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炼化企业VOCs排放情况综述

时间:2019-08-19 13:52

来源:《基层建设》

作者:宋顺玺

对石化行业VOCs排放类别、表征方式及排放特点进行了介绍。根据现行石化行业12项VOCs排放源计算方法,对每项排放源计算方法、影响因素及控制措施进行分析,为石化企业开展VOCs减排治理提供针对性指导。

挥发性有机物(简称VOCs),是指参与大气光化学反应的有机化合物,或者根据规定的方法测量或核算确定的有机化合物。随着我国工业化、城镇化的深入推进,能源资源消耗持续增加,大气污染防治压力增大。研究发现,VOCs的排放是造成雾霾的重要成因,引起广泛关注。据统计,工业源中VOCs排放占总VOCs排放的56%以上,其中石化行业造成的VOCs排放约占40%左右,成为大气污染防治的管控重点。

近年来,国家陆续发布了《大气污染防治行动计划》(国发〔2013〕37号)、《石化行业VOCs污染源排查工作指南》(环发〔2014〕177号)、《国务院办公厅关于印发控制污染物排放许可制实施方案的通知》(国办发〔2016〕81号),大力推进石化行业VOCs减排,以总量控制、排污收费、排污许可等多项措施推进石化行业VOCs污染治理,促进环境空气质量改善。

1 分类及表征方式

按照排放形式,石化行业的VOCs排放源主要分有组织排放和无组织排放两种,有组织排放指大气污染源经排气筒(高度大于15米)的规则排放,无组织排放指大气污染物不经过排气筒的无规则排放。按照排放源项,石化行业的VOCs排放源分为:设备动静密封点泄漏;有机液体储存与调和挥发损失;有机液体装卸挥发损失;废水集输、储存、处理处置过程逸散;燃烧烟气排放;工艺有组织排放;工艺无组织排放;采样过程排放;火炬排放;非正常工况(含开停工及维修)排放;冷却塔、循环水冷却系统释放;事故排放12类源项。

目前我国已制定的挥发性有机物排放国家标准及行业标准以控制非甲烷总烃、臭气浓度为主,同时对相应的特征污染物也制定了控制标准。北京市和山东省制定了更为严格的地方排放标准,对各行业大气污染物,特别是炼油与石油化学工业大气污染物排放浓度进行控制,强化对工业企业VOCs排放的管控。

2 排放特点

炼化企业工艺、原料复杂、储罐及产品种类众多,VOCs排放点多且较分散,组分以烷烃、烯烃等为主。无组织排放是炼化企业主要的VOCs排放源,特别是生产过程中的无组织排放和储罐的呼吸气排放是重要的排放源,在炼化企业VOCs排放过程中占30%以上,设备及管线的跑冒滴漏也是重要的排放源。不同排放点排放规律受工艺产生环节、物料属性、环境条件等因素综合影响。VOCs治理应注重源头控制、过程管理和末端治理,实现VOCs全过程污染控制。

3 排放情况综述

3.1 有机液体储存与调和挥发损失

主要来自挥发性有机液体固定顶罐(立式和卧式)、浮顶罐(内浮顶和外浮顶)的静止呼吸损耗和工作损耗,主要产生气量包括大、小呼吸气量、蒸发气量、溶解气量。一般采用公式法进行核算,影响因素为物料理化参数、周转量、储罐密封形式先进性等。一般企业加工规模越大,储罐周转量越大,储存过程挥发损失越大。

挥发性有机液体储存设施应在符合安全等相关规范的前提下,采取压力罐、低温罐、高效密封的浮顶罐或安装顶空联通置换油气回收装置的拱顶罐。国家标准明确要求苯、甲苯、二甲苯等危险化学品应在内浮顶罐基础上安装油气回收装置等处理设施。

3.2 有机液体装卸挥发损失

主要来自挥发性有机液体在装卸、分装过程中的逸散损失,在有机液体理化参数数据充分的情况下,优先采用公式法、实测法,无实测数据时采用系数法。主要影响因素为物料理化参数、周转量、装载形式、装载方式、罐车情况等。

国家明确要求,挥发性有机液体应采取全密闭、液下装载等方式,严禁喷溅式装载。汽油、石脑油、煤油等高挥发性有机液体和苯、甲苯、二甲苯等危险化学品的装卸过程应优先采用高效油气回收措施。运输相关产品应采用具备油气回收接口的车船。常用的回收技术主要有吸附法、吸收法、冷凝法、分离法。

3.3 废水集输、储存、处理处置过程逸散

主要来自废水在收集、储存及处理过程中从水中挥发进入大气,未密闭的检查井、隔油井、隔油池、气浮池等各类设施均为无组织排放源;设施加盖后,废气经收集处理达标排放,为有组织排放源,一般采用实测法进行核算。主要影响因素为有机废气处理设施处理量及处理效率,企业应提高废气处理效率,实现排放量削减。

企业应强化废水废液系统逸散废气的治理,收集、储存、处理过程中应对逸散的VOCs和产生异味的主要环节采取有效的密闭与收集措施,确保废气经收集后达到相关标准要求。污水处理场废气特点是气量大,VOCs浓度低,现有治理技术主要有生物滤床、低温等离子、蓄热氧化(RTO)等。

3.4 工艺有组织排放

主要指生产过程中装置有组织排放的工艺废气,一般采用实测法进行核算,主要影响因素为工艺废气排气量、排放浓度及年运行时数,企业应努力降低废气进出口排放浓度以减少排放量。

工艺废气应优先考虑生产系统内回收利用,难以回收利用的,应采用直接燃烧法、热力燃烧法、催化氧化法、蓄热氧化法等方式处理,处理效率达到相关标准要求。

3.5 冷却塔、循环水冷却系统释放

主要是指由于设备泄漏,导致有机物料和冷却水直接接触,冷却水将物料带出,冷却过程由于凉水塔的汽提作用和风吹逸散,从冷却水中排入大气的VOCs,主要核算方法为物料衡算法、排放系数法。

排放系数法简单快捷,但计算出的结果偏大,与实际存在较大偏差。企业可通过对循环水中可吹脱有机碳(POC)的监测分析,重点对POC浓度高的循环水场进行上游装置泄漏点排查治理,及时消除换热器漏点,实现循环水冷却系统排放量减排。

3.6 工艺无组织排放

主要是指非密闭式工艺过程中的无组织、间歇式的排放,在生产材料准备、工艺反应、产品精馏、结晶、干燥等工艺过程中,污染物通过生产操作过程,通过蒸发、闪蒸、吹扫等方式逸散到大气中。此外,生产装置现场跑冒滴漏也是重要的工艺无组织排放源。

编辑:李丹

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