石化企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放量核算常見問題分析

劉志陽(yáng)，廖程浩，孫西勃，唐喜斌

（廣東省環(huán)境科學(xué)研究院，廣東 廣州 510045）

揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）是造成臭氧濃度升高、光化學(xué)煙霧和灰霾污染的重要前體物質(zhì)，部分VOCs還具有有毒有害特性，危害人體健康［1-2］。石化行業(yè)具有生產(chǎn)工序多樣、排放環(huán)節(jié)眾多、排放量總量大且以無組織排污為主、污染物組分復(fù)雜等特點(diǎn)，是現(xiàn)階段我國(guó)工業(yè)源VOCs排放管控的重點(diǎn)行業(yè)。VOCs排放量核算是排污許可管理、環(huán)境保護(hù)稅征收、總量減排控制、排放清單編制等VOCs污染防治工作的基礎(chǔ)。石化行業(yè)VOCs排放量核算涉及參數(shù)眾多、核算過程復(fù)雜，是工業(yè)源VOCs排放量核算的難點(diǎn)。2015年，環(huán)境保護(hù)部印發(fā)的《石化行業(yè)VOCs污染源排放工作指南》［3］（以下簡(jiǎn)稱《指南》）對(duì)石化行業(yè)VOCs排放量核算方法和應(yīng)用條件作了介紹。

本文總結(jié)梳理了石化行業(yè)1 2類污染源項(xiàng)的VOCs排放量核算方法及其適用范圍，依據(jù)2018～2019年廣東省石化行業(yè)重點(diǎn)監(jiān)管企業(yè)VOCs綜合整治實(shí)施情況評(píng)估掌握的情況，并通過實(shí)例對(duì)比分析的方式，總結(jié)企業(yè)在實(shí)際VOCs排放量核算過程中的常見問題及其可能帶來的后果，并從規(guī)范排放源歸類解析和排放核算、加強(qiáng)VOCs自行監(jiān)測(cè)、加強(qiáng)VOCs環(huán)境管理臺(tái)賬記錄、建立VOCs管控信息平臺(tái)4個(gè)方面提出了加強(qiáng)企業(yè)自身管理、提高排放量核算的真實(shí)性和準(zhǔn)確性的建議。

1 石化行業(yè)VOCs排放量核算方法簡(jiǎn)介

《指南》將石化行業(yè)污染排放源歸類解析為12類排放源項(xiàng)，每類污染源項(xiàng)所適用的核算方法各不相同，總體上可以歸納總結(jié)為4種，按照核算的準(zhǔn)確性從高到低依次為：實(shí)測(cè)法、物料衡算法、模型/公式法、排放系數(shù)法。對(duì)于同一源項(xiàng)排放量核算而言，其所用核算方法的準(zhǔn)確性越高，則意味著核算所需的工作量越大、基礎(chǔ)參數(shù)要求越多，核算所得的數(shù)據(jù)越真實(shí)；而采用較低準(zhǔn)確性的方法往往得到較大的排放量核算結(jié)果，與企業(yè)實(shí)際排放量存在較大偏差。表1總結(jié)了12類排放源項(xiàng)可用的核算方法及各自的適用范圍。

