥发性销过程中会产生许多有毒有害的挥发性有机物有机物VOCsVOCs（简称油气）；（简称油气）；u中华人民共和国大气污染防治法中华人民共和国大气污染防治法第第4242条规定：条规定：“运输、装卸、贮存能够散运输、装卸、贮存能够散发有毒有害气体或者粉尘物质的，必须发有毒有害气体或者粉尘物质的，必须采取密闭措施或者其他防护措施采取密闭措施或者其他防护措施”。2 2、标准的必要性、标准的必要性（1 1）城市臭氧污染现状）城市臭氧污染现状（2 2）VOCsVOCs排放清单和来源解析排放清单和来源解析（3 3）加油站油气的光化学污染）加油站油气的光化学污染（4 4）油气危及人体健康和安全）油气危及人体健康和安全（5 5）造成汽油资源的极大浪费）造成汽油资源的极大浪费（6 6）汽油消耗量快速增长）汽油消耗量快速增长（1 1）城市臭氧污染现状）城市臭氧污染现状北京北京u20092009年城近郊年城近郊O O3 3最高小时浓度达到最高小时浓度达到3 3，是国家二级标准的，是国家二级标准的倍倍，超标天数保持在，超标天数保持在5050天天/年左右。年左右。杭州杭州u中国环境监测中国环境监测20102010年年0101期期“杭州主城区大气臭氧对空气杭州主城区大气臭氧对空气污染指数污染指数APIAPI的影响的影响”一文指出，与现行一文指出，与现行APIAPI相比，纳入相比，纳入O O3 3后的修正后的修正APIAPI中中PMPM1010作为首要污染物的天数大幅减少，从作为首要污染物的天数大幅减少，从20042004年的年的78%78%下降到下降到20072007年的年的49%49%，原因是，原因是O O3 3作为首要污染作为首要污染物的天数在增多，说明杭州也将面临物的天数在增多，说明杭州也将面临O O3 3污染压力。污染压力。氮氧化物氮氧化物+碳氢化合物碳氢化合物+阳光阳光 臭氧臭氧+各种氧化剂各种氧化剂+颗粒物颗粒物（2 2）VOCsVOCs排放清单和来源解析排放清单和来源解析u20052005年，北京市油品储运销排放的年，北京市油品储运销排放的VOCsVOCs占排放总量的占排放总量的5.9%5.9%;流动源对北京市城近郊区臭氧生成的贡献率最大流动源对北京市城近郊区臭氧生成的贡献率最大，其次是油品储运销。，其次是油品储运销。(a)Guangzhou(Atmos.Environ.,2008Atmos.Environ.,2008)(b)Beijing (JESHJESH.2005)（3 3）加油站油气的光化学污染）加油站油气的光化学污染u多数加油站位于社会道路旁边，道路周边高楼林立、多数加油站位于社会道路旁边，道路周边高楼林立、环境较为封闭，加油站内风速较低，油气不易扩散稀环境较为封闭，加油站内风速较低，油气不易扩散稀释。机动车又是释。机动车又是VOCsVOCs和和NOxNOx的主要排放源，造成加油的主要排放源，造成加油站环境空气中站环境空气中VOCsVOCs和和NOxNOx浓度较高。浓度较高。u加油站油气中所含加油站油气中所含VOCsVOCs在紫外线照射下，易产生高度在紫外线照射下，易产生高度反应性自由基，与大气环境中反应性自由基，与大气环境中NOxNOx及其他有机物形成及其他有机物形成O O3 3、过氧乙酰硝酸酯、过氧乙酰硝酸酯(PAN)(PAN)、醛类等污染物，并成为光、醛类等污染物，并成为光化学烟雾的主要成分。化学烟雾的主要成分。（4 4）油气危及人体健康和安全）油气危及人体健康和安全u油气中含有的油气中含有的VOCsVOCs、BTEXBTEX和和MTBEMTBE会对人体健康造成会对人体健康造成危害，如损伤内脏功能，或造成癌症。危害，如损伤内脏功能，或造成癌症。u在汽油储运销过程中产生的油气浓度很容易处在在汽油储运销过程中产生的油气浓度很容易处在1.4%1.4%7.6%7.6%的爆炸极限范围内，油气密度比空气大，加油的爆炸极限范围内，油气密度比空气大，加油站人员、车辆多，操作频繁，站人员、车辆多，操作频繁，发生爆炸发生爆炸的几率比较大的几率比较大。（5 5）造成汽油资源的极大浪费）造成汽油资源的极大浪费u参考国内外油气排放因子，整个汽油储运销过程（从参考国内外油气排放因子，整个汽油储运销过程（从炼油厂到汽车油箱）合计排放因子为每吨汽油排放炼油厂到汽车油箱）合计排放因子为每吨汽油排放8 8公公斤油气。斤油气。