某化工企業排放特性及管控的探討

吳淑珠

（珠海市南方人力資源服務有限公司，廣東 珠海 519000）

V O C s 是臭氧污染的主要前體物，化工行業是V O C s的重要排放來源，排放量約占全國工業源VOCs排放量的17.9%～39.6%，而化工企業在VOCs的管理與治理中發揮了非常重要的作用。VOCs的治理必須要根據企業自身排放特性，了解污染物工藝情況，對VOCs產排污進行分析，從而采取有效的管控措施，達到真正減排的目的[1]。

1 某化工企業污染物排放特征

1.1 工藝情況

1.1.1 生產工藝

該企業主要生產丙烯酸樹脂、醇酸樹脂、不飽和聚脂樹脂、氨基樹脂、酚醛樹脂、UV樹脂。使用的原料有100多種，在生產過程中存在聚合、酯化等多種反應，故產排的污染物成分復雜，組份多樣。生產工藝圖如圖1所示。

圖1 某企業生產工藝圖

1.1.2 原料進庫工藝

桶裝和袋裝原料投料時，由叉車和手動搬運車、防爆電葫蘆等運送至投料處，儲罐區的原材料由管道輸送至生產車間生產。原料進庫工藝流程見圖2。

圖2 原料進庫工藝流程圖

1.1.3 原料出庫工藝

原料出庫指將儲罐中或桶、袋裝原料運送到反應釜或加料槽加工的過程，原料出庫工藝流程如圖3所示。

圖3 原料出庫工藝流程圖

1.1.4 成品出庫工藝

成品出庫指將儲罐中的產品向外輸送到各用戶單位，成品出庫工藝流程如圖4所示。

圖4 成品出庫工藝流程圖

1.2 VOCs產排污分析

根據《廣東省生態環境廳關于印發重點行業揮發性有機物排放量計算方法的通知》文件附件1石油化工行業VOCs排放量計算方法（試行），提出石化企業產排VOCs工藝有12個環節，分別為：①設備動靜密封點泄漏；②有機液體儲存與調和揮發損失；③有機液體裝卸揮發損失；④廢水集輸、儲存、處理處置過程逸散；⑤燃燒煙氣排放；⑥工藝有組織排放、⑦工藝無組織排放；⑧采樣過程排放、⑨火炬排放；⑩非正常工況（含開停工及維修）排放、冷卻塔、循環水冷卻系統釋放；事故排放[2]。

1.2.1 設備動靜密封點泄漏

設備密封點泄漏是整個生產區域的小型排放源，指各種設備組件和連接處工藝介質泄漏進入大氣的過程。設備動靜密封點一般包括閥門、泵、壓縮機、泄壓設備、法蘭及其連接件或儀表等動靜密封點。運行過程中的泵、管線上的法蘭、閥門等有烴類散發，在溫度、壓力、振動、摩擦和腐蝕的影響下，閥門和法蘭接頭可能產生泄漏，其中一部分散發到大氣中。泵的轉動軸與殼體的接觸處也存在油品泄漏損失，其中一部分也散發進入大氣。

企業裝置共有常規檢測點25939個。檢測結果顯示，有83個常規檢測點的VOCs濃度值在1000 ppm（包含重質液250 ppm）以上，其中一般泄漏（1000 PPM≤檢測值＜10000 PPM）有73個，嚴重泄漏（檢測值≥10000 PPM）有10個，總體泄漏率為0.31%。

對裝置所有檢測濃度超過泄漏閾值的83個泄漏點進行相應維修，包括采用更換倒淋帽或增加倒淋帽、擇機更換墊片或法蘭緊固、螺紋連接緊固或更換密封件、閥門填料壓蓋緊固等措施。對于已經修復的點位，建議企業在日后予以重點關注，防止再次泄漏，造成安全隱患，未修復的點位在下次停車時及時做好修復工作。

1.2.2 有機液體儲存與調和揮發損失

該企業共有儲罐83個，儲罐的類型為固定頂罐和內浮頂罐，罐組內的儲罐包括甲乙類儲罐、丙類儲罐、原料儲罐、成品儲罐。儲罐中VOCs的泄漏主要源于儲罐本身在儲存揮發性有機液體期間，由于氣壓和環境溫度變化造成的靜置損耗以及在儲罐工作過程中由液面變化造成的工作損耗的總和[3]。儲罐VOCs排放的計算采用《石化行業VOCs污染源排查工作指南》中有機液體儲存調和VOCs排放量的參考計算表進行估算。

