煉化企業(yè)VOCs排放現(xiàn)狀及治理對策 | |
發(fā)布時間:2018-11-27 14:35:27 | |
近年我國大氣環(huán)境形勢日趨嚴峻,以臭氧、PM2.5和酸雨為特征的區(qū)域性復合型污染日益突出,區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)大范圍空氣重污染現(xiàn)象日益增多,尤其以京津冀和華北更為顯著,嚴重制約社會發(fā)展、威脅人們身體健康。揮發(fā)性有機物(VOCs)是形成PM2.5和生成臭氧的重要前驅(qū)物。而煉化企業(yè)裝置生產(chǎn)運行過程中可能產(chǎn)生有組織或無組織的VOCs排放,造成環(huán)境污染。為貫徹《落實大氣污染防治行動計劃》(大氣十條),國家環(huán)保部先后下發(fā)《關(guān)于印發(fā)(石化行業(yè)揮發(fā)性有機物綜合整治方案)的通知》和《關(guān)于印發(fā)(石化行業(yè)VOCs污染源排查工作指南)及(石化企業(yè)泄漏檢測與修復指南)通知》,國家環(huán)保部規(guī)定自2016年1月4日各地方政府開始實施《揮發(fā)性有機物排污收費試點辦法》。煉化行業(yè)開展VOCs摸底排查、回收治理、削減排放工作已成為企業(yè)開展環(huán)保工作的重點。 1 VOCs的定義及危害 1.1 VOCs的定義 VOCs即揮發(fā)性有機物(Volatile OrganicCompounds)簡稱,石油煉制工業(yè)污染物排放標準中定義為參與大氣光化學反應(yīng)的有機化合物,或者根據(jù)規(guī)定的方法測量或核算確定的有機化合物。 1.2 VOCs的危害 1.2.1對環(huán)境的危害 沒有VOCs時,環(huán)境空氣中NO、NO2和O3存在平衡,環(huán)境空氣中會存在臭氧但濃度很低。 O3+NO---NO2+O2 無VOCs時環(huán)境空氣平衡反應(yīng)機理見圖1。 ![]()
VOCs是促進臭氧和PM2.5生成的主要前驅(qū)物質(zhì)。 同時大多數(shù)的有害性空氣污染物(HAPs)都屬于VOCs,也就是同時具有光化學活性和有毒有害性。 1.2.2對企業(yè)的危害 企業(yè)VOCs排放的增加,首先不僅污染大氣環(huán)境而且導致企業(yè)加工損失增加,影響企業(yè)的經(jīng)濟效益;其次,容易發(fā)生安全事故,VOCs泄漏量大時容易產(chǎn)生火災爆炸事故影響裝置安全生產(chǎn);第三,容易對現(xiàn)場操作人員造成職業(yè)危害,如苯系物等致癌物質(zhì)泄漏嚴重影響職工身體健康。 2煉化企業(yè)VOCs排放現(xiàn)狀分析 煉化企業(yè)VOCs排放主要分為有組織排放和無組織排放兩大類。石化行業(yè)污染物歸類解析見圖3。 ![]()
其中有組織排放可以分為以下幾類: a)工藝有組織排放。 b)燃燒煙氣排放(主要指鍋爐、加熱爐等設(shè)施燃燒煙氣)。 c)火炬排放。 無組織排放主要有以下幾類: a)工藝無組織排放(焦化裝置切焦過程)。 b)生產(chǎn)裝置設(shè)備動、靜密封點泄漏。 c)油品及化工原材料儲罐呼吸與泄漏及儲存與調(diào)和過程逸散損耗。 d)油品及化工原材料裝卸過程逸散損耗。 e)污水處理廠廢水收集、處理和處置過程逸散。 f)采樣過程排放。 g)冷卻水和循環(huán)水冷卻系統(tǒng)釋放。 h)非正常工況(開停工及檢修過程)排放。 i)事故排放。 j)固體物料堆放和裝卸釋放。 