年份年份20052005201020102015201520202020排放量排放量505073739292115115全国储运油气排放量预测（万吨全国储运油气排放量预测（万吨/年）年）（6 6）汽油消耗量快速增长）汽油消耗量快速增长u北京机动车保有量的增长速度让人吃惊，保有量从北京机动车保有量的增长速度让人吃惊，保有量从万万辆到辆到100100万辆用了万辆用了4848年，年，20032003年年8 8月、月、20072007年年5 5月、月、20092009年年1212月保有量先后突破月保有量先后突破200200、300300和和400400万辆。万辆。u北京市交通委预测北京市交通委预测20112011年将达到年将达到500500万辆，万辆，20152015年前突年前突破破700700万辆。万辆。20072007年汽油终端消费量为年汽油终端消费量为325325万吨，按照机万吨，按照机动车保有量增长趋势，动车保有量增长趋势，20102010年和年和20152015年北京市汽油消耗年北京市汽油消耗量将达到量将达到467467和和727727万吨。万吨。二、油气回收历史和现状二、油气回收历史和现状1 1、美国、美国u美国加州的圣迭戈市（美国加州的圣迭戈市（San Diego APCDSan Diego APCD）和湾区（）和湾区（Bay Bay Area AQMDArea AQMD）分别在）分别在19721972年和年和19731973年率先批准了加油站年率先批准了加油站油气回收规章，要求执行卸油（第一阶段）和加油（油气回收规章，要求执行卸油（第一阶段）和加油（第二阶段）油气回收。第二阶段）油气回收。u为了保证油气回收计划在全加州的一致性，为了保证油气回收计划在全加州的一致性，19741974年通过年通过了州立法案（健康和安全法规了州立法案（健康和安全法规4195441954），法规指出加州），法规指出加州将批准油气回收系统认证程序。将批准油气回收系统认证程序。u19761976年，加州空气资源委员会（年，加州空气资源委员会（CARBCARB）颁布了第一套）颁布了第一套认证程序认证程序CP-201CP-201加油站油气回收系统的认证程序加油站油气回收系统的认证程序（该文件已经更新至该文件已经更新至20062006年版本），认证程序规定了达到年版本），认证程序规定了达到环境空气质量标准的油气回收系统性能标准，与之配环境空气质量标准的油气回收系统性能标准，与之配套的测试程序（如套的测试程序（如）规定了测试方法。）规定了测试方法。u20002000年，年，CARBCARB通过了增强型油气回收（通过了增强型油气回收（EVREVR）计划，）计划，系统性能标准和认证过程都变得更加严格。系统性能标准和认证过程都变得更加严格。u19771977年，美国清洁空气法案年，美国清洁空气法案(CAAA 1977)(CAAA 1977)明确规定，特明确规定，特定地区必须采用油气回收技术控制加油时的油气逸散定地区必须采用油气回收技术控制加油时的油气逸散。u19901990年，清洁空气法案（年，清洁空气法案（CAAA 1990CAAA 1990）还要求所有被划）还要求所有被划定为臭氧中等和严重超标的地区必须执行定为臭氧中等和严重超标的地区必须执行ORVRORVR（车载（车载式油气回收）计划。式油气回收）计划。2 2、欧洲、欧洲（1 1）德国）德国u在在19921992年年1010月月1414日实施了第日实施了第2020号法令，要求必须针对汽号法令，要求必须针对汽油的转移排放安装油气回收设备；油的转移排放安装油气回收设备；u19931993年年1 1月月1 1日实施了第日实施了第2121号法令，要求在新建加油站安号法令，要求在新建加油站安装油气回收系统，并对现有加油站进行改造。该法令装油气回收系统，并对现有加油站进行改造。该法令要求必须由有资质的专家对油气回收产品进行认证。要求必须由有资质的专家对油气回收产品进行认证。u德国工程师协会（德国工程师协会（VDIVDI）制订了）制订了VDI4205VDI4205标准标准评价加评价加油站油气回收系统的测量和测试方法油站油气回收系统的测量和测试方法，德国，德国TVTV公公司按照司按照VDIVDI标准对油气回收系统进行认证检测。标准对油气回收系统进行认证检测。