宁夏石化行业VOCs 排放量核算及污染控制手段

杨正虎，李卫东，靳 萍，张树磊

（1.宁夏天净时代环保有限公司，宁夏银川 750021；2.宁夏回族自治区生态环境监测中心，宁夏银川 750011）

挥发性有机污染物（Volatile organic compounds，以下简称VOCs）是空气中普遍存在且组成复杂的一类有机污染物，常见的组分有碳氢化合物、苯系物、醇类、酮类、酚类、醛类、酯类、胺类、腈（氰）类等[1]。VOCs 在光照作用下发生光化学反应，会导致光化学烟雾、二次有机气溶胶和大气有机酸的升高，可破坏臭氧层，是灰霾天气（PM2.5）形成的重要原因，还会表现出一定毒性、刺激性、致癌性，对人体健康造成较大的影响[2]。

1 典型石化企业VOCs 排放特征

某石化企业涉VOCs 物质有原油、汽油、煤油、柴油、渣油、轻污油、天然气、甲醇及甲醛等，系原料或产品。该企业除具有工艺生产装置外，还有冷热源供给设施，原料、产品、半成品的储存及装卸、运输设施，废物收集及处理系统，保障安全生产的火炬系统；由于工艺操作、密封、燃烧效率等因素，这些过程均可以产生VOCs 的逸散泄漏及排放。

2 典型石化企业VOCs 污染源排查及排放量估算

目前，我国借鉴国际经验，通过对各类方法适用性对比，将VOCs 细分为12 排放源项，逐一解析，单独测算，以求排放量客观、可观，在各行业排放特征的贴合性与各行业排放量核算的普适性间达到高精度把控。

通过对某石化企业进行测算，得到各排放源及全厂VOCs 年排放总量为1 894.498 t。

2.1 设备动静密封点泄漏

该源项指石化装置或设施的动、静密封点排放的VOCs，密封点排放速率核算方法主要包括实测法、相关方程法、筛选范围法和平均排放系数法。

该企业密封点共272 830 个，其中动密封点48 634个，静密封点218 729 个，不可达点5 467 个，采用相关方程法，计算出原排放量为15 074.8 kg/a，泄漏点经修复后排放量为1 067.5 kg/a，减排量为14 007.3 kg/a。

2.2 有机液体储存调和

该源项VOCs 排放来自于挥发性有机液体固定顶罐（立式和卧式）、浮顶罐（内浮顶和外浮顶）的静止呼吸损耗和工作损耗，可采用实测法、公式法计算。

该企业现有储罐共计126 个，45 个立式固定顶罐，75 个内浮顶罐，6 个外浮顶罐，固定顶罐排放量为592.7 t/a，内浮顶罐排放量为186.2 t/a，外浮顶罐排放量为10.7 t/a，总排放量为789.6 t/a。

2.3 有机液体装卸

该源项指挥发性有机液体在装卸、分装过程中逸散进入大气的VOCs，可采用实测法、公式法、系数法计算。

该企业共14 个装卸栈台，2 个设置油气回收装置的装卸栈台因回收效率高，基本无油气逸散，2 个压力装载栈台也无油气逸散，其余10 个装卸栈台装载方式为底部/液下装载，采用公式法计算，得出年逸散量为435.11 t。

2.4 废水集输、储存、处理过程

该源项指废水在收集、储存及处理过程中从水中挥发的VOCs，可采用实测法、物料衡算法、模型计算法及排放系数法计算。

采用物料衡算法，对该企业25 条废水收集支线及废水处理过程中的VOCs 量进行核算，废水收集过程VOCs 逸散量为227.2 t/a，废水处理过程VOCs 逸散量为212.4 t/a。

2.5 燃烧烟气

该源项指锅炉、加热炉、内燃机和燃气轮机等设施燃料燃烧过程排放的烟气，可采用实测法计算。

该企业共有16 个燃烧烟气排放源，包括装置加热炉、动力锅炉、甲醇装置尾气送锅炉焚烧烟气，均无VOCs 去除设施。产生烟气流量为715 323.6 m3/h，VOCs排放量约为96.96 t/a。

