某化工企业排放特性及管控的探讨

吴淑珠

（珠海市南方人力资源服务有限公司，广东 珠海 519000）

V O C s 是臭氧污染的主要前体物，化工行业是V O C s的重要排放来源，排放量约占全国工业源VOCs排放量的17.9%～39.6%，而化工企业在VOCs的管理与治理中发挥了非常重要的作用。VOCs的治理必须要根据企业自身排放特性，了解污染物工艺情况，对VOCs产排污进行分析，从而采取有效的管控措施，达到真正减排的目的[1]。

1 某化工企业污染物排放特征

1.1 工艺情况

1.1.1 生产工艺

该企业主要生产丙烯酸树脂、醇酸树脂、不饱和聚脂树脂、氨基树脂、酚醛树脂、UV树脂。使用的原料有100多种，在生产过程中存在聚合、酯化等多种反应，故产排的污染物成分复杂，组份多样。生产工艺图如图1所示。

图1 某企业生产工艺图

1.1.2 原料进库工艺

桶装和袋装原料投料时，由叉车和手动搬运车、防爆电葫芦等运送至投料处，储罐区的原材料由管道输送至生产车间生产。原料进库工艺流程见图2。

图2 原料进库工艺流程图

1.1.3 原料出库工艺

原料出库指将储罐中或桶、袋装原料运送到反应釜或加料槽加工的过程，原料出库工艺流程如图3所示。

图3 原料出库工艺流程图

1.1.4 成品出库工艺

成品出库指将储罐中的产品向外输送到各用户单位，成品出库工艺流程如图4所示。

图4 成品出库工艺流程图

1.2 VOCs产排污分析

根据《广东省生态环境厅关于印发重点行业挥发性有机物排放量计算方法的通知》文件附件1石油化工行业VOCs排放量计算方法（试行），提出石化企业产排VOCs工艺有12个环节，分别为：①设备动静密封点泄漏；②有机液体储存与调和挥发损失；③有机液体装卸挥发损失；④废水集输、储存、处理处置过程逸散；⑤燃烧烟气排放；⑥工艺有组织排放、⑦工艺无组织排放；⑧采样过程排放、⑨火炬排放；⑩非正常工况（含开停工及维修）排放、冷却塔、循环水冷却系统释放；事故排放[2]。

1.2.1 设备动静密封点泄漏

设备密封点泄漏是整个生产区域的小型排放源，指各种设备组件和连接处工艺介质泄漏进入大气的过程。设备动静密封点一般包括阀门、泵、压缩机、泄压设备、法兰及其连接件或仪表等动静密封点。运行过程中的泵、管线上的法兰、阀门等有烃类散发，在温度、压力、振动、摩擦和腐蚀的影响下，阀门和法兰接头可能产生泄漏，其中一部分散发到大气中。泵的转动轴与壳体的接触处也存在油品泄漏损失，其中一部分也散发进入大气。

企业装置共有常规检测点25939个。检测结果显示，有83个常规检测点的VOCs浓度值在1000 ppm（包含重质液250 ppm）以上，其中一般泄漏（1000 PPM≤检测值＜10000 PPM）有73个，严重泄漏（检测值≥10000 PPM）有10个，总体泄漏率为0.31%。

对装置所有检测浓度超过泄漏阈值的83个泄漏点进行相应维修，包括采用更换倒淋帽或增加倒淋帽、择机更换垫片或法兰紧固、螺纹连接紧固或更换密封件、阀门填料压盖紧固等措施。对于已经修复的点位，建议企业在日后予以重点关注，防止再次泄漏，造成安全隐患，未修复的点位在下次停车时及时做好修复工作。

1.2.2 有机液体储存与调和挥发损失

该企业共有储罐83个，储罐的类型为固定顶罐和内浮顶罐，罐组内的储罐包括甲乙类储罐、丙类储罐、原料储罐、成品储罐。储罐中VOCs的泄漏主要源于储罐本身在储存挥发性有机液体期间，由于气压和环境温度变化造成的静置损耗以及在储罐工作过程中由液面变化造成的工作损耗的总和[3]。储罐VOCs排放的计算采用《石化行业VOCs污染源排查工作指南》中有机液体储存调和VOCs排放量的参考计算表进行估算。