德国对油气和机动车尾气治理后的臭氧达标情况德国对油气和机动车尾气治理后的臭氧达标情况（2 2）欧盟）欧盟u欧盟在德国的基础上，欧盟在德国的基础上，19941994年年1212月颁布了指令月颁布了指令94/63/EC94/63/EC汽油储存和从储油库向加油站配送汽油过汽油储存和从储油库向加油站配送汽油过程的挥发性有机物（程的挥发性有机物（VOCVOC）排放控制）排放控制；u20092009年年1010月颁布了指令月颁布了指令2009/126/EC2009/126/EC加油站给机动车加油站给机动车加油过程中的第二阶段汽油油气回收加油过程中的第二阶段汽油油气回收；u20102010年，欧洲技术委员会以年，欧洲技术委员会以VDI4205VDI4205为基础开始编写欧为基础开始编写欧洲（第二阶段）法规。洲（第二阶段）法规。3 3、中国、中国u20002000年，作为奥运前期准备，北京开展了油气治理工作年，作为奥运前期准备，北京开展了油气治理工作，20032003年颁布了地方加油站、储油库、油罐车年颁布了地方加油站、储油库、油罐车3 3个系列个系列排放标准。在此基础上，排放标准。在此基础上，20072007年颁布了国家排放标准，年颁布了国家排放标准，20082008年又颁布了验收检测技术规范。自此，我国已基本年又颁布了验收检测技术规范。自此，我国已基本建立起比较完善的环保技术法规体系。建立起比较完善的环保技术法规体系。三、油气污染治理方案和技术三、油气污染治理方案和技术1 1、排放来源、排放来源u汽油易挥发，任何暴露作业、减压释放、设备渗漏、以及其汽油易挥发，任何暴露作业、减压释放、设备渗漏、以及其他非正常情况，都将产生油气排放，其中主要发生在装卸过他非正常情况，都将产生油气排放，其中主要发生在装卸过程。汽油的储运销过程至少要经过四次装和卸，包括炼油厂程。汽油的储运销过程至少要经过四次装和卸，包括炼油厂发油，储油库收、发油，加油站卸、加油，排放源见下图。发油，储油库收、发油，加油站卸、加油，排放源见下图。排放源排放源 1 1排放源排放源 2 2排放源排放源 3 3排放源排放源 4 4排放源排放源 5 5炼油厂2 2、油气回收治理方案、油气回收治理方案京A 12345京A C1234EBW Auto/Stik Jr-8油气管线油气管线汽油管线汽油管线电控线路电控线路l提出与生产相结合的油气污染治理方案：全系统提出与生产相结合的油气污染治理方案：全系统密闭、集中回收处理。密闭、集中回收处理。3 3、油气回收技术、油气回收技术（1 1）储油库油气回收技术）储油库油气回收技术u储油库主要污染源包括收油、储油和发油。采用浮顶储油库主要污染源包括收油、储油和发油。采用浮顶罐治理技术后，收油和储油的油气排放减少了罐治理技术后，收油和储油的油气排放减少了90%90%，所，所以储油库主要是治理发油时排放的油气。以储油库主要是治理发油时排放的油气。u治理发油油气排放，首先需要改造储油库发油系统，治理发油油气排放，首先需要改造储油库发油系统，实现底部装油，其次并对油气进行回收处理。实现底部装油，其次并对油气进行回收处理。底部装油技术底部装油技术u底部装车是国外普遍采用的先进技术，不仅能够很好底部装车是国外普遍采用的先进技术，不仅能够很好的解决油气密闭收集问题，还可以提高装车速度，不的解决油气密闭收集问题，还可以提高装车速度，不易发生静电，节省人力，地面操作比较安全。易发生静电，节省人力，地面操作比较安全。油气回收处理装置油气回收处理装置吸收法吸收法u油气通过两个切换使用的炭床，对吸附到一定油气通过两个切换使用的炭床，对吸附到一定程度的炭床采用真空解析，再通过吸收或其他程度的炭床采用真空解析，再通过吸收或其他方法转变成液体汽油，实现油气回收。吸附法方法转变成液体汽油，实现油气回收。吸附法油气回收工艺流程见下图。油气回收工艺流程见下图。北京储油库活性炭吸附法油气回收装置北京储油库活性炭吸附法油气回收装置碳碳罐罐碳碳罐罐喷喷淋淋塔塔组合工艺组合工艺u将吸收、吸附、冷凝、将吸收、吸附、冷凝、膜分离等技术，根据不膜分离等技术，根据不同情况分别或集成使用同情况分别或集成使用。右图是我国自主技术。右图是我国自主技术“压缩压缩+冷凝冷凝+膜分离膜分离”的油气回收装置。的油气回收装置。（2 2）油罐车油气回收技术）油罐车油气回收技术u油罐汽车应具备油气回收系统。