با توجه به اهمیت روزافزون موضوع آلایندگی و بوجود آمدن بیش از پیش مشکلات زیست محیطی، روشهای کاهش آلایندگی از جمله طرح کهاب از اهمیت بالایی برخوردار شده است. لذا سعی شده تا کوچکترین عامل تولید آلایندگی حذف گردد یا تولید آلایندگیاش به کمترین حالت ممکن برسد. هرجا سخن از آلایندگی مطرح می شود مبحث سوخت با نقشی پر رنگ وجود دارد.
خودرو ها اصلی ترین عامل انتشار آلایندگی هستند از سوختن بنزین و گازوییل ایجاد میشود. اما در این مقاله از آلایندگی ناشی از سوخت خام صحبت میشود. بنزین به اصطلاح فرار است و به راحتی تبخیر و بخار آن به عنوان یک آلاینده در فضا پخش میشود. این آلایندگی علاوه بر خطرهایی که برای سلامتی و محیط زیست دارد، خطر انفجار را نیز بالا میبرد.
بخار بنزین را در هر مکانی که بنزین مدتی در آن وجود دارد اعم از: تانکر حمل سوخت، مخزن جایگاه سوخت، باک بنزین و… میتوان یافت. بخار بنزین یکی از مضر ترین آلاینده هاست و میتواند فضای یک پمپ بنزین را به شدت آلوده کرده و خطر انفجار را بسیار بالا ببرد.
بنابراین با توجه به دشوار شدن استاندارد های آلودگی، برای از بین بردن این عامل انتشار نیز باید چارهای اندیشیده میشد. میتوان با جمع آوری این بخارات قبل از اینکه وارد هوای آزاد شوند و بازیافت آن، این آلایندگی را کنترل کرد.
طرح کهاب چیست؟
در سال 1387 طرحی به نام طرح کهاب به عنوان یک طرح ملی به تصویب هیئت دولت رسید. طرح کهاب شرکت نفت از کلمات اول کاهش، هدایت، انتقال و بازیافت بخار بنزین بوجود آمده است. اجرای طرح کهاب برای جایگاه های متوسط و بزرگ با مصرف 37000 لیتر در ماه به بالا اجباری است از چند مرحله تشکیل شده است.
به طور کلی میتوان گفت طرح کهاب از دو مرحله اصلی تشکیل شده است. ابتدا بخار بنزین باید از قسمتهایی که تراکم بیشتری دارد جمع آوری شود و سپس در مرحله دوم این بخارات به بنزین مایع تبدیل شده و مجددا به چرخه مصرف بازگردد. در واقعیت طرح کهاب ملی در سه مرحله تعریف شده است:
مراحل طرح کهاب
مرحله اول: جمع آوری بخار بنزین از مخازن جایگاههای سوخت و انتقال آن به تانکرهای حمل سوخت
مرحله دوم: جمع آوری بخار بنزین از باک خودروها در هنگام سوختگیری و انتقال آن به مخزن های جایگاه سوخت
مرحله سوم: انتقال بخارهای بنزین جمع آوری شده به سیستم بازیافت و تبدیل آنها به سوخت مایع
اجرا کردن هر کدام از این مراحل نیازمند تجهیزات خاص خود است و مستلزم اعمال تغییرات و اقداماتی در مجاری عرضه، تانکرهای حامل فرآورده، سکوها و بازوهای بارگیری و روش تحویل سوخت. مطالعات انجام شده حاکی از آن است که به ازای یک متر مکعب بخار اشباع بنزین 5/1 لیتر بنزین میتوان بازیافت کرد.
طرح کهاب علاوه بر کاهش آلایندگی که در بر دارد از لحاظ اقتصادی نیز توجیه شود و بتواند طی چند سال سرمایه ای که برای اجرای طرح صرف شده را برگرداند.
مرحله اول کهاب
در این مرحله نسبت به مرحله دوم بخار بنزین بیشتری میتوان جمع آوری کرد و از این بابت از مراحل دیگر ارجح تر است و به عنوان مرحله اول یا Stage 1 در نظر گرفته شده است. مخازن سوخت که معمولا به صورت مدفون در جایگاه سوخت وجود دارند محل اصلی تجمع بخارات بنزین هستند.
در حالت بدون سیستم کهاب، بخارات بنزین از طریق شیر ونت به فضای جایگاه وارد میشود. در این حالت فضای جایگاه را برای کارکنان و مشتریها آلوده کرده و خطر آتشسوزی را بالا میبرد.
اما اگر از مرحله اول سیستم کهاب بهره بگیریم، در هنگامی که تانکر حمل سوخت عملیات تخلیه سوخت را به مخزن جایگاه آغاز میکند با استفاده از مسیر لوله دیگری، مخزن به تانکر متصل شده است و بخارات بنزین تولید شده در مخزن جایگاه به تانکر حمل سوخت انتقال داده میشود تا به محل بارگیری تانکر منتقل شود و در آنجا بازیافت شده یا در محیطی که خطر کمتری دارد تخلیه شود.