表1 各排放源項(xiàng)可用的核算方法及各自的適用范圍

2 石化企業(yè)VOCs排放量核算常見問題分析

2.1 核算方法應(yīng)用存在問題

2.1.1 源項(xiàng)識(shí)別不全或歸類解析錯(cuò)誤

源項(xiàng)識(shí)別不全或歸類解析錯(cuò)誤是石化企業(yè)VOCs排放量核算常見的問題之一，主要表現(xiàn)在：1）未將揮發(fā)性有機(jī)液體裝載、中間油品罐儲(chǔ)存逸散、工藝無組織廢氣排放、廢水集輸系統(tǒng)逸散、燃燒煙氣排放、火炬排放、冷卻塔和循環(huán)水冷卻系統(tǒng)釋放、非正常工況排放等典型排放源項(xiàng)納入全廠VOCs排放量核算，導(dǎo)致排放量被明顯低估；2）源項(xiàng)歸類解析錯(cuò)誤，如：將火炬排放歸于燃燒煙氣排放，把廢水處理設(shè)施加蓋后的廢氣逸散歸于工藝有組織排放，將揮發(fā)性有機(jī)液體裝載逸散歸于儲(chǔ)存逸散，等等。通過對(duì)廣東省10家重點(diǎn)監(jiān)管石化企業(yè)VOCs綜合整治實(shí)施情況評(píng)估所掌握的情況，發(fā)現(xiàn)75%的石化企業(yè)在核算全廠VOCs排放量時(shí)存在該類問題。

2.1.2 核算方法選擇不當(dāng)

企業(yè)未完全掌握每種核算方法的應(yīng)用條件，核算方法采用不當(dāng)，導(dǎo)致VOCs排放量核算結(jié)果與實(shí)際情況存在較大差異。例如，采用實(shí)測(cè)法或物料衡算法核算廢水生化處理單元的VOCs排放量，直接采用由儲(chǔ)罐或裝車臺(tái)對(duì)應(yīng)末端治理設(shè)施排放口的檢測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算得到的排氣筒排放量作為揮發(fā)性有機(jī)液體儲(chǔ)存或裝載損耗排放量，等等。VOCs綜合整治評(píng)估情況顯示，50%的企業(yè)在核算全廠VOCs排放量時(shí)存在該類問題。此外，在符合篩選范圍法應(yīng)用條件的情況下，采用平均排放系數(shù)法核算LDAR中不可達(dá)密封點(diǎn)的法蘭/連接件排放量也會(huì)出現(xiàn)排放量核算結(jié)果的偏差，具體應(yīng)用實(shí)例見表2。

表2 不可達(dá)密封點(diǎn)采用不同核算方法導(dǎo)致的排放量核算差異

2.2 核算參數(shù)獲取及選用存在問題

2.2.1 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)缺失

通過VOCs綜合整治實(shí)施情況評(píng)估發(fā)現(xiàn)，部分企業(yè)尚未建立自行監(jiān)測(cè)制度和環(huán)境管理臺(tái)賬制度，未對(duì)各排放源項(xiàng)VOCs排放量核算所需的相關(guān)參數(shù)開展長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)和記錄，未掌握相關(guān)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致排放量估算數(shù)據(jù)與真實(shí)排放情況存在較大偏差。例如，有機(jī)液體存儲(chǔ)環(huán)節(jié)VOCs排放量核算所需的雷德蒸氣壓、餾出溫度等參數(shù)缺少實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，而采用默認(rèn)參數(shù)進(jìn)行核算時(shí)，會(huì)導(dǎo)致排放量估算結(jié)果偏大［5］。以輕石腦油的雷德蒸氣壓及餾出溫度參數(shù)為例，若直接按照核算表格中的默認(rèn)值核算，在30℃的年平均存儲(chǔ)溫度下的真實(shí)蒸氣壓為85.93 kPa；若按照實(shí)測(cè)雷德蒸氣壓74.46 kPa及實(shí)測(cè)餾出溫度核算，在30 ℃的年平均存儲(chǔ)溫度下的真實(shí)蒸氣壓為60.22 kPa。由此導(dǎo)致了該內(nèi)浮頂罐的邊緣密封損失由1.25 t/a變化為0.63 t/a，后者是前者的二分之一。

2.2.2 關(guān)鍵參數(shù)選擇不當(dāng)