装油时能够将油罐汽车应具备油气回收系统。装油时能够将汽车油罐内排出的油气密闭输入储油库回收系汽车油罐内排出的油气密闭输入储油库回收系统；往返运输过程中能够保证汽油和油气不泄统；往返运输过程中能够保证汽油和油气不泄漏；卸油时能够将产生的油气回收到汽车油罐漏；卸油时能够将产生的油气回收到汽车油罐内。任何情况下不应因操作、维修和管理等方内。任何情况下不应因操作、维修和管理等方面的原因发生汽油泄漏。面的原因发生汽油泄漏。u油罐汽车应具备底部装卸油系统，与储油库发油罐汽车应具备底部装卸油系统，与储油库发油系统相配套。油系统相配套。（3 3）加油站油气回收技术）加油站油气回收技术u加油站油气回收系统由卸油油气回收系统、汽加油站油气回收系统由卸油油气回收系统、汽油密闭储存、加油油气回收系统、在线监测系油密闭储存、加油油气回收系统、在线监测系统和油气排放处理装置组成。统和油气排放处理装置组成。u该系统的作用是将加油站在卸油、储油和加油该系统的作用是将加油站在卸油、储油和加油过程中产生的油气，通过密闭收集、储存和送过程中产生的油气，通过密闭收集、储存和送入油罐汽车的罐内，运送到储油库集中回收变入油罐汽车的罐内，运送到储油库集中回收变成汽油。成汽油。卸油油气回收卸油油气回收u将油罐汽车卸汽油时产生的油气，通过密闭方将油罐汽车卸汽油时产生的油气，通过密闭方式收集进入油罐汽车罐内的系统。式收集进入油罐汽车罐内的系统。卸油时无油气回收卸油时无油气回收 卸油时有油气回收卸油时有油气回收加油油气回收加油油气回收u将给汽车油箱加汽油时产生的油气，通过密闭将给汽车油箱加汽油时产生的油气，通过密闭方式收集进入埋地油罐的系统。方式收集进入埋地油罐的系统。加油时无油气回收加油时无油气回收 加油时有油气回收加油时有油气回收在线监测系统在线监测系统u在线监测加油油气回收过程中的气液比以及油气回收在线监测加油油气回收过程中的气液比以及油气回收系统的密闭性和管线液阻是否正常的系统，当发现异系统的密闭性和管线液阻是否正常的系统，当发现异常时可提醒操作人员采取相应的措施，并能记录、储常时可提醒操作人员采取相应的措施，并能记录、储存、处理和传输监测数据。存、处理和传输监测数据。油气排放处理装置油气排放处理装置u针对加油油气回收系统部分排放的油气，通过采用吸针对加油油气回收系统部分排放的油气，通过采用吸附、吸收、冷凝、膜分离等方法对这部分排放的油气附、吸收、冷凝、膜分离等方法对这部分排放的油气进行回收处理的装置。进行回收处理的装置。四、排放标准及限值四、排放标准及限值1 1、储油库、储油库u发油收集系统任何位置的油气泄漏浓度不超过发油收集系统任何位置的油气泄漏浓度不超过0.05%0.05%；u回收装置的排放浓度回收装置的排放浓度25g/m25g/m3 3，处理效率，处理效率95%95%；u底部装油快接头的滴漏量不大于底部装油快接头的滴漏量不大于10ml10ml。2 2、油罐车、油罐车u4.2.1 4.2.1 油罐汽车油气回收系统密闭性检测压力变动值应油罐汽车油气回收系统密闭性检测压力变动值应小于等于表小于等于表1 1规定的限值；规定的限值；u4.2.2 4.2.2 油罐汽车油气回收管线气动阀门密闭性检测压力油罐汽车油气回收管线气动阀门密闭性检测压力变动值应小于等于表变动值应小于等于表2 2规定的限值；规定的限值；u4.2.3 4.2.3 防溢流探头应按专业检测技术规范，采用国家有防溢流探头应按专业检测技术规范，采用国家有关部门认证的检测仪器进行检测；关部门认证的检测仪器进行检测；u4.2.4 4.2.4 油罐汽车罐体及各种阀门和管路系统渗透检测应油罐汽车罐体及各种阀门和管路系统渗透检测应按按GB 18564GB 18564和和QC/T 653QC/T 653执行。执行。3 3、加油站、加油站u4.3 4.3 排放限值排放限值l 液阻液阻l 密闭性密闭性l 气液比气液比l 处理装置处理装置l 在线监测系统在线监测系统（1 1）液阻）液阻u加油油气回收管线液阻检测值应小于表加油油气回收管线液阻检测值应小于表1 1规定规定的最大压力限值。液阻应每年检测的最大压力限值。液阻应每年检测1 1次，检测方次，检测方法见附录法见附录A A。