طرح کهاب چیست؟ توضیح کامل مراحل طرح و نحوه اجرا سیستم کهاب

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.