液體泊位危化品裝卸對大氣環境影響分析——以古雷港某液體泊位為例

福建省環境保護設計院有限公司 江文瑩

隨著工業的發展，各地石化基地對化工原料的需求量增加，為了滿足產業發展需求，港口運輸石化原料成了重要的樞紐。福建省主要的石化港口基地包括漳州古雷港區、泉港石化基地、福清江陰港區等[1]，為匹配石化基地的運輸需求，完善港區運輸體系，促進石化產業穩步發展，推進各碼頭工程建設，液體化工碼頭的貨種主要為各類有機化工原料，因此，液體泊位工程大氣污染物主要為各類有機污染物，本文通過列舉實例進行大氣環境影響分析，研究液體泊位有機污染的排放特點，對正常和非正常工況下的模擬研究，對泊位工程提出針對性措施提供理論依據。

一、工程概況

該項目為廈門港古雷港區古雷作業區規劃內泊位，裝卸的貨種主要包括各種液體危化品。泊位運輸貨種需滿足相應規劃內容，應在負面清單中限制發展的貨種之內，不含基地高風險物料（液氨、醋酸），生態毒理較大的原料氫氰酸，應符合“三線一單”要求。作為液體化工泊位，運營期間的大氣污染源主要為液體化工產品裝船損失。

碼頭裝卸作業采用全密閉管道輸送，碼頭上的輸油臂前方與油輪上的管線法蘭連接，后方與輸送管道連接，使裝船作業全過程處于密閉狀態。

二、廢氣污染物源強

（一）有組織廢氣源強

裝船時有機物主要來自呼吸閥、通氣孔、管道閥門等。卸船產生的有機廢氣一般產生于后方罐區，因此有機物源強核算可根據《排污許可證申請與核發技術規范石化工業》推薦公示進行計算。

式中：LL—揮發性有機液體裝載過程排放系數，油輪/遠洋駁船裝載汽油為0.215kg/m3，其他駁船裝載汽油為0.410kg/m3，其余采用式（2）計算；

Q—排污單位設計物料裝載量；

η總—去除效率，可根據處理設施的去除率確定。

式中，S—飽和系數，無量綱，一般取值0.6，船舶裝載汽油和原油以外的油品時取值0.5；

PT—溫度T時裝載物料的真實蒸氣壓；

Mvap—油氣分子量；

T—裝載物料溫度，取近1年平均值。

通過以上兩個公式，可計算出裝船過程揮發性有機物有組織排放量。

本文取苯乙烯作為示范因子，苯乙烯在《環境影響評價技術導則—大氣環境》（HJ2.2-2018）附錄D中的濃度限值為10μg/m3，同時其又為惡臭因子，影響較大，需要進行重點管控，因此具有一定的代表性。

在源強計算上有幾個因素可以進行考慮，裝載的溫度、裝載效率、廢氣回收量均能影響源強。以下通過不同裝載溫度、裝載效率分析源強變化。

苯乙烯密度約0.9g/cm3，本文列舉苯乙烯裝載量10萬t/a，根據船型不同，裝卸效率不同，按1000t、2000t、3000t船型取225t/h、300t/h、337.5t/h不同裝卸效率，相同裝載溫度下（25℃）對比苯乙烯源強情況。

裝載過程加裝保冷工藝，可調節裝載溫度。在保冷情況下降低溫度，相同裝卸效率（取225t/h）情況下取不同裝載溫度25℃、20℃、15℃計算對比苯乙烯源強變化情況（見表1、表2）。

