某甲醇廠VOCs排放量核算的應(yīng)用研究

孔祥軍 王教凱 謝 源 龐博勝

（海油總節(jié)能減排監(jiān)測(cè)中心有限公司 天津 300452）

某甲醇廠VOCs排放量核算的應(yīng)用研究

孔祥軍 王教凱 謝 源 龐博勝

（海油總節(jié)能減排監(jiān)測(cè)中心有限公司 天津 300452）

應(yīng)用《石化行業(yè)VOCs污染源排查工作指南》中VOCs污染源排放量的核算方法，對(duì)某甲醇廠的VOCs排放源進(jìn)行排查、核算。結(jié)果表明，該甲醇廠共涉及6項(xiàng)VOCs排放污染源，最終全廠VOCs排放量為276.5168 t/a，其中廢水集輸、儲(chǔ)存、處理處置過(guò)程VOCs排放量最高，為211.9920 t/a，占總排放量的76.7%。通過(guò)對(duì)VOCs排放量核算方法的應(yīng)用研究，為甲醇生產(chǎn)企業(yè)尋求最佳VOCs排放量的核算方法提供了依據(jù)，并提出了改進(jìn)建議。

甲醇廠；揮發(fā)性有機(jī)物；排放量核算

引言

甲醇是重要的有機(jī)化工產(chǎn)品，如作為清洗劑、分析試劑、化工燃料等；同時(shí)甲醇也是基本有機(jī)原料之一，常用于制造甲烷、甲醛、聚甲醛、甲胺、乙二醇、二甲醚等，廣泛用于醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、涂料、精細(xì)化工等行業(yè)。

目前，我國(guó)較先進(jìn)的甲醇生產(chǎn)裝置一般以天然氣為原料，由天然氣壓縮、天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化、甲醇合成、甲醇精餾等工藝組成。裝置在生產(chǎn)運(yùn)行中，揮發(fā)性有機(jī)化合物（Volatile Organic Compounds，簡(jiǎn)稱 VOCs）會(huì)以有組織排放或無(wú)組織排放的形式，排放到環(huán)境空氣中，一方面造成生產(chǎn)原料和產(chǎn)品的損失，另一方面VOCs是形成顆粒物（PM2.5）、臭氧（O3）等二次污染物的重要前體物，造成對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重破壞[1-2]。

根據(jù)《石化行業(yè)VOCs污染源排查工作指南》（環(huán)辦[2015]104號(hào)）（以下簡(jiǎn)稱《指南》）的要求，企業(yè)VOCs排放量核算包括設(shè)備動(dòng)靜密封點(diǎn)泄漏、有機(jī)液體儲(chǔ)存與調(diào)和揮發(fā)損失、有機(jī)液體裝卸揮發(fā)損失、廢水集輸、儲(chǔ)存、處理處置過(guò)程逸散、工藝有組織排放、燃燒煙氣排放等共12個(gè)污染源項(xiàng)。本文選取某甲醇廠，應(yīng)用《指南》對(duì)廠內(nèi)VOCs排放進(jìn)行污染源排查、排放量核算等，為企業(yè)提供準(zhǔn)確的VOCs排放量的數(shù)據(jù)。

1 VOCs污染源排查、核算工作流程

VOCs污染源排查、核算工作流程一般包括資料收集、污染源分析、合規(guī)性檢查、統(tǒng)計(jì)核算、報(bào)告編寫五個(gè)部分，具體工作流程見(jiàn)圖1所示。

圖1 VOCs污染源排查、核算工作流程

2 VOCs污染源分析

根據(jù)《指南》的要求，按照工作流程，對(duì)甲醇廠可能涉及的12類VOCs排放源進(jìn)行了分析、排查，排查結(jié)果如表1所示。

表1 VOCs污染源排查情況

3 結(jié)果與討論

3.1 設(shè)備動(dòng)靜密封點(diǎn)排放量核算

對(duì)甲醇廠所有區(qū)域開(kāi)展泄漏檢測(cè)與修復(fù)（LDAR）工作，采用圖像法建立密封點(diǎn)檔案信息，使用便攜式揮發(fā)性有機(jī)氣體分析儀對(duì)密封點(diǎn)開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)泄漏檢測(cè)，對(duì)發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)位進(jìn)行不停工維修，最終將檢測(cè)和維修數(shù)據(jù)導(dǎo)入LDAR信息管理系統(tǒng)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。設(shè)備動(dòng)靜密封點(diǎn)VOCs排放量按照《指南》中的相關(guān)方程法計(jì)算。

