煤制油項目揮發性有機物排放特征分析

王耀麟， 馬秀平

(山西潞安煤基清潔能源有限責任公司，山西 長治 046031)

1 研究背景

遵照《2019年寧夏生態環境狀況公報》文件中列示的相關信息，2019年全年寧東能源化工基地的空氣環境質量稍見變差，其O3、PM2.5、PM10物質平均質量濃度測定值分別為146.00 μg/m3、25.00 μg/m3、65.00 μg/m3。O3物質平均濃度測定值與2018年展開同比，其上升變化幅度為13.00%，PM2.5、PM10物質平均濃度測定值與2018年展開同比，其下降變化幅度分別為3.60%，以及2.80%[1-2]。

PM2.5、PM10物質平均濃度測定值所發生的同比下降變化過程，與寧東基地全面徹底推進開展超低排放改造工作環節，以及改善加強日常監督管理工作的實施力度具有高度相關性。O3物質平均濃度測定值的升高過程，與寧東基地內部具體實施的揮發性有機物排放技術活動過程具有高度相關性[3]。

遵照我國學者黃彬等圍繞臭氧物質的污染技術作用特征展開的研究分析，其獲取的相關結果顯示，伴隨著寧東基地新增加煤制油項目的陸續投入生產，其實際引致生成O3的前體物質VOCs，以及NOx等污染性物的排放量持續增加，誘導2019年的O3平均濃度測定值顯著高于往年同期數據測定水平[4-7]。

據研究結果顯示，揮發性有機物(VOCs)能夠被大氣環境中包含的-OH基團氧化處理成過氧自由基等中間性化學物質，繼而在與氮氧化物發生化學反應過程條件下，引致臭氧氣體物質的實際濃度水平逐漸提升，造成不良影響。

結合同年度山西潞安高硫煤油化電熱一體化示范項目的相關數據，對煤制油項目的揮發性有機物的泄露進行綜合分析，研判泄露的主要類型及后續修復工作的重點。

2 揮發性有機物檢測與分析

2.1 檢測儀器及檢測方法

在有組織檢測過程中，實際需要運用的檢測儀器設備主要有：3012H自動煙塵煙氣測試儀設備；A60氣相色譜儀設備，DJHB-A(SY)-0022；氣相色譜質譜聯用儀設備，DJHB-A(SY)-0021。

在無組織檢測過程中，實際需要運用的檢測儀器設備主要有：phx21檢測儀設備，LDARtools公司；TVA2020便攜式檢測儀設備，美國賽默飛公司。

2.2 檢測情況結果及分析

2.2.1 揮發有機物排放量統計分析

根據環辦【2015】104號附件3《石化企業泄漏檢測和修復工作指南》和(HJ733-2014)《泄漏和敞開液面排放的揮發性有機物檢測技術導則》等標準實施全過程的質量控制，從有機液體儲存與調和揮發損失排查技術環節、有機液體裝卸揮發損失排查技術環節、工藝有組織排放排查技術環節、冷卻塔排查技術環節、循環水冷卻技術系統釋放排查技術環節等，可以得知在煤制油項目運作過程中，無組織排放數量通常占據總排放數量的68.76%。

2.2.2 泄漏檢測與修復(LDAR)分析

本次研究過程中共計針對230 682個密封技術點位展開規范化檢測干預，具體涉及閥門組件密封技術點位、法蘭密封技術點位、開口管線組件密封技術點位、連接技術組件密封技術點位、泄壓技術設備密封技術點位、泵設備密封技術點位以及攪拌器密封技術點位。

在煤制油項目內部結構中，法蘭密封技術點位設置數量最多，其設置數量通常占據密封技術點位總設置數量的60%～70%，其次為閥門密封技術點位，其設置數量通常占據密封技術點位總設置數量的10%～20%。就寧東能源化工基地單一項目而言，同樣符合上述數據，其中法蘭泄漏技術點位的出現數量最多，出現數量占據泄漏技術點位總出現數量的62.71%，其次為閥門泄漏技術點位和開口管線泄漏技術點位，其數量占比均為13.01%。