حرکت بخار بنزین از مخزن جایگاه به تانکر حمل سوخت معمولا به صورت تعادلی انجام میگیرد. با توجه به تخلیه تانکر فشار منفی اندکی در آن بوجود میآید و از طرف دیگر با در مخزن جایگاه که در حال بارگیری است فشار مثبت ایجاد میشود.
با توجه به تمایل سیال برای انتقال از فضای فشار مثبت به منفی، بخار بنزین از مخزن جایگاه به تانکر حمل سوخت منقل میشود. این روش تعادلی برای انتقال بخار بنزین در سه مدل مختلف میتوان اجرا کرد: 1. تعادلی دو نقطه 2.تعادلی هم محور 3. تعادلی چندگانه تک نقطه ای.
تفاوت این مدلها در آرایش لولههای متصل کننده مخزن جایگاه به تانکر است و هر سه از نیروی تعادلی برای انتقال بخار بنزین استفاده میکنند. معمولا اگر قطر شیلنگ فرآورده 4 اینچ باشد قطر شیلنگ بخار بنزین را 3 اینچ در نظر میگیرند.
مرحله دوم کهاب
منبع اصلی تولید بخار بنزین مخازن جایگاههای سوخت هستند و سهم اصلی انتشار آلایندگی بخار بنزین را به خود اختصاص میدهند. اما سوخت موجود در باک خودروهای در حال سوختگیری نیز منبع دیگر انتشار بخار بنزین در فضای پمپ بنزین است.
در مرحله دوم طرح کهاب بخار بنزین تولید شده در باک خودروها در هنگام سوختگیری به مخزن جایگاه منتقل شده تا از آنجا به تانکر حمل سوخت یا سیستم بازیافت سوخت منتقل شود.
انتقال بخار سوخت در مرحله دوم نسبت به مرحله اول سخت تر است. زیرا به علت کوچک بودن باک خودرو فشار منفی کمتری در باک تولید میشود و انتقال بخار بنزین نیز دشوارتر انجام می پذیرد.
اما همچنان از روش تعادلی در مرحله دوم استفاده می شود که مستلزم استفاده از نازل خاص با لوله خرطومی قابل ارتجاع چسبنده به باک و شیلنگ هم محور برای انتقال بخار بنزین و سوخت به صورت همزمان است. اما روش تعادلی در مرحله دوم خیلی کارآمد بنظر نمیآید. بنابراین در مرحله دوم از ایجاد خلا برای انتقال بخار بنزین استفاده میکنیم.
پمپ خلاء فعال
ایجاد خلا میتواند به دو روش خلا فعال و خلا غیر فعال صورت بگیرد. در سیستم مجهز به خلا فعال یک پمپ در منهول یا واحد بازیافت بخار وجود دارد. این مکانیزم با ایجاد خلا در سیستم، کمک میکند تا بخار بنزین موجود در باک توسط نازل مکیده شود و به مخزن جایگاه منتقل شود و دیگر نیازی به نازل با شیر خرطومی چسبنده به باک نباشد. در سیستمی که از پمپ خلا استفاده میکند لازم است که فشار مخزن و سطح بخار همواره چک شود.
پمپ خلاء غیرفعال
در سیستم جمع آوری بخار بنزین با پمپ غیر فعال، پمپ در درون دیسپنسر قرار دارد. در مدلهای قدیمی از یک پمپ خلا رفت و برگشتی در دیسپنسر استفاده میکردند. اما در مدلهای جدید از پمپ با دور متغیر استفاده می کنند که با لیتر شمار دیسپنسر هماهنگ است و به مقدار نیاز خلا ایجاد میکند.
با وجود پمپ برای ایجاد خلا باید دائما فشار کنترل شود، خلا زیاد و فشار زیاد هر دو باعث بوجود آمدن نشتی میشود. معمولا در مخزن از یک شیر P&V استفاده میشود تا فشار مخزن تا حدودی کنترل شود.
استفاده از مرحله 2 برای جمع آوری بخار بنزین از داخل باک خودروها میتواند با مشکلاتی همراه باشد. برای مثال خودروهایی که دارای سیستم داخلی بازیافت بخار(ORVR) هستند به صورت خودکار بخار بنزین موجود در باک را جمع آوری می کنند و دیگر بخاری در باک باقی نمیماند.
بنابراین با ایجاد خلا توسط مرحله دوم بازیافت بخار هوای درون باک مکیده شده و به مخزن منتقل میشود. هوای غیر اشباع موجود در مخزن حجم کمتری نسبت به بخار اشباع بنزین دارد بنابراین وجودش در مخزن راه را برای بخار شدن بنزین راحت تر می کند. سیستمهای بازیافت سوختی وجود دارد که با ORVR سازگار بوده و با استفاده از اریفیس در صورت نبودن بخار بنزین در باک سیستم بازیافت مرحله 2 را قطع می کنند.