由表2可知，甲醇廠共檢測(cè)密封點(diǎn)4103個(gè)，泄漏密封點(diǎn)68個(gè)，泄漏率1.66%，VOCs排放量為8.8673t/a，通過(guò)對(duì)泄漏密封點(diǎn)維修，減少VOCs排放量3.2846 t/a，最終VOCs排放量為5.5827 t/a。

表2 LDAR泄漏情況及排放量分析

3.2 有機(jī)液體儲(chǔ)存和調(diào)和揮發(fā)損失排放量核算

甲醇罐區(qū)共有10個(gè)固定頂罐，由于罐區(qū)未設(shè)置VOCs末端回收設(shè)施，因此采用《指南》中的公式法對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行VOCs排放量核算。

計(jì)算所需相關(guān)參數(shù)：（1）甲醇罐區(qū)所在地氣象資料，如大氣壓、日平均最高環(huán)境溫度、日平均最低環(huán)境溫度、水平面太陽(yáng)能總輻射等；（2）儲(chǔ)罐構(gòu)造參數(shù)，如容積、直徑、儲(chǔ)罐顏色、呼吸閥壓力設(shè)定、呼吸閥真空設(shè)定、罐體高度、年平均儲(chǔ)存高度等；（3）儲(chǔ)罐年周轉(zhuǎn)量。

甲醇罐區(qū)VOCs排放量計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3所示，甲醇罐區(qū)有機(jī)液體儲(chǔ)存調(diào)和過(guò)程VOCs排放量為27.9317t/a。

表3 甲醇罐區(qū)VOCs排放量核算

3.3 有機(jī)液體裝卸揮發(fā)損失排放量核算

甲醇裝卸區(qū)共有4個(gè)汽車裝車鶴管和10個(gè)火車裝車鶴管，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，裝車站臺(tái)均未安裝油氣回收設(shè)施，因此采用《指南》中的公式法對(duì)甲醇裝卸區(qū)進(jìn)行VOCs排放量核算。

計(jì)算所需相關(guān)參數(shù)：甲醇年周轉(zhuǎn)量、實(shí)際裝載溫度、裝載溫度下甲醇的真實(shí)蒸汽壓、飽和因子、罐車裝卸方式、罐車基本情況等。

由表4可知，甲醇裝車區(qū)裝卸損失VOCs排放量為23.5690t/a。建議在裝車站臺(tái)增設(shè)油氣回收設(shè)施，并對(duì)油氣回收設(shè)施排放廢氣的VOCs濃度進(jìn)行檢測(cè)，再按《指南》中實(shí)測(cè)法核算VOCs排放量，核算的排放量會(huì)相對(duì)減少，降低排污成本，同時(shí)也可以減少甲醇損耗，減少對(duì)環(huán)境的影響。

表4 甲醇裝卸區(qū)VOCs排放量核算

3.4 廢水集輸、儲(chǔ)存、處理處置過(guò)程排放量核算

廠區(qū)內(nèi)設(shè)有一座污水處理站，分為污水收集系統(tǒng)和污水處理系統(tǒng)，其中污水收集系統(tǒng)采用調(diào)節(jié)池、氣浮池等工藝，污水處理系統(tǒng)生化法進(jìn)行處理，由于未在調(diào)節(jié)池、氣浮池、生化反應(yīng)池等工藝設(shè)置廢氣收集處理系統(tǒng)，并且缺少必要計(jì)算參數(shù)（如EVOCs濃度），因此采用《指南》中的排放系數(shù)法對(duì)廢水集輸、儲(chǔ)存、處理處置過(guò)程進(jìn)行VOCs排放量核算。

由表5可知，廢水收集系統(tǒng)和廢水處理設(shè)施處理過(guò)程中VOCs排放量211.9920t/a。排放系數(shù)法核算出的污水處理過(guò)程VOCs排放量較大，而且數(shù)據(jù)相對(duì)不準(zhǔn)確，與實(shí)際排放量差距較大，建議企業(yè)對(duì)污水處理站的調(diào)節(jié)池、氣浮池、生化反應(yīng)池等增設(shè)廢氣收集處理系統(tǒng)，對(duì)處理后排放廢氣的VOCs濃度進(jìn)行檢測(cè)，再按《指南》中的實(shí)測(cè)法核算VOCs排放量。

表5 廢水處理過(guò)程VOCs排放量核算

3.5 冷卻塔、循環(huán)水冷卻系統(tǒng)排放量核算

廠區(qū)內(nèi)設(shè)有1套循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，循環(huán)水量為800 m3/h，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采用《指南》中的排放系數(shù)法對(duì)冷卻塔、循環(huán)水冷卻系統(tǒng)進(jìn)行VOCs排放量核算。由表6可知，循環(huán)水冷卻系統(tǒng)VOCs排放量為4.1414t/a。

