某甲醇厂VOCs排放量核算的应用研究

孔祥军 王教凯 谢 源 庞博胜

（海油总节能减排监测中心有限公司 天津 300452）

某甲醇厂VOCs排放量核算的应用研究

孔祥军 王教凯 谢 源 庞博胜

（海油总节能减排监测中心有限公司 天津 300452）

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，最终全厂VOCs排放量为276.5168 t/a，其中废水集输、储存、处理处置过程VOCs排放量最高，为211.9920 t/a，占总排放量的76.7%。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最佳VOCs排放量的核算方法提供了依据，并提出了改进建议。

甲醇厂；挥发性有机物；排放量核算

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（Volatile Organic Compounds，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（O3）等二次污染物的重要前体物，造成对环境的严重破坏[1-2]。

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。

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，具体工作流程见图1所示。

图1 VOCs污染源排查、核算工作流程

2 VOCs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。

表1 VOCs污染源排查情况

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，最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VOCs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1.66%，VOCs排放量为8.8673t/a，通过对泄漏密封点维修，减少VOCs排放量3.2846 t/a，最终VOCs排放量为5.5827 t/a。

表2 LDAR泄漏情况及排放量分析

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、日平均最高环境温度、日平均最低环境温度、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。

表3 甲醇罐区VOCs排放量核算

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。

表4 甲醇装卸区VOCs排放量核算

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，分为污水收集系统和污水处理系统，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。

表5 废水处理过程VOCs排放量核算

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800 m3/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。

表6 冷却塔、循环水冷却系统VOCs排放量核算

3.6 燃烧烟气排放排放量核算

厂区共有两台145 t/h高压蒸汽锅炉，共用一个80m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。

表7 燃烧烟气VOCs排放量结果

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276.5168 t/a，其中废水集输、储存、处理处置过程逸散VOCs排放量最高，为211.9920 t/a，占总排放量的76.7%，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。

表8 甲醇装置各VOCs排放源排放量统计

图2 各污染源VOCs排放量比例

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。

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

（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。

[1]张时佳、彭茵、陈璐等.炼油行业泄漏检测与修复技术实践研究[J].环境科学与管理，2016,41（3）:41-44.

[2]郑临奥、赵东风、卢磊等.泄漏检测与修复技术在煤化工烯烃分离装置的应用 [J].安全、健康和环境，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

孔祥军，男，硕士，中级工程师，海油总节能减排监测中心有限公司环境监测与评价部，主要从事环境监测及评价工作。