مرحله سوم کهاب
میتوان فرآیند بازیافت بخارات بنزین جمع آوری شده را به عنوان مرحله سوم سیستم کهاب در نظر گرفت. در مرحله 1 و2 بخارات بنزین از داخل باک خودرو به مخزن اصلی جایگاه و از مخزن اصلی جایگاه به تانکر حمل سوخت منتقل شد و خطر آلایندگی آن رفع شد. حال نوبت آن است که طی مراحلی این بخارات بنزین را به سوخت مایع قابل مصرف تبدیل کنیم تا سیستم کهاب از نظر اقتصادی نیز منطقی باشد.
بازیافت بخار سوخت را به 3 روش تبریدی، غشایی و جذبی میتوانیم انجام دهیم. این مرحله میتواند در جایگاه انجام بگیرد و تجهیزات سیستم بازیافتی در جایگاه نصب شود و بخارات جمعآوری شده به آن هدایت شود. همچنین میتوان عملیات بازیافت در خارج از جایگاه انجام گیرد و بخارات بنزین توسط تانکر به آن محل منتقل شود.
سیستم تبریدی
به طور خلاصه میتوان گفت در سیستم تبریدی از یک سیکل تبرید که شامل کمپرسور، کندانسور، شیر انبساط و اواپراتور است برای ایجاد سرمای لازم برای میعان بخار بنزین استفاده میکنیم. از نکات مثبت این روش میتوان به ایمنی بالا، وارد نشدن آلودگی خارجی، اندازهگیری دقیق مایع و فعالیت دائم اشاره کرد. این روش در بیشتر سیستمهای بازیافت سوخت در ایران مورد استفاده قرار میگیرد.
سیستم غشایی
در سیستم غشایی از یک فیلتر غشایی استفاده میکنیم. مولکولهای درشت و سنگین هیدروکربن از غشا عبور میکنند ولی مولکولهای بخار آب و هوا به واسطه کوچک بودنشان نمیتوانند عبور کنند. مولکولهای جمع شده برای استخراج به برج اسکرابر منتقل می شوند. در برج، بخار در جهت مخالف دوش بنزین حرکت میکند و جذب مایع می شود.
این روش نیز ایمنی بالایی دارد. اما غشا به کاربرده شده به مرور از بین میرود و تهیه آن در داخل کشور دشوار است.
سیستم جذبی
در سیستم جذبی (کربن فعال) مولکولهای هیدروکربنی از طریق جاذب کربن فعال انجام میگیرد. ساختار مولکول کربن به صورت متخلخل است که هیدروکربنها جذب آن می شوند، سپس با ایجاد مکش توسط الکتروپمپ، هیدروکربن به برج اسکرابر هدایت میشود.
به طور کلی اجرای سیستم طرح کهاب نیاز به صرف هزینه برای ایجاد تغییراتی در تجهیزات جایگاه سوخت است. در اجرای مرحله اول سیستم کهاب مخازن و تجهیزات باید کاملا آب بندی شود و در تانکرهای حمل فرآورده باید شیر بخار، سوپاپ بخار نصب شود.
در مرحله دوم نازل و شیلنگ دو جداره مخصوص و پمپ مکنده باید استفاده شود. مرحله سوم نیز که به طور کامل تجهیزات خاص خود را نیاز دارد. با صرف این هزینهها میتوان به کاهش آلایندگی و خطرات زیست محیطی، کاهش خطرات و حوادث ناشی از انتشار بنزین، جلوگیری از اتلاف منابع ارزشمند انرژی رسید که باعث می شود اجرای طرح کهاب منطقی و به صرفه شود.
واژه نامه طرح کهاب
پمپ خلا: نوعی از پمپ است که با ایجاد یک فشار منفی، مولکولهای هوا را از یک محیط آب بندی شده تخلیه می کند.
شیر P&V: این شیر معمولا بر روی مخازن نصب میشود و وظیفهی تنظیم فشار مخزن را دارد، در حالتی که فشار از حدی بالاتر می رود شیر باز شده و با خارج کردن سیال به بیرون فشار مخزن را کاهش میدهد و در حالتی که فشار درون مخزن کاهش یابد مقداری از هوا را وارد مخزن می کند.
سیستم داخلی بازیافت بخار (ORVR): این تجهیز بر روی سیستم سوخت رسانی خودرو نصب میشود و بخارات بنزین درون باک را جمع آوری می کند.
برج اسکرابر: در این برج ذرات ریز بخار یا گرد و غبار با یک مایع تماس داده شده و در آن حل می شوند.
همیشه برام سوال بود که کهاب چیه؟ ممنون اینجا با این طرح اشنا شدم
علی اکبر عزیز ممنون که مطالب وبلاگ مارو دنبال می کنید.
من کارگر پمپ هستم واقعا گاز بنزین اذیت میگنه
اگه این طرح اجرایی بشه عالیه
علی اکبر عزیز ممنون که با اینرژی همراه هستین. ما هم دعا می کنیم. موفق باشید.