2.2.3 泄漏原因分析

從泄漏技術問題的引致原因角度展開闡釋分析，則因墊片腐蝕技術因素、磨損技術因素以及墊片不平衡技術因素作用而引致出現的泄漏技術點位數量，約占所有泄漏技術點位發生數量的42.00%；因螺栓組件松動因素而引致出現的泄漏技術點位數量，約占所有泄漏技術點位發生數量的23.00%；因閥桿技術組件與填料壓蓋技術組件松動而引致出現的泄漏技術點位數量，約占所有泄漏技術點位發生數量的8.00%；因絲堵生料帶損壞因素而引致出現的泄漏技術點位數量，約占所有泄漏技術點位發生數量的6.00%。除此之外，密封技術點位物料殘留因素、填料損壞因素、閥門技術組件內漏因素，以及密封圈結構磨損因素也是引致泄漏技術問題發生的重要原因。

做好針對法蘭技術點位、閥門技術點位、連接件技術點位、開口管線技術點位、墊片技術點位以及螺栓技術點位的管理控制干預工作，有助于實現對泄漏點的修復。

2.2.4 修復的主要手段

1)閥門泄漏維修

閥門閥桿與填料壓蓋或壓板之間泄漏的修復，通常可以通過適當扭緊壓蓋或壓板螺栓上的螺母消除泄漏。對于通過扭緊螺母無法消除泄漏的閥門，則需要退出閥門上下游物料，打開閥門填料壓蓋或壓板(取出壓套)，檢查并更換閥門填料或閥桿。

2)法蘭、連接件泄漏維修

法蘭泄漏維修，首先應對稱逐步扭緊螺栓螺母，同時檢測泄漏點，直到凈檢測值低于泄漏定義濃度。通過扭緊螺栓螺母，無法消除泄漏，則需要退出法蘭上下游物料，更換墊片。

3)開口閥或開口管線泄漏維修

開口閥或開口管線泄漏，首先應檢查末端閥門是否關緊。在閥門關緊情況下，泄漏依然存在，則需在安全的前提下加裝一道閥門或盲板或絲堵。

4)泄壓設備(安全閥)泄漏維修

泄壓設備(安全閥)泄漏維修，應切換到備用泄壓設備(安全閥)，檢查整定壓力、實際工況壓力是否符合相關設計規范要求。拆下有問題的泄壓設備，應由具有相關資質的機構檢查、維修并重新設定整定壓力。

5)泵軸封維修

泵軸常見的故障現象有進料或靜壓時泄漏、運轉時突發性、經常性或周期性泄漏等不同泄露情況，應針對不同故障現象找出故障原因，采取針對有效的處理解決方法。

2.2.5 減排效益分析

針對230 682個密封技術點位展開檢測分析技術環節，所有密封技術點位的全年無組織排放數量為50.89 t，在開展修復環節之后，其實際排放數量為29.60 t，其減排數量為21.29 t。

3 結論

借由開展規范系統的統計學數據核算工作環節和技術性檢測分析環節可以知道，在煤制油項目運行過程中，無組織排放數量通常占據總排放數量的68.76%，針對揮發性有機物排放過程展開管理控制，重點在于針對無組織排放技術活動過程展開控制。

在煤制油項目內部結構中，法蘭密封技術點位設置數量最多，其設置數量通常占據密封技術點位總設置數量的69.72%，其次為閥門密封技術點位，其設置數量通常占據密封技術點位總設置數量的19.28%；法蘭泄漏技術點位的出現數量最多，其出現數量占據泄漏技術點位總出現數量的62.71%，其次為閥門泄漏技術點位和開口管線泄漏技術點位，其數量占比均為13.01%。該項研究過程中針對230 682個密封技術點位展開規范化檢測干預，發現泄漏技術點位168 處，成功修復165 處。

LDAR技術主要是針對VOCs無組織排放難題而提出的，屬于源頭治理方法。在煤制油項目生產技術運作過程中，做好針對法蘭技術點位、閥門技術點位、連接件技術點位、開口管線技術點位、墊片技術點位，以及螺栓技術點位的管理控制干預工作，有助于控制縮減揮發性有機物的排放數量，繼而產生相應的環境保護、生產安全及生產成本的效益。