1.2.3 有机液体装卸挥发损失

该企业主要生产树脂，装卸的产品主要为丙烯酸树脂、醇酸树脂、不饱和聚脂树脂等化工产品。其中，水性丙烯酸树脂的年周转量为1000 t/a，油性丙烯酸树脂的年周转量为9500 t/ a，醇酸树脂的年周转量为1600 t/a，不饱和聚酯树脂的年周转量为2000 t/a。采用喷溅式装载的方式装载到清洗后的罐车中，未采用鹤管，并采用金属软管配合集气罩卸料，经集气罩收集后经风管运输到废气焚化炉内进行处理。

1.2.4 废水集输、储存、处理处置过程逸散

污水处理站在对废水进行处理的过程中，在化学沉淀池及生物池内会有少量臭气逸散，企业采用给化学沉淀池及生物池加盖，并通过管道收集逸散废气再送往废气焚化炉进行处理的方法。生产废水、生活污水和初期雨水处理达标后，通过园区的纳污管网送至辖区水质净化厂并进行进一步的深度达标处理后排入大海。后期雨水、循环冷却水属于洁净下水，由管道收集后排入港区的市政雨水管网。根据业主提供的资料，2018年处理废水61289 m3/a，集水池收集废水45549 m3/a。

1.2.5 燃烧烟气排放

企业供热系统由热媒油系统和废热锅炉系统，其中热媒油锅炉为生产工艺过程提供所需的导热油；废热锅炉为全厂提供蒸汽，不足的部分由所在工业园区集中供热管道提供。目前该企业内部共有2台热媒锅炉，热媒锅炉均使用天然气作为燃料，其中1号热媒锅炉使用天然气318867 m3，2号热媒锅炉使用天然气9794707 m3；2台废热锅炉热源为废液焚烧炉，废液焚烧炉使用天然气830120 m3；1台废气焚化炉，使用天然气66753 m3。

1.2.6 工艺过程排放

企业生产的整个过程都是在密闭的环境中进行，生产装置和储罐组采用PLC 自动控制系统。经冷凝器无法冷却下来的不凝有机废气，通过管道输送到现有废气洗涤塔喷淋洗涤后，送至现有焚化炉内燃烧，燃烧后由直径1000 mm、高度35 m的烟囱排放[4]。

1.2.7 冷却塔、循环冷却系统释放

企业设有循环冷却水系统，主要用于制程冷却。建有3000 m3冷却循环水池1座，配备600 m3/h冷却塔3座，600 m3/h循环泵浦5台，冷却循环水系统设计供水量能力为1800 t/h。因循环水冷却塔出入口没有进行过VOCs浓度的监测，只能用排放系数法计算冷却塔、循环水冷却系统的VOCs排放量。2018年冷却水循环利用水量为17136000 m3，冷冻水循环水量为4664850 m3，合计循环水量为21800850 m3。结合企业2018年的实际生产情况，计算得出全年VOCs排放量占比情况如图5所示。

图5 VOCs排放量占比情况

2 某化工企业污染物治理现状

2.1 排放口规范化情况

现有废气排放口共有4个，分别为VOCS废气排放口、废液焚烧炉排放口、热媒炉排放口2个。其中，VOCS废气排放口是对各树脂生产线、原料储罐区和污水处理站产生的有机废气收集后进行处理；废液焚烧炉排放口是对生产过程中产生的高浓度废液进行焚烧；热媒炉排放口是对燃气热媒锅炉的废气进行处理；无组织废气主要是管道、阀门等泄露排放等，在进出料和储存过程中会产生少量物料溢出的无组织排放[5]。

2.2 生产过程治理情况

该企业有6条生产线，分别是丙烯酸树脂生产线、醇酸树脂生产线、不饱和聚酯树脂生产线、氨基树脂生产线、酚醛树脂生产线和UV 树脂生产线，各生产线配套生产装置中的反应釜、稀释槽或蒸馏塔会产生有机废气，均经过集气罩或管道进行收集，收集后的有机废气被输送到现有废气洗涤塔喷淋洗涤后，送至焚化炉内燃烧，燃烧后由直径1000 mm、高度35 m的烟囱排放，排烟温度为200 ℃。焚化炉采用清洁能源天然气为燃料，焚化炉的废气排放量为12900 m3/h。