通入氮气流量通入氮气流量L/min最大压力最大压力Pa18.04028.09038.0155表表1 加油站油气回收管线液阻最大压力限值加油站油气回收管线液阻最大压力限值（2 2）密闭性）密闭性u油气回收系统密闭性压力检测值应大于等于表油气回收系统密闭性压力检测值应大于等于表2 2规定的最小剩余压力限值。密闭性应每年检测规定的最小剩余压力限值。密闭性应每年检测1 1次，检测方法见附录次，检测方法见附录B B。储罐油气空间储罐油气空间L受影响的加油枪数受影响的加油枪数16712131819242418931821721621521422082199189179169159227121720419418417794625488488488486486表表2 加油站油气回收系统密闭性检测最小剩加油站油气回收系统密闭性检测最小剩余压力限值（单位为余压力限值（单位为Pa）（3 3）气液比）气液比u各种加油油气回收系统的气液比均应在大于等各种加油油气回收系统的气液比均应在大于等于于和小于等于和小于等于范围内。范围内。u依次检测每支加油枪的气液比，安装和未安装依次检测每支加油枪的气液比，安装和未安装在线监测系统的加油站应按附录在线监测系统的加油站应按附录C C规定的加油规定的加油流量检测气液比。气液比应每年至少检测流量检测气液比。气液比应每年至少检测1 1次，次，检测方法见附录检测方法见附录C C。（4 4）处理装置）处理装置u处理装置的油气排放浓度应小于等于处理装置的油气排放浓度应小于等于25g/m25g/m3 3，排放口距地平面高度应不低于排放口距地平面高度应不低于4m4m。排放浓度每。排放浓度每年至少检测年至少检测1 1次，检测方法见附录次，检测方法见附录D D。u不同类型的在线监测系统，应按照评估或认证不同类型的在线监测系统，应按照评估或认证文件的规定进行校准检测。在线监测系统应每文件的规定进行校准检测。在线监测系统应每年至少校准检测年至少校准检测1 1次，检测方法参见附录次，检测方法参见附录E E。（5 5）在线监测系统在线监测系统五、治理投资和效益五、治理投资和效益1 1、治理成本、治理成本u用年控制成本表示。年控制成本用年控制成本表示。年控制成本F F1 1是指在设备折旧期内是指在设备折旧期内的平均治理费用，年控制成本的平均治理费用，年控制成本F F1 1=年均化投资年均化投资F+F+年运行年运行维护费用维护费用-回收汽油的价值。回收汽油的价值。2 2、治理效益、治理效益u 用用n n表示设备折旧年限，用表示设备折旧年限，用x x表示投资回收年限，当表示投资回收年限，当x x n n、x x n n、x x n n 时，分别表示为：不能、正好和提时，分别表示为：不能、正好和提前收回治理成本。前收回治理成本。1F-FFnx 不同规模储油库治理成本和回收年限不同规模储油库治理成本和回收年限序号序号类别类别计算数据计算数据1 1年周转量（万吨）年周转量（万吨）202050502 2零售价：零售价：5.55.513013068056805（元（元/吨）吨）49804980（20072007年价）年价）500500（运费）（运费）400400（储油利润）（储油利润）588058803 3年回收汽油量（吨）年回收汽油量（吨）540540135013504 4一次治理投资（万元）一次治理投资（万元）11001100200020005 5设备折旧（年）设备折旧（年）10106 6贴现率贴现率0.06840.06847 7年均化投资（万元）年均化投资（万元）155.4155.4282.6282.68 8年运行费（万元）年运行费（万元）202050509 9成本回收年限成本回收年限6 64 43 3、费用效益分析、费用效益分析u储油库治理有很好的经济效益，效益大小与周转量有储油库治理有很好的经济效益，效益大小与周转量有关。我国成本回收年限较国外大体多出关。我国成本回收年限较国外大体多出3 3年，主要是很年，主要是很大一块投资将用于底部装油系统改造；大一块投资将用于底部装油系统改造；u加油站治理的经济效益主要体现在二次回收和后处理加油站治理的经济效益主要体现在二次回收和后处理回收，总效益不超过年销售汽油量的回收，总效益不超过年销售汽油量的0.2%0.2%，由于周转，由于周转量小，一般不能收回治理成本；量小，一般不能收回治理成本；u油罐车油气治理没有收益，所以没有经济效益。油罐车油气治理没有收益，所以没有经济效益。u谢谢 谢谢 ！