1.2.3 有機液體裝卸揮發損失

該企業主要生產樹脂，裝卸的產品主要為丙烯酸樹脂、醇酸樹脂、不飽和聚脂樹脂等化工產品。其中，水性丙烯酸樹脂的年周轉量為1000 t/a，油性丙烯酸樹脂的年周轉量為9500 t/ a，醇酸樹脂的年周轉量為1600 t/a，不飽和聚酯樹脂的年周轉量為2000 t/a。采用噴濺式裝載的方式裝載到清洗后的罐車中，未采用鶴管，并采用金屬軟管配合集氣罩卸料，經集氣罩收集后經風管運輸到廢氣焚化爐內進行處理。

1.2.4 廢水集輸、儲存、處理處置過程逸散

污水處理站在對廢水進行處理的過程中，在化學沉淀池及生物池內會有少量臭氣逸散，企業采用給化學沉淀池及生物池加蓋，并通過管道收集逸散廢氣再送往廢氣焚化爐進行處理的方法。生產廢水、生活污水和初期雨水處理達標后，通過園區的納污管網送至轄區水質凈化廠并進行進一步的深度達標處理后排入大海。后期雨水、循環冷卻水屬于潔凈下水，由管道收集后排入港區的市政雨水管網。根據業主提供的資料，2018年處理廢水61289 m3/a，集水池收集廢水45549 m3/a。

1.2.5 燃燒煙氣排放

企業供熱系統由熱媒油系統和廢熱鍋爐系統，其中熱媒油鍋爐為生產工藝過程提供所需的導熱油；廢熱鍋爐為全廠提供蒸汽，不足的部分由所在工業園區集中供熱管道提供。目前該企業內部共有2臺熱媒鍋爐，熱媒鍋爐均使用天然氣作為燃料，其中1號熱媒鍋爐使用天然氣318867 m3，2號熱媒鍋爐使用天然氣9794707 m3；2臺廢熱鍋爐熱源為廢液焚燒爐，廢液焚燒爐使用天然氣830120 m3；1臺廢氣焚化爐，使用天然氣66753 m3。

1.2.6 工藝過程排放

企業生產的整個過程都是在密閉的環境中進行，生產裝置和儲罐組采用PLC 自動控制系統。經冷凝器無法冷卻下來的不凝有機廢氣，通過管道輸送到現有廢氣洗滌塔噴淋洗滌后，送至現有焚化爐內燃燒，燃燒后由直徑1000 mm、高度35 m的煙囪排放[4]。

1.2.7 冷卻塔、循環冷卻系統釋放

企業設有循環冷卻水系統，主要用于制程冷卻。建有3000 m3冷卻循環水池1座，配備600 m3/h冷卻塔3座，600 m3/h循環泵浦5臺，冷卻循環水系統設計供水量能力為1800 t/h。因循環水冷卻塔出入口沒有進行過VOCs濃度的監測，只能用排放系數法計算冷卻塔、循環水冷卻系統的VOCs排放量。2018年冷卻水循環利用水量為17136000 m3，冷凍水循環水量為4664850 m3，合計循環水量為21800850 m3。結合企業2018年的實際生產情況，計算得出全年VOCs排放量占比情況如圖5所示。

圖5 VOCs排放量占比情況

2 某化工企業污染物治理現狀

2.1 排放口規范化情況

現有廢氣排放口共有4個，分別為VOCS廢氣排放口、廢液焚燒爐排放口、熱媒爐排放口2個。其中，VOCS廢氣排放口是對各樹脂生產線、原料儲罐區和污水處理站產生的有機廢氣收集后進行處理；廢液焚燒爐排放口是對生產過程中產生的高濃度廢液進行焚燒；熱媒爐排放口是對燃氣熱媒鍋爐的廢氣進行處理；無組織廢氣主要是管道、閥門等泄露排放等，在進出料和儲存過程中會產生少量物料溢出的無組織排放[5]。

2.2 生產過程治理情況

該企業有6條生產線，分別是丙烯酸樹脂生產線、醇酸樹脂生產線、不飽和聚酯樹脂生產線、氨基樹脂生產線、酚醛樹脂生產線和UV 樹脂生產線，各生產線配套生產裝置中的反應釜、稀釋槽或蒸餾塔會產生有機廢氣，均經過集氣罩或管道進行收集，收集后的有機廢氣被輸送到現有廢氣洗滌塔噴淋洗滌后，送至焚化爐內燃燒，燃燒后由直徑1000 mm、高度35 m的煙囪排放，排煙溫度為200 ℃。焚化爐采用清潔能源天然氣為燃料，焚化爐的廢氣排放量為12900 m3/h。