基于遙感監(jiān)測估算,煉油廠VOC排放量約占其產(chǎn)量的0.05%~0.2%。1990—2010年歐美35座煉油廠VOC排放系數(shù)(VOC排放總量與其總產(chǎn)量的比值)的遙感監(jiān)測中位值為0.10%一0.12%,2000年以來煉油廠VOC排放系數(shù)的SOF(可溶性有機成分)監(jiān)測值為0.03%~0.1%。歐盟多家大型綜合性煉油廠的紅外遙感測量結(jié)果顯示煉油廠原油及產(chǎn)品罐區(qū)、裝置區(qū)(設(shè)備與管閥件泄漏)、焦化裝置、廢水處理及火炬的VOCs排放分別占31%一61%、25%~33%、23%、10%一18%和2.25%一3.2%。歐盟油氣加工污染控制最佳可用技術(shù)參考文件建議設(shè)備與管閥件泄漏、原油和產(chǎn)品貯罐、裝卸設(shè)施和廢水處理場分別占煉油廠VOC排放總量的20%一50%、20%。40%、5%。10%和5%~30%。 3濟南煉化VOCs排放的治理措施 3.1 針對有組織排放開展的治理措施 煉化企業(yè)的有組織排放種類較少,基本處于可控狀態(tài),有組織排放的VOCs排放標準完全達到甚至低于國家排放標準。中國石化濟南分公司近年對有組織排放開展的治理措施如下。 a)催化裝置增上煙氣脫硫、脫硝環(huán)保裝置,降低催化煙氣中的sox和NO。,增上在線監(jiān)測儀表及時監(jiān)視外排煙氣情況,降低催化裝置的VOCs排放量。 b)先后組織對各裝置加熱爐進行改造,加熱爐燃燒器采用更新低氮燃燒火嘴降低煙氣中的NOx,燃料氣采用裝置自產(chǎn)并經(jīng)過脫硫后的凈化干氣和外購少量的天然氣,減少煙氣中的SOx。加強加熱爐燃燒運行監(jiān)控,優(yōu)化加熱爐操作確保較高的燃燒效率,降低燃料氣消耗同時減少VOCs排放。 3.2針對無組織排放開展的治理措施 煉化企業(yè)VOCs治理的難點是各生產(chǎn)裝置的無組織排放。煉油廠VOCs排放源主要包括各類貯罐的呼吸、污水處理系統(tǒng)等開放空間逸散、煉油裝置設(shè)備與關(guān)鍵泄漏、焦化裝置冷焦和切焦、輕質(zhì)油品裝車過程油氣揮發(fā)、停工檢修廢氣排放、換熱器滲漏的輕物料經(jīng)由循環(huán)水冷卻塔逸散排放及一些放空工藝尾氣。因為多數(shù)無組織排放源強在不同工況波動較大,部分源的排放位置不固定;部分源無規(guī)則排放口;部分源為連續(xù)排放;而部分源為間歇排放。這些無組織排放源數(shù)以萬計、分散且排放無規(guī)則決定了煉油廠VOCs排放監(jiān)測與控制的困難性和復雜性。下面主要介紹中國石化濟南分公司的延遲焦化裝置和柴油加氫改質(zhì)裝置無組織排放的治理措施和下一步擬采取措施。 a)延遲焦化裝置的冷、切焦過程造成的無組織排放,一直是焦化裝置的重要污染源,這些廢氣含油氣、硫化物及焦粉等,成分復雜、溫度較高、回收難度大,直排大氣不僅對周邊大氣環(huán)境的影響較大,而且危害操作工人的身體健康。 裝置于2006年增上冷焦水罐惡臭治理設(shè)施采用堿液吸收技術(shù),設(shè)計處理能力為200 m3/h。通過對排放廢氣的監(jiān)測結(jié)果分析:硫化氫去除率為73.8%;非甲烷總烴為去除率為7.9%;苯去除率為33.3%;甲苯去除率為66.7%;二甲苯去除率為16.7%;對氨和三甲胺沒有去除效果,所以冷焦水惡臭治理設(shè)施對降低冷焦過程VOCs排放有一定效果,但對非甲烷總烴的脫除效果不明顯,所以裝置加大對冷焦水的置換頻次降低冷焦水中的VOCs濃度。 