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VOCs摸底调查和技术评估调研报告

  荆门市环境保护局 杨华 陈凤 罗雯 田文献

  根据市政府安排,我局就2017年全市VOCs减排工作情况认真开展了调研,现将有关情况报告如下:

  一、2017年全市VOCs治理工作形势

  (一)环境保护工作基本情况

  2017年,全市环保系统在省环保厅的大力指导下,在市委、市政府的坚强领导下,克难奋进、积极作为,各项环境保护工作取得了长足发展,VOCs治理工作正在大力推进。

  1、VOCs治理的迫切形势。目前,随着一系列大气污染控制措施的实施,我市环境空气质量在逐年改善,从污染物的污染水平来看,SO2、NOX呈现逐年下降趋势,但可吸入颗粒物浓度基本维持稳定,整体状况没有得到明显的改善,仍然是我市大气的首要污染物,可吸入颗粒物已经成为城市环境空气质量继续提高的主要障碍。究其原因,与VOCs的污染是分不开的。VOCs除了产生臭氧污染物外,也可经过复杂的光化学反应,形成二次有机气溶胶,二次有机气溶胶正是可吸入颗粒物的重要组成部分,是环境大气气溶胶的重要贡献者。研究表明,VOCs已经成为我市光化学烟雾决定性前体物,因此,要降低颗粒物污染,去除光化学烟雾,提高我市空气质量,VOCs的控制就势在必行。

  2、VOCs治理的主要抓手。2010年5月11日,国务院办公厅转发《环境保护部等部门关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量指导意见的通知》,正式地从国家层面上提出了加强挥发性有机物污染防治工作的要求,将VOCs和SO2、NOX、颗粒物一起列为改善大气环境质量的防控重点污染物。2012年10月29日,环保部印发的《重点区域大气污染防治“十二五”规划》指出,继二氧化硫、氮氧化物之后,VOCs成为下一个大气污染治理重点领域。根据《石化行业挥发性有机物综合整治方案》要求,对石化行业VOCs综合整治,建成VOCs监测监控体系。同时,根据《省环保厅办公室关于报送2018年大气污染防治行动攻坚计划及重点项目清单的通知》要求,挥发性有机物减排比率和重点工程减排量是环保约束性指标的重要组成部分,是环保目标考核的重要内容,对于挥发性有机物减排计划项目,要强力推进石化、化工、工业涂装、包装印刷以及其他有机溶剂使用行业的挥发性有机物综合治理。

  (二)存在的主要问题和困难

  尽管我市在环保重点工作方面付出了许多超常规的努力,但当前的环保工作仍然不容乐观,有些问题还很严峻,与人民群众的期望相去甚远。

  1、大气污染防治形势依然严峻。一方面是因为我市“两山夹一沟”的特殊地形和接地逆温层频繁出现的特殊气候环境,导致空气中的污染物不易扩散,中心城区大气环境治理见效不快。另一方面,企业污染,工地、道路扬尘污染,机动车尾气污染等严重影响空气质量改善,我市PM10、PM2.5年均浓度依然不达标,大气污染防治形势严峻。

  2、环保能力建设水平相对滞后。随着标准化建设的推进,我们在环保能力建设上取得不小的进步,但远远赶不上环保形势的需要,呈现出“小牛拉大车”现象。一方面人员编制、资金投入不足,与国家环保机构标准化建设要求相去甚远。另一方面随着国家一系列环保法律法规和政策的出台,对环保提出的要求越来越高,环保能力建设越来越跟不上形势需要。

  3、石化减排工艺仍需改进。除环境毒性以外,工业排放常见的VOCs如三苯类、卤代烃类、硝基苯类、苯胺类等都对人体具有较大的危害作用,长期接触会严重影响人们的身体健康。此外,很大一部分的挥发性化合物具有异味,会严重影响人们的生活质量。所以迫切需要提高排放标准、加强技术措施控制VOCs污染,进一步改善大气环境质量和维护市民健康和生活质量。

  二、石化行业VOCs摸底调查及治理方案

  我市重点对荆门石化VOCs进行了摸底调查,在全生产过程调查分析的基础上,对三个方面提出了治理要求:二套油气回收系统标定、苯罐罐区罐顶气治理、重油罐顶气治理。

  (一)二套油气回收系统标定

  装运车间装卸油台二套油气回收系统于2016年由海湾环境科技(北京)股份有限公司设计与总承包,采用冷凝+活性炭吸附工艺,设计处理量为1000Nm3/h挥发性油气。该项目总投资900万元,于2017年4月开工建设,7月建成投用。