2.2.1 储罐区“大小呼吸”治理情况

减少大小呼吸的措施：

（1）大呼吸的污染控制

采用气相平衡管技术：当进料时，储罐呼吸口阀门关闭，槽罐车卸料管和槽罐的进料口连接（采用快速活接），开启放料阀和软管控制阀，放入料液；同时储罐上方的软管和槽罐车上部的管口采用快速活接连接，使槽罐车和储罐形成一个密闭系统，用于平衡槽罐车和储罐之间的压力变化，同时回收储罐进料大呼吸产生的有机挥发气体，可避免进料时大呼吸的产生，且卸料能顺利进行。

（2）小呼吸的污染控制

针对小呼吸分别从以下几个方面进行污染控制：储罐表面喷涂浅色涂层；水喷淋；氮封；呼吸阀水封及废气收集处理。

2.2.2 废气末端处理措施

整个生产过程都是在密闭的环境下进行，生产装置和储罐组采用PLC 自动控制系统。焚化炉的工作原理：焚化炉主要由废气焚化炉本体、热交换器、风机、废气管道、电控系统及其它附属设备组成。经两级洗涤的工艺废气用空气稀释10倍，将废气的浓度控制在爆炸下限10%以内，再经换热器预热至492 ℃，然后送入废气燃烧炉，与同时送入的天然气等辅助燃料混合燃烧，有机废气在760 ℃的高温下，燃烧、分解成CO2和水，达到无毒、无烟、无害、无臭的完全燃烧之效果，经排风机将处理后的尾气引进烟囱并达标排放。

为检验企业生产过程中产生的有机废气是否能够达标排放，企业每年定期（每季度一次）委托第三方有资质的监测公司对排放口及厂界周边的无组织废气进行监测。

3 某化工企业排放物的管控措施

3.1 生产过程、员工及储罐区的管理

3.1.1 生产全过程管理方案

建立生产过程操作规范以及生产设备运行、维护、检修制度，通过各项操作规范，建立生产设备运行状态台账制度，确保生产过程处于正常工况，避免VOCs的非正常排放。

3.1.2 员工教育管理方案

对企业生产技术人员、现场操作人员，定期组织技能培训。同时有针对性地展开职业卫生、清洁生产等方面的培训。

3.1.3 储罐区

企业储罐区包括甲乙类罐、丙类灌、原料储罐、成品罐储罐，原料和产品在运输过程中是由全密闭的管道输送，但是由于设备老化，如阀门、法兰等密封点容易造成跑冒滴漏，因此需加强对罐区的管理、巡视，并制定检修计划、填写维修工单。

3.2 实施 LDAR检测的具体行动及整改措施

设备动静密封点泄漏在企业总VOCS排放量中的占比为54.10%，因此，某化工企业着重对设备动静密封点泄漏进行削减，启动LDAR实施工作，并将实施LDAR列入持续减排计划中。

3.3 加强VOCs 治理设施的日常维护工作

为确保有机废气能够长期稳定达标排放，需定期对废气焚烧炉等相关设备进行维护保养，主要包含管道系统的维护保养、风机设备的维护保养、废气焚烧炉的维护保养、控制监控系统的维护保养等四个部分[6]。

3.4 末端治理方案

企业有机废气处理系统主要对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、处理处置过程逸散和各树脂生产线及原料储罐区这四部分产生的VOCs进行收集及处理。其VOCs产生浓度约为500～1000 mg/m3，VOCs特征物质为非甲烷总烃和少量的醇类、脂类物质，生产车间挥发的VOCs具有分子量大、成分复杂的特点。

根据VOCs各治理技术的特点，某化工企业选用直接焚烧工艺（废气焚烧炉）对VOCS进行处理。该处理工艺可以处理高浓度的VOCs，处理效率可以达到98.5%以上，并且不会发生二次污染物。因此，本方案的末端治理将继续使用原治理技术。

3.5 日常监管建立涉VOCS管理台账

为了更好地管理VOCs，掌握VOCs产生和排放情况，某化工企业建立涉VOCS管理台账。台账内容主要包括生产原料、辅料的使用量、废弃量、去向以及其中的挥发性有机物含量。企业应按照如下内容进行台账的记录工作。企业还要建立VOCs治理设施的运行管理台账，对设施的修复、零配件更换等情况进行记录，严格按照方案说明资料进行定期维护和保羊，当出现异常排放时，必须马上停止排污并修复，出现紧急情况时应立即向当地环保主管部门报告。

4 小结

笔者针对某化工企业污染物排放特征从生产工艺到产污环节等进行了分析，并就该化工企业污染治理现状和措施进行了探究，以供同行业参考。