2.2.1 儲罐區“大小呼吸”治理情況

減少大小呼吸的措施：

（1）大呼吸的污染控制

采用氣相平衡管技術：當進料時，儲罐呼吸口閥門關閉，槽罐車卸料管和槽罐的進料口連接（采用快速活接），開啟放料閥和軟管控制閥，放入料液；同時儲罐上方的軟管和槽罐車上部的管口采用快速活接連接，使槽罐車和儲罐形成一個密閉系統，用于平衡槽罐車和儲罐之間的壓力變化，同時回收儲罐進料大呼吸產生的有機揮發氣體，可避免進料時大呼吸的產生，且卸料能順利進行。

（2）小呼吸的污染控制

針對小呼吸分別從以下幾個方面進行污染控制：儲罐表面噴涂淺色涂層；水噴淋；氮封；呼吸閥水封及廢氣收集處理。

2.2.2 廢氣末端處理措施

整個生產過程都是在密閉的環境下進行，生產裝置和儲罐組采用PLC 自動控制系統。焚化爐的工作原理：焚化爐主要由廢氣焚化爐本體、熱交換器、風機、廢氣管道、電控系統及其它附屬設備組成。經兩級洗滌的工藝廢氣用空氣稀釋10倍，將廢氣的濃度控制在爆炸下限10%以內，再經換熱器預熱至492 ℃，然后送入廢氣燃燒爐，與同時送入的天然氣等輔助燃料混合燃燒，有機廢氣在760 ℃的高溫下，燃燒、分解成CO2和水，達到無毒、無煙、無害、無臭的完全燃燒之效果，經排風機將處理后的尾氣引進煙囪并達標排放。

為檢驗企業生產過程中產生的有機廢氣是否能夠達標排放，企業每年定期（每季度一次）委托第三方有資質的監測公司對排放口及廠界周邊的無組織廢氣進行監測。

3 某化工企業排放物的管控措施

3.1 生產過程、員工及儲罐區的管理

3.1.1 生產全過程管理方案

建立生產過程操作規范以及生產設備運行、維護、檢修制度，通過各項操作規范，建立生產設備運行狀態臺賬制度，確保生產過程處于正常工況，避免VOCs的非正常排放。

3.1.2 員工教育管理方案

對企業生產技術人員、現場操作人員，定期組織技能培訓。同時有針對性地展開職業衛生、清潔生產等方面的培訓。

3.1.3 儲罐區

企業儲罐區包括甲乙類罐、丙類灌、原料儲罐、成品罐儲罐，原料和產品在運輸過程中是由全密閉的管道輸送，但是由于設備老化，如閥門、法蘭等密封點容易造成跑冒滴漏，因此需加強對罐區的管理、巡視，并制定檢修計劃、填寫維修工單。

3.2 實施 LDAR檢測的具體行動及整改措施

設備動靜密封點泄漏在企業總VOCS排放量中的占比為54.10%，因此，某化工企業著重對設備動靜密封點泄漏進行削減，啟動LDAR實施工作，并將實施LDAR列入持續減排計劃中。

3.3 加強VOCs 治理設施的日常維護工作

為確保有機廢氣能夠長期穩定達標排放，需定期對廢氣焚燒爐等相關設備進行維護保養，主要包含管道系統的維護保養、風機設備的維護保養、廢氣焚燒爐的維護保養、控制監控系統的維護保養等四個部分[6]。

3.4 末端治理方案

企業有機廢氣處理系統主要對有機液體儲存與調和揮發損失、有機液體裝卸揮發損失、廢水集輸、儲存、處理處置過程逸散和各樹脂生產線及原料儲罐區這四部分產生的VOCs進行收集及處理。其VOCs產生濃度約為500～1000 mg/m3，VOCs特征物質為非甲烷總烴和少量的醇類、脂類物質，生產車間揮發的VOCs具有分子量大、成分復雜的特點。

根據VOCs各治理技術的特點，某化工企業選用直接焚燒工藝（廢氣焚燒爐）對VOCS進行處理。該處理工藝可以處理高濃度的VOCs，處理效率可以達到98.5%以上，并且不會發生二次污染物。因此，本方案的末端治理將繼續使用原治理技術。

3.5 日常監管建立涉VOCS管理臺賬

為了更好地管理VOCs，掌握VOCs產生和排放情況，某化工企業建立涉VOCS管理臺賬。臺賬內容主要包括生產原料、輔料的使用量、廢棄量、去向以及其中的揮發性有機物含量。企業應按照如下內容進行臺賬的記錄工作。企業還要建立VOCs治理設施的運行管理臺賬，對設施的修復、零配件更換等情況進行記錄，嚴格按照方案說明資料進行定期維護和保羊，當出現異常排放時，必須馬上停止排污并修復，出現緊急情況時應立即向當地環保主管部門報告。

4 小結

筆者針對某化工企業污染物排放特征從生產工藝到產污環節等進行了分析，并就該化工企業污染治理現狀和措施進行了探究，以供同行業參考。