延遲焦化裝置采用國內(nèi)普遍的敞開式除焦和坑池裝車法(如圖4所示)。目前已經(jīng)提出計劃增上密閉除焦、裝車設(shè)施徹底解決切焦過程有機物揮發(fā)問題和裝車過程的揚塵問題。但新項目實施之前,公司采取了以下措施盡可能減少有機物揮發(fā)和減少裝車現(xiàn)場揚塵污染:適當延長裝置吹汽時間,盡可能利用吹汽減少焦炭塔內(nèi)揮發(fā)性有機物,適當延長冷焦時間,降低切焦時焦炭塔內(nèi)焦炭溫度;裝車過程減少焦炭灑落,及時清理灑落在地面上的焦粉,每天定期對裝車場地進行灑水處理減少現(xiàn)場粉塵。 ![]()
b)對裝置動、靜密封點采用泄漏檢測與修復(LDAR檢測)。 國際石油環(huán)境保護協(xié)會(IPIECA)的最新報告認為設(shè)備與管閥件泄漏占煉油廠VOCs排放總量的40%一50%。煉油企業(yè)每套裝置的閥門、泵、壓縮機、法蘭、接頭等設(shè)備與管閥件數(shù)都數(shù)以萬乃至十萬計,由于松動、變形、腐蝕等原因引起的泄漏幾乎不可避免,排放部位隨機、數(shù)量多且分散。重液管線上設(shè)備與管閥件的泄漏可視,而輕液與氣體管線上設(shè)備與管閥件的泄漏通常不可視。所以煉化企業(yè)近年采用固定或移動檢測儀器,定量或定性檢測生產(chǎn)裝置中閥門等易產(chǎn)生VOCs泄漏的密封點,并修復超過一定濃度的泄漏點,從而控制物料泄漏損失,減少對環(huán)境造成的污染,簡稱LDAR。 中國石化濟南分公司各裝置于2015年全面開展LDAR檢測,其中120×104 t/a延遲焦化裝置和80 X 104 t/'a柴油加氫改質(zhì)裝置于2015年10月底全面完成裝置首輪LDAR檢測。具體實施過程如下。 第一步:首先制定編制首輪檢測計劃;根據(jù)標準對裝置內(nèi)受控設(shè)備和管線劃分、設(shè)備、組件和密據(jù)庫(具體統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表1)。 第二步:采用符合國家和地方環(huán)保部門法規(guī)標準的基于FID原理的LDAR專業(yè)檢測儀器,對前期統(tǒng)計的密封點逐一進行檢測,并統(tǒng)計。 對泄漏點情況進行統(tǒng)計分析,并安排修復計劃,對泄漏點進行標識,并制定修復計劃進行修復處理(具體檢測修復情況見統(tǒng)計表2)。
第三步:對泄漏密封點修復后進行復測。復測泄漏部位3次,同時應(yīng)復測整個泄漏組件的各處密封點,檢測數(shù)據(jù)均低于泄漏定義濃度,方可認封點識別,LDAR標示編號和掛牌、建立LDAR數(shù)定為修復完畢。 ![]() 目前中國石化濟南分公司首輪LDAR檢測已全部完成,但是LDAR是一項需要持續(xù)開展不斷改進的工作。如何有效地利用LDAR檢測減少生產(chǎn)運行裝置VOCs排放,并通過監(jiān)測數(shù)據(jù),準確計算出裝置VOCs排放量,使VOCs排放量化是下一步工作開展的重點。 4結(jié)語 VOCs是我國大氣污染的重要組分之一,而以原油加工和石油產(chǎn)品制造為主的石化行業(yè)是重要的VOCs人為排放源。加快石化行業(yè)VOCs綜合整治已經(jīng)迫在眉睫。而VOCs的治理及排放量計算還存在許多的難點,需要在以后的工作中進一步改進完善。 |
|
|
|
上一篇:上海市發(fā)布《設(shè)備泄漏揮發(fā)性有機物排放控制技術(shù)規(guī)范》 下一篇:廣東省環(huán)境廳發(fā)布8大重點行業(yè)揮發(fā)性有機物排放量計算方法(試行) |