將油氣VOCs“一網打盡”

石油產品在生產儲運等過程中易揮發而產生油氣泄漏，不但造成資源和經濟損失，而且嚴重污染大氣環境。以常州大學油氣回收工程技術研究中心主任黃維秋教授為第一完成人的“基于油氣排放溯源的模塊組合式高效回收油氣成套技術”成功解決了上述問題，也因此于近日獲得中國化工學會科技進步一等獎。

油氣回收系統包括油氣收集及回收過程。我國對油氣回收技術及裝備的研發起步較早，但對油氣排放規律的研究、油氣收集的有效性及自動控制連鎖水平重視不夠，影響到油氣回收的整體效益。近年來，我國在煉油廠、儲罐區、加油站、碼頭等相繼設置了油氣回收裝置，但在技術先進性、政策適應性、效益彰顯度、設備持久性等方面，都存在優化和提升的空間。

基于此，黃維秋帶領項目組借助模擬軟件和可視化編程工具，從排放源追蹤、關鍵功能材料分離機理研究及制備、回收工藝集成及優化、專家管理系統建立等方面，協同開展油氣污染全過程控制、分離凈化及資源化利用的基礎理論、關鍵技術和成套裝備的研發。

在油氣回收技術理論支撐和設計基礎方面，項目組建立了先進風洞平臺、氣體擴散系數，發明了蒸氣壓裝置及方法，提出油氣分子擴散和對流擴散的傳質因子，確立了油氣分子擴散系數和集中歸一化對流擴散系數、蒸氣壓、摩爾質量等關鍵參數的計算方法，破解了難以定量測算對流擴散及其對油氣傳質貢獻率的技術瓶頸。項目組還提出多種油氣傳質數值模擬方法，揭示油品復雜操作條件下油氣蒸發排放規律及內在機理；開發多個評價軟件，出版學術著作，構建完整的油品蒸發損耗基礎理論體系。

面向不同油氣排放源，項目組開發了多種復合功能材料制備方法，解決了常規活性炭、硅膠吸附量少、疏水和再生難、熱效應高等難題。他們攻克了瀝青和氧化石墨烯原位負載難、穩定性差等難題，制備的吸附材料導熱系數、正己烷蒸氣及油氣吸附量比活性炭分別提高134%、114%、100%。項目組還發明了多功能吸附器、吸附塔填料取樣裝置、可控式吸附塔卸料口等，解決了回收裝置吸附效果差、吸附解吸慢、吸附塔難以卸料等問題，提高了回收系統運行和回收效率。

項目組還發明了系列化油氣模塊組合式集成回收工藝，實現回收率、排放濃度、設備投資、運行能耗等技術經濟高度統一和調優；開發了有機廢氣資源化評估、設計和管理智能化平臺，縮短了油氣回收裝置設計周期，降低了研發成本。他們系統研發的核心材料、關鍵結構、集成工藝和智能化平臺，形成了油氣模塊組合式定制回收的成套技術，回收率高于99%。

2022年4月，該項目成果通過了中國石油和化學工業聯合會組織的科技成果鑒定。鑒定意見顯示，該項目優化了吸收、吸附、冷凝的油氣回收工藝，構建了模塊組合式高效集成油氣回收系統，油氣回收率達99%以上，項目成果社會、環境和經濟效益顯著，技術達到國際先進水平。

下一步，項目組將拓寬不同應用場景，定制研發核心功能材料及關鍵結構，實現油氣VOCs精細化高效回收，并進一步提高產業規?；?，實現規模競爭力和效益；從頂層設計抓起，從全過程、全要素考慮油氣回收碳減排的設計閾值及綜合效益；積極參與政府及行業油氣VOCs排放標準、技術規范體系、檢測方法體系的完善及優化，協助政府及行業有效監管VOCs治理工程，助力實現“雙碳”目標。

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