2.6 工艺有组织

该源项主要指生产过程中装置有组织排放的工艺废气，其VOCs 的排放受生产工艺过程的操作形式（间歇、连续）、工艺条件、物料性质限制，可采用实测法、物料衡算法、排放系数法计算。该企业有6 个有组织排放源，排放流量为1 053 682 m3/h，采用实测法及参考设计值或按照工艺参数核算，工艺有组织VOCs 排放量约为64.88 t/a。

2.7 循环水冷却系统

该源项指由于设备泄漏导致有机物料和冷却水直接接触，冷却水将物料带出，冷却过程由于凉水塔汽提作用和风吹逸散，从冷水中排污大气的VOCs，可采用汽提废气监测法、物料衡算法及排放系数法计算。

该企业运行4 套循环水冷却系统，全公司循环水冷却水系统总能力为51 063 m3/h，采用物料衡算法，计算出该企业循环水冷却系统VOCs 排放量约为285.11 t/a。

2.8 火炬系统

火炬系统用于热氧化处理、处置区域生产设备所排放的各类具有一定热值气体的焚烧净化装置，火炬气通过焚烧可去除大部分烃类，但其排放废气中仍包括未燃烧的VOCs，可采用物料衡算法、热值系数法及工程估算法计算。

该企业共有3 座火炬，采用物料衡算法，得出火炬系统VOCs 排放量为0.04 t/a。

2.9 采样系统

该源项指采样管线内物料置换和置换出物料的收集储存过程中，逸散部分VOCs，可采用系数法核算采样点VOCs 排放量。

采用系数法，核算该企业采样过程中开口采样点VOCs 排放量为9.33 t/a。

3 典型石化企业VOCs 污染控制手段

3.1 装置

各生产装置按照国家和地方法规要求定期检测，对于装置检测发现泄漏点，在规定时间内进行修复，以减少期间排放量，对于不能修复点位，在相关部门备案。

3.2 储罐

改变内浮顶罐密封方式，安装油气回收装置，对于浮顶罐增加密封设施检查并进行记录，包括密封设施与罐壁之间间隙检查，罐壁及导向柱粘附油层厚度检查，耳孔排出气体浓度检查，罐顶呼吸阀排气浓度检查，呼吸阀恢复能力检查。

3.3 装卸

增设油气回收装置，制定油气回收装置进出口非甲烷烃浓度的日常监测计划，保证油气回收效率达到要求。

3.4 废水

在符合安全等相关规范的要求下，尽可能将生产装置区的排水方式改为全封闭式；完善炼油污水处理现场臭气收集系统，对存在缝隙和泄漏点的部位进行封闭，提高废气的收集效率；炼油污水处理场在臭气除臭设施后，安装有机挥发气体净化处理设施，满足排放口浓度限值120 mg/m3的要求。

3.5 有组织废气

根据废气排放特征，在排放口设置VOCs 净化处理设施或送至火炬焚烧处理。

3.6 火炬

建立火炬运行台账，记录内容包括火种气和处理工艺气体，其中火种气记录项含火种种类、火种气流量、操作时数，工艺气体记录项包括日期和时间、气体流量、气体组分、持续时间等。

3.7 建立VOCs 管控体系

建立健全VOCs 管理制度和管理体系，建立覆盖全公司各VOCs 排放源的监测体系。

（1）健全日常生产管理体系，将VOCs 日常管理和监控纳入到生产管理体系中，与生产同步监控。

（2）将VOCs 污染源日常监测纳入到生产管理体系中，完善全公司整个生产过程中VOCs 排放的基础数据和动态档案，包括各生产设施废气、废水VOCs 排放源、火炬系统、装卸车、储存设施等VOCs 排放情况、污染控制设施运行情况等运行台账并存档保存。

（3）逐步建立有组织废气VOCs 排放源、废水EVOC排放源的连续在线监测系统，以保证核算VOCs 排放量基础数据的真实性、有效性和科学性。

（4）完善公司日常污染源监测能力和监测计划，监测项目中纳入废气中非甲烷总烃和废水中POC 的监测因子，并配备有资质的监测人员。