(студентка), (к. т.н.)
ПРОБЛЕМА ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ АВТОЗАПРАВОЧНЫМИ СТАНЦИЯМИ
г. Ташкент, Ташкентский автомобильно-дорожный институт
Загрязнение окружающей среды – предмет постоянного беспокойства ученых во всем мире. Значительную роль в загрязнении окружающей среды играет автомобильный транспорт, а также различные элементы автотранспортного комплекса, в частности, автозаправочные станции (АЗС). АЗС, являясь источником вредных выбросов в атмосферу, согласно Положению «О государственной экологической экспертизе» Республики Узбекистан, относится к 3 категории экологической опасности. Следовательно, снижение загрязнения от АЗС является достаточно важной задачей.
Рассмотрим источники загрязнения окружающей среды на АЗС.
Оборудование АЗС включает топливные колонки, подземные топливные и электрические коммуникации, противопожарное оборудование. Топливо хранится в металлических подземных резервуарах.
Все перечисленные виды оборудования являются источниками загрязнения окружающей среды.
Загрязнение атмосферного воздуха на АЗС происходит в результате дыхания топливных емкостей и выброса при отпуске топлива.
«Дыхание топливных емкостей» – это процесс вытеснения паров нефтепродуктов из газового пространства резервуара или подачи воздуха извне за счет разрежения в газовом пространстве резервуара. Подразделяется на два типа: большое дыхание и малое дыхание.
«Большое дыхание» происходит во время заполнения или опорожнения резервуара.
«Малое дыхание» происходит в результате суточных изменений температуры стенок резервуара а, следовательно, температуры нефтепродукта, т. е. увеличения (уменьшения) объема хранимого топлива за счет его расширения (сокращения) в зависимости от температурного коэффициента расширения хранимого топлива, а также в зависимости от места размещения топливных емкостей (надземного или подземного) [1,3].
Выброс при отпуске топлива происходит в момент заправки автомобиля из его топливного бака за счет вытеснения находящегося в нем воздуха.
Суммарные потери бензина за счет испарения огромны. Например, в Республики Узбекистан ежегодно потребляется около 1,5млн. т бензина. По данным японских исследователей, потери паров бензина от испарения только в результате «большого дыхания» составляют 1,08 кг/м3 закачиваемого автобензина [2]. Следовательно для Узбекистана суммарные потери паров бензина составляет около 2,77 тыс. т./год
Задача уменьшения выбросов от АЗС является важной и актуальной не только из-за проблемы загрязнения окружающей среды, но и из-за стремительного роста цен на нефть и нефтепродукты.
В соответствии с рекомендациями Европейской Комиссии по охране окружающей среды, в ЕС введены нормативы на улавливание паров углеводородов. К 2000 году все АЗС, а к 2004 г. все резервуарные парки нефтебаз, терминалы загрузки светлых нефтепродуктов (в том числе и автоцистерны) должны быть оснащены системами улавливания паров бензина, обеспечивающих полноту улавливания 80% углеводородов [5].
Для уменьшения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу из источников загрязнения АЗС рекомендуется оборудовать топливные резервуары и топливнораздаточные колонки системами (установками) улавливания (отвода) паров бензина.
Все существующие на сегодняшний день способы улавливания и рекуперации паров бензина из паровоздушной смеси по способу реализации можно структурировать следующим образом:
1. Захолаживание паровоздушной смеси в холодильниках (без изменения давления) до конденсации углеводородов в жидкую фазу (криогенные технологии). Иногда применяется сжатие смеси с одновременным захолаживанием до конденсации паров. В данной технологии применяется жидкий азот. «Холод» жидкого азота используется для конденсации паров бензина с возвратом 80% паров в бензохранилище, а газифицированный жидкий азот заполняет газовые «подушки» бензиновых резервуаров, исключая подсос воздуха и создавая тем самым безопасную газовую среду с содержанием в ней менее 5% кислорода. Недостатком способа являются расходы на приобретение и транспортировку жидкого азота. Альтернативой этого способа является конденсации паров бензина с использованием охлаждения за счет электросети. Достоинством способа является простота в эксплуатации и обслуживании, а недостатком – затраты энергоресурсов.
3. Прямое сжигание углеводородов (при их высокой концентрации в паровоздушной смеси (ПВС)). Такой способ очевидно неприемлем, т. к. связан как с потерей ресурсов, так и с загрязнением окружающей среды.
4. Адсорбция углеводородов из смеси адсорбентом с последующей десорбцией. Обычно в качестве адсорбента применяется активированный уголь, для десорбции которого необходим подогрев, что может представлять пожарную опасность [4].
5. Разделение ПВС на мембранах, обладающих определенной селективностью. Этот способ достаточно сложный и высокозатратный, вследствие чего мало применяется.
6. Абсорбция углеводородов из смеси абсорбентом с последующей десорбцией и разделением фракций. Такая организация процесса при атмосферном давлении позволяет избежать взрывоопасных ситуаций, обеспечить качественное и надежное осуществление процесса при минимальных энергетических затратах. Отрицательной чертой использования абсорбента в установках является необходимость его регенерации, что приводит к увеличению стоимости эксплуатации установки.
Как видим, каждый из существующий способов имеет недостатки. Поэтому на сегодняшний день, несмотря на обилие предложенных на рынке нефтепродуктообеспечения технических решений для реализации систем улавливания паров нефтепродуктов, в целом эта проблема ещё не решена.
Следовательно, перед нами стоит задача совершенствования существующих способов улавливания и регенерации паров бензина.
При решении поставленной задачи необходимо иметь в виду следующее:
- система должная быть эффективной;
- энергопотребление должно быть по возможности низким;
- система должна быть простой в эксплуатации.
Мы считаем, что из существующих способов наиболее приемлемым является конденсация паров нефтепродуктов, принудительно удаляемых из зон испарения при помощи вентиляционной системы. Чтобы исключить проблемы, связанные с применением жидкого азота или угольной кислоты, остановимся на электрическом питании системы охлаждения. Для решения проблемы энергообеспечения мы предполагаем использовать возобновляемые источники энергии, например, энергию ветра.
Таким образом, нашей дальнейшей задачей является детальная разработка системы улавливания паров бензина с использованием возобновляемых источников энергии.
Список литературы.
1. Автозаправочные станции: Практическое пособие - 1-е изд. – М.: Издательство «Учет», 2003. - 464 с.
2. , , Емельянов на ветер. Обзор действующих систем улавливания паров нефтепродуктов. // Ж. «Современная АЗС» №№ 10, 11, 12 – 2005 г.
3. Кулагин и сокращение потерь бензинов от испарения из горизонтальных подземных резервуаров АЗС. – Уфа, 2003.
4. Тарковская мероприятий для уменьшения выбросов от АЗС // http://masters. donntu. /2007/feht/tarkovskay/diss/index. htm
5. АЗС. Экологические и экономические аспекты очистки выбросов // http://wwtec. ru/index. php? id=371