表6 冷卻塔、循環(huán)水冷卻系統(tǒng)VOCs排放量核算

3.6 燃燒煙氣排放排放量核算

廠區(qū)共有兩臺(tái)145 t/h高壓蒸汽鍋爐，共用一個(gè)80m高的煙囪排放；一臺(tái)甲醇裝置轉(zhuǎn)化爐，煙氣通過(guò)一個(gè)60m高的煙囪排放。企業(yè)對(duì)燃燒煙氣各廢氣排放口的VOCs濃度進(jìn)行了檢測(cè)，因此采用《指南》中的實(shí)測(cè)法核算燃燒煙氣VOCs排放量。

計(jì)算所需相關(guān)參數(shù)：VOCs排放濃度、燃料種類、煙氣流量、煙溫、壓力、水含量、氧含量、運(yùn)行時(shí)間等。

由表7可知，燃燒煙氣VOCs排放量共3.3000t/a，采用實(shí)測(cè)的方法核算，相比排放系數(shù)法VOCs排放量會(huì)大幅降低。

表7 燃燒煙氣VOCs排放量結(jié)果

3.7 各污染源排放量統(tǒng)計(jì)分析

由表8和圖2可知，通過(guò)對(duì)所有VOCs污染源進(jìn)行排查、核算，該甲醇廠的VOCs總排放量為276.5168 t/a，其中廢水集輸、儲(chǔ)存、處理處置過(guò)程逸散VOCs排放量最高，為211.9920 t/a，占總排放量的76.7%，這主要是因?yàn)槲鬯幚碚镜难b置未設(shè)置廢氣處理設(shè)施，采用系數(shù)法進(jìn)行核算時(shí)，VOCs排放量核算的結(jié)果較大。

表8 甲醇裝置各VOCs排放源排放量統(tǒng)計(jì)

圖2 各污染源VOCs排放量比例

結(jié)語(yǔ)

（1）通過(guò)對(duì)甲醇廠VOCs污染源排查及排放量核算，為甲醇廠提供了相對(duì)準(zhǔn)確的VOCs排放量信息，為企業(yè)增設(shè)減排設(shè)施、繳納排污費(fèi)提供了依據(jù)。

（2）甲醇廠共涉及6個(gè)VOCs污染排放源，VOCs排放量為276.5168 t/a，其中廢水集輸、儲(chǔ)存、處理處置過(guò)程逸散VOCs排放量最高。

（3）建議企業(yè)在卸區(qū)設(shè)置油氣回收設(shè)施，在廢水處理裝置設(shè)置廢氣處理設(shè)施，并采用實(shí)測(cè)法進(jìn)行VOCs核算，得出的數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，且核算出的排放量相對(duì)較小，為企業(yè)降低排污成本。

（4）火炬排放VOCs的排放量，一般由于企業(yè)缺少相關(guān)核算參數(shù)、檢測(cè)數(shù)據(jù)等，難以核算出準(zhǔn)確排放量，核算方法有待進(jìn)一步研究、探討。

[1]張時(shí)佳、彭茵、陳璐等.煉油行業(yè)泄漏檢測(cè)與修復(fù)技術(shù)實(shí)踐研究[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2016,41（3）:41-44.

[2]鄭臨奧、趙東風(fēng)、盧磊等.泄漏檢測(cè)與修復(fù)技術(shù)在煤化工烯烴分離裝置的應(yīng)用 [J].安全、健康和環(huán)境，2016,16（11）:31-34.

Study on VOCs Emissions Accounting of Methanol plant

KONG Xiangjun WANG Jiaokai XIE Yuan Pang Bosheng

（CNOOCEnergy Conservation&Pollution Reduction Monitoring Center，Tianjin 300452China）

This article examines the accounting method of VOCs emissions from “Guidelines for VOCs Pollution Sources in the Petrochemical Industry”,and accounts the VOCs emissions of the methanol plant.The results indicated that the methanol plant have 6 VOCs emission source,the VOCs emission of methanol plant is 276.5168 t/a,among them,the largest amount of VOCs emission is the waste water collection and treatment system,it is 211.9920 t/a,accounting for 76.7%of the total.Through the study of VOCs accounting methods,provided the best accounting method of VOCs emissions to methanol plant and proposed suggestions for improvement.

Methanol Plant;volatile organic compounds；emissions accounting

孔祥軍，男，碩士，中級(jí)工程師，海油總節(jié)能減排監(jiān)測(cè)中心有限公司環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)部，主要從事環(huán)境監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)工作。