  1、工程设计简述。在满足设计工况条件下,核对冷凝单元、吸附单元运行效果,原料气、排放尾气浓度;计算装置的能耗、回收效率等并与设计工况进行比对:

  2、尾气指数相关数据。10月18日装92#汽油32车、0#车柴6车,处理汽柴油混合气体后排放尾气平均浓度为3.081g/m3,平均回收率为99.5%;19日装92#汽油4车、95#汽油10车,处理汽油气体后排放尾气平均浓度为12.6g/m3,平均回收率为98.83%。

  3、回收工艺效果显着。两天标定挥发性有机物平均回收率达到98.83%(设计指标≥95%),尾气排放平均值达到7.84g/m3(设计指标≤25 g/m3),装置运行达到设计要求,说明系统采用的回收工艺可行,挥发性油气回收效果显着。

  4、单元设计达到要求。冷凝单元、吸附单元相关参数均在控制指标范围内,整体上达到设计要求。

  (二)苯罐罐区罐顶气治理

  本工程仅对荆门分公司储运车间苯罐区现有4台苯罐的罐顶气回收治理,达到回收、利用、达标排放。包括储运、电气、仪表、土建、总图专业的设计内容,工程建设总投资258.61万元。

  1、工程处理流程简述。本设计推荐采用吸附法进行罐区VOCs废气吸附净化,达标排放;吸附饱和的吸附剂进行蒸汽再生,冷凝分层得到的上层苯液回收利用,含油污水就近排入污水处理系统。以下从排气量和净化指标两项数据来定量分析改方案的减排效果:

  2、排气量处理说明。储运车间现有四个苯罐,最大排气量取一台罐正常进料、一台罐倒罐进料时气相的呼出量。正常进料液相进料流量为34t/h,密度取0.88g/ml倒罐回罐流量为120 m3 /h。合计排气量为120+38.6=158.6m3 /h,吸附设备废气处理能力取 200m3 /h。废气VOCs最高浓度可达8500 ppm(约 29600mg/m3),设双罐吸附,一用一备,吸附设备为撬装设备。

  3、净化指标达标。根据《石油化学工业污染物排放标准》(GB31571-2015)的标准要求,废气经净化后非甲烷总烃去除率(与未治理前相比)达到 97%。

  (三)重油罐顶气治理

  荆门分公司原油罐区、重油罐区始建于上世纪70年代,均没有罐顶气治理措施。本设计方案拟将现有原油罐区两台拱顶罐(TK-1、9)改造为内浮顶储罐,以减少排放油气。

  1、工程处理流程简述。重油罐区拟对两台吹扫罐TK-304、305扫线时呼出的油气进行治理。在扫线罐前设置吹扫污油冷却水箱,吹扫污油及蒸汽先经过污油冷却水箱冷却至100~110℃,再进入扫线罐,以减少罐内闪蒸油气挥发量。

  2、工程减排效果。项目实施可减少油气挥发,改善重油罐区吹扫时罐顶气排放现状,减轻环境污染,工程建设总投资362.31万元。

  (四)三处工程减排效果

  上述三处工程减排数据对比如下表1:

  三处工程减排数据对比 表1

工程

平均回收率

尾气排放平均值

二套油气回收系统标定

98.83%

7.84g/m³

苯罐罐区罐顶气治理

97%

8.16g/m³

重油罐顶气治理

96.7%

7.93g/m³

  二套油气回收系统标定工程设计效果更优。由挥发性有机物平均回收率设计指标≥95%,尾气排放平均值设计指标≤25 g/m3可以看出,二套油气回收系统标定工程的平均回收率及尾气平均值相较于其它两处工程效果更优,其油气回收项目产生的削减量164.674t/a。综上所述,二套油气回收系统标定工程能更高效地达到设计指标,有效控制VOCs污染。

  三。VOCs治理工作总结与展望

  挥发性有机化合物(VOCs)的减排与管控是一个长期过程。我市下一步将对中国石油化工股份有限公司荆门分公司作为管控重点,督促其进一步加大技术研发,继续开展VOCs治理,尽最大能力减少VOCs排放,促进环境空气质量改善,为广大群众创造一个良好和维护市民健康的生活质量,切实做好环保事业与生态保护!

责任编辑:刘正媛
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