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某甲醇厂VOCs排放量核算的应用研究

点击次数:782 发布时间:2017-12-22

摘要:应用《石化行业VOCs污染源排查工作指南》中VOCs污染源排放量的核算方法,对某甲醇厂的VOCs排放源进行排查、核算。结果表明,该甲醇厂共涉及6项VOCs排放污染源,终全厂VOCs排放量为276.5168t/a,其中废水集输、储存、处理处置过程VOCs排放量高,为211.9920t/a,占总排放量的76+73。通过对VOCs排放量核算方法的应用研究,为甲醇生产企业寻求佳VOCs排放量的核算方法提供了依据,并提出了改进建议。

引言

甲醇是重要的有机化工产品,如作为清洗剂、分析试剂、化工燃料等;同时甲醇也是基本有机原料之一,常用于制造甲烷、甲醛、聚甲醛、甲胺、乙二醇、二甲醚等,广泛用于医药、农业、涂料、精细化工等行业。

目前,我国较先进的甲醇生产装置一般以天然气为原料,由天然气压缩、天然气蒸汽转化、甲醇合成、甲醇精馏等工艺组成。装置在生产运行中,挥发性有机化合物(VolatileOrganicCompounds,简称VOCs)会以有组织排放或无组织排放的形式,排放到环境空气中,一方面造成生产原料和产品的损失,另一'方面VOCs是形成颗粒物(PM2.5)、臭氧(Ot)等二次污染物的重要前体物,造成对环境的严重破坏。

根据《石化行业VOCs污染源排查工作指南》(环办[2015]104号(以下简称《指南》)的要求,企业VOCs排放量核算包括设备动静密封点泄漏、有机液体储存与调和挥发损失、有机液体装卸挥发损失、废水集输、储存、处理处置过程逸散、工艺有组织排放、燃烧烟气排放等共12个污染源项。本文选取某甲醇厂,应用《指南》对厂内VOCs排放进行污染源排查、排放量核算等,为企业提供准确的VOCs排放量的数据。

1VOCs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资料收集、污染源分析、合规性检查、统计核算、报告编写五个部分。

2VOCs污染源分析

根据《指南》的要求,按照工作流程,对甲醇厂可能涉及的12类VOCs排放源进行了分析、排查,排查结果如表1所示。

3结果与讨论

3.1设备动静密封点排放量核算

对甲醇厂所有区域开展泄漏检测与修复(LDAR)工作,采用图像法建立密封点档案信息,使用便携式挥发性有机气体分析仪对密封点开展现场泄漏检测,对发现泄漏点位进行不停工维修,终将检测和维修数据导入LDAR信息管理系统,进行统计分析。设备动静密封点V0C*排放量按照《指南》中的相关方程法计算。

由表2可知,甲醇厂共检测密封点4103个,泄漏密封点68个,泄漏率1.664,VOCs排放量为8.8673t/a,通过对泄漏密封点维修,减少VOCs排放量3.2846t/a,终VOCs排放量为5.5827t/a。

3.2有机液体储存和调和挥发损失排放量核算

甲醇罐区共有10个固定顶罐,由于罐区未设置VOCs末端回收设施,因此采用《指南》中的公式法对储罐进行VOCs排放量核算。

计算所需相关参数:(1)甲醇罐区所在地气象资料,如大气压、日平均高环境温度、日平均低环境温度、水平面太阳能总辐射等;(2)储罐构造参数,如容积、直径、储罐颜色、呼吸阀压力设定、呼吸阀真空设定、罐体高度、年平均储存高度等;(3)储罐年周转量。

甲醇罐区VOCs排放量计算结果见表3所示,甲醇罐区有机液体储存调和过程VOCs排放量为27.9317t/a。

3.3有机液体装卸挥发损失排放量核算

甲醇装卸区共有4个汽车装车鹤管和10个火车装车鹤管,经现场调研,装车站台均未安装油气回收设施,因此采用《指南》中的公式法对甲醇装卸区进行VOCs排放量核算。

计算所需相关参数:甲醇年周转量、实际装载温度、装载温度下甲醇的真实蒸汽压、饱和因子、罐车装卸方式、罐车基本情况等。

由表4可知,甲醇装车区装卸损失VOCs排放量为23.5690t/a。建议在装车站台增设油气回收设施,并对油气回收设施排放废气的VOCs浓度进行检测,再按《指南》中实测法核算VOCs排放量,核算的排放量会相对减少,降低排污成本,同时也可以减少甲醇损耗,减少对环境的影响。

3.4废水集输、储存、处理处置过程排放量核算

厂区内设有一座污水处理站,分为污水收集系统污水处理系统,其中污水收集系统采用调节池、气浮池等工艺,污水处理系统生化法进行处理,由于未在调节池、气浮池、生化反应池等工艺设置废气收集处理系统,并且缺少必要计算参数(如EVOCs浓度),因此采用《指南》中的排放系数法对废水集输、储存、处理处置过程进行VOCs排放量核算。

由表5可知,废水收集系统和废水处理设施处理过程中VOCs排放量211.9920t/a。排放系数法核算出的污水处理过程VOCs排放量较大,而且数据相对不准确,与实际排放量差距较大,建议企业对污水处理站的调节池、气浮池、生化反应池等增设废气收集处理系统,对处理后排放废气的VOCs浓度进行检测,再按《指南》中的实测法核算VOCs排放量。

3.5冷却塔、循环水冷却系统排放量核算

厂区内设有1套循环水冷却系统,循环水量为800m*123/h,结合现场实际情况,采用《指南》中的排放系数法对冷却塔、循环水冷却系统进行VOCs排放量核算。由表6可知,循环水冷却系统VOCs排放量为4.1414t/a。

3.6燃烧烟气排放排放量核算

厂区共有两台145t/h高压蒸汽锅炉,共用一个60m高的烟囱排放;一台甲醇装置转化炉,烟气通过一个60m高的烟囱排放。企业对燃烧烟气各废气排放口的VOCs浓度进行了检测,因此采用《指南》中的实测法核算燃烧烟气VOCs排放量。

计算所需相关参数:VOCs排放浓度、燃料种类、烟气流量、烟温、压力、水含量、氧含量、运行时间等。

由表7可知,燃烧烟气VOCs排放量共3.3000t/a,采用实测的方法核算,相比排放系数法VOCs排放量会大幅降低。

3.7各污染源排放量统计分析

由表8和图2可知,通过对所有VOCs污染源进行排查、核算,该甲醇厂的VOCs总排放量为276.5168t/a,其中废水集输、储存、处理处置过程逸散VOCs排放量高,为211.9920t/a,占总排放量的76.77,这主要是因为污水处理站的装置未设置废气处理设施,采用系数法进行核算时,VOCs排放量核算的结果较大。

结语

(1)通过对甲醇厂VOCs污染源排查及排放量核算,为甲醇厂提供了相对准确的VOCs排放量信息,为企业增设减排设施、缴纳排污费提供了依据。

⑵甲醇厂共涉及6个VOCs污染排放源,VOCs排放量为276.5168t/a,其中废水集输、储存、处理处置过程逸散VOCs排放量高。

(3)建议企业在卸区设置油气回收设施,在废水处理装置设置废气处理设施,并采用实测法进行VOCs核算,得出的数据更准确,且核算出的排放量相对较小,为企业降低排污成本。

(4)火炬排放VOCs的排放量,一般由于企业缺少相关核算参数、检测数据等,难以核算出准确排放量,核算方法有待进一步研究、探讨。

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