表1 不同裝卸效率下苯乙烯源強情況對比表

表2 不同裝卸溫度苯乙烯源強情況對比表

由圖1、圖2可知，苯乙烯裝卸廢氣源強與裝卸效率和裝卸溫度正相關，通過控制裝卸溫度和裝卸效率可以起到從源強控制有機廢氣排放的效果。

圖1 裝載源強隨裝卸效率變化情況

圖2 裝載源強隨裝卸溫度變化情況

（二）無組織廢氣及非正常工況

無組織根據《排污許可證申請與核發技術規范石化工業》中設備與管線組件密封點泄漏揮發性有機物年許可排放量，按如下公式計算：

式中，E設備—設備與管線組件密封點泄漏的揮發性有機物年許可排放量；

ti—密封點i的年運行時間

eTOC，i—密封點i的總有機碳（TOC）排放速率，閥門為0.036kg/h/排放源；

WFVOCs，i—流經密封點i的物料中揮發性有機物平均質量分數，根據設計文件取值；

WFTOC，i—流經密封點 i的物料中總有機碳（TOC）平均質量分數，根據設計文件取值；

n—揮發性有機物流經的設備與管線組件密封點數，設備連接設有球閥、閘閥、止回閥、安全閥等密封泄漏點，可根據工可工程量清單來確定。

通過上述公式，計算出無組織廢氣產生量。

非正常工況下廢氣產生量主要考慮廢氣處理設施故障或失效情況下的排放量，按最大影響考慮，按處理效率為0進行計算分析。

表3 新增污染源正常排放與非正常排放苯乙烯預測結果(單位：μg/m3)

三、大氣預測

（一）模式選擇

通過估算模式確定評價等級，確定一級評價后需要進行進一步預測，由于泊位工程一般靠海或內河河岸建設，因此根據導則要求，要考慮岸邊熏煙影響。

示例項目根據估算模型判定最大1h平均質量濃度不超過環境質量標準。大氣環境影響預測模式采用HJ2.2-2018附錄A中的可預測局地尺度（≤50km）的AERMOD模式。

（二）預測參數的選取

預測因子選取主要污染物、特征因子，液化碼頭一般包含非甲烷總烴，預測周期可選用評價基準年，預測周期為連續1年。

（三）氣象條件的選取

地面氣象資料收集與距離廠址最近的氣象站特征年每日24小時的地面氣象資料，高空氣象資料采用“中國全球大氣再分析中間產品（CRA-Interim）”。

（四）地形及地表參數選取

地形數據srtm文件系統生成，數據由csi.cgiar.org提供。地形參數選取范圍可略大于預測范圍，取90m分辨率地形高程數據。地表參數可根據評價區的地表特征進行區分扇形區域，主要包括城市、水面、落葉林、針葉林、濕地、農作物、草地、城市、沙漠等，根據分區結果生產特征參數。

（五）分情景預測

根據大氣導則，新建項目一般有正常排放和非正常排放，共設置4種情景，包括新增污染源最大濃度占標率、新增污染源廠界達標和大氣防護距離預測、新增污染物疊加擬建、在建、背景濃度同步削減以新帶老下最大濃度占標率。本文列舉示例按正常工況下和非正常工況下苯乙烯最大濃度占標率進行預測分析。

（六）AERMOD模式預測結果

選取影響較大的苯乙烯作為大氣影響預測分析因子。示例中按裝卸溫度為25℃，裝載效率為225t/h，取正常排放時新增污染源和非正常情況下新增污染源進行對比預測。

預測結果表明，根據正常工況下新增污染源預測結果，項目排放的苯乙烯小時貢獻值占標率符合≤100%的要求，網格點預測最大小時貢獻值分別為4.2763μg/m3，占標率分別為42.76%。

根據預測結果，項目廢氣污染物非正常工況時，苯乙烯會出現污染物排放出現較大超標，網格點預測最大小時貢獻值分別為98.605μg/m3，占標率分別為986.05%。

通過兩次預測結果對比，可見在非正常工況情況下，廢氣排放量會大大增加，甚至造成大量超標，因此建設單位在生產過程中需加強管理，保障環保設備正常運行（見表3）。

為了降低占標率可以首先從源強上進行控制，降低苯乙烯裝卸溫度，溫度降低情況下，將降低飽和蒸氣壓，源強也會下降。其次從過程上進行控制，在實際生產運行中應做好油氣回收設施等廢氣措施設施的維護和保養，特別在非正常工況下出現超標的貨種，在裝卸前應檢查廢氣處理裝置是否正常使用，檢查廢氣管道是否漏氣，管道接口是否密封完善，杜絕非正常排放情況發生。

四、結語

本文通過較為詳細地介紹液體泊位危化品裝卸過程的大氣影響分析，以期給同行提供參考思路。通過全過程影響分析，可以進一步提出以下建議：（1）對于已核準的貨種在分析時，首先對排放標準和質量標準較為嚴格的貨種進行預分析，可通過調整裝卸溫度、裝卸效率來滿足排放要求，從環境保護角度提供更科學合理的意見。（2）對于未核準的貨種，若出現超標或在環境容量不允許的情況下，應進一步論證該貨種運輸的必要性，或向建設單位提出取締方案，提前剔除后續建設的障礙。