合理選取核算參數(shù)是確保排放量核算準(zhǔn)確的關(guān)鍵。VOCs綜合整治實(shí)施情況評(píng)估結(jié)果發(fā)現(xiàn)，幾乎所有的企業(yè)均存在關(guān)鍵參數(shù)選取不當(dāng)?shù)那闆r。例如，浮頂罐VOCs排放量核算時(shí)，選擇不同罐壁狀況下（輕銹、中銹、重銹）對(duì)應(yīng)的油垢因子會(huì)導(dǎo)致掛壁損失量發(fā)生幾倍至上百倍的變化。以一個(gè)存儲(chǔ)容積為1×105m3、年周轉(zhuǎn)量為7.5×105m3、存儲(chǔ)物料為石腦油的內(nèi)浮頂罐為例，選擇重銹狀況下的罐壁油垢因子核算得出的掛壁損失為6.82 t/a，選擇輕銹狀況下的罐壁油垢因子核算得出的掛壁損失為0.068 t/a，前者是后者的100倍。此外，在核算揮發(fā)性有機(jī)液體裝載排放量時(shí)，企業(yè)對(duì)于油氣回收設(shè)施收集效率取值普遍為95%以上，而實(shí)地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，當(dāng)企業(yè)采用液下裝載方式且鶴管接口形式為密封帽的情況下，實(shí)際油氣收集效率普遍低于10%。

3 對(duì)于石化企業(yè)VOCs排放量核算的建議

3.1 規(guī)范排放源歸類解析和排放核算

對(duì)石化廢氣排放源進(jìn)行正確的歸類解析是源項(xiàng)排放量核算的前提。企業(yè)應(yīng)按照《指南》要求，全面系統(tǒng)地對(duì)本廠污染源進(jìn)行排查和歸類，確保源項(xiàng)不遺漏，歸類不錯(cuò)誤。另外，根據(jù)源項(xiàng)特點(diǎn)選取適用的核算方法是源項(xiàng)排放量核算的基礎(chǔ)，企業(yè)應(yīng)正確理解各類核算方法的適用范圍和應(yīng)用條件，根據(jù)自身實(shí)際情況，合理合規(guī)地選擇相應(yīng)的核算方法。

3.2 加強(qiáng)VOCs自行監(jiān)測(cè)

企業(yè)應(yīng)按照《排污單位自行監(jiān)測(cè)技術(shù)指南 石油煉制工業(yè)》（HJ 880—2017）［6］、《排污單位自行監(jiān)測(cè)技術(shù)指南 石油化學(xué)工業(yè)》（HJ 947—2018）［7］、《石油煉制工業(yè)廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范》［8］等標(biāo)準(zhǔn)要求制定自行監(jiān)測(cè)方案，在廢氣治理設(shè)施排氣筒設(shè)置永久性采樣口或在線檢測(cè)裝置，對(duì)各類有組織和無組織排放源開展有計(jì)劃、長(zhǎng)周期的VOCs監(jiān)測(cè)工作，完善相關(guān)核算參數(shù)，科學(xué)合理地掌握自身VOCs排放情況，為全廠排放量核算以及廢氣治理工程的設(shè)計(jì)和施工提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐［9］。表3列出了部分重點(diǎn)VOCs排放源主要核算方法所需的關(guān)鍵核算參數(shù)。

表3 部分重點(diǎn)VOCs排放源主要核算方法所需的關(guān)鍵核算參數(shù)

3.3 加強(qiáng)VOCs管理臺(tái)賬記錄

企業(yè)應(yīng)將VOCs環(huán)境管理納入企業(yè)日常生產(chǎn)管理體系，按照《排污許可證申請(qǐng)與核發(fā)技術(shù)規(guī)范 石化工業(yè)》（HJ 853—2017）［10］的臺(tái)賬記錄要求以及《石油煉制工業(yè)廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范》［8］的治理設(shè)施運(yùn)維記錄要求，建立VOCs環(huán)境管理臺(tái)賬，如LDAR臺(tái)賬、廢氣治理設(shè)施運(yùn)行狀況和設(shè)施維護(hù)記錄臺(tái)賬、儲(chǔ)罐及有機(jī)裝載設(shè)施運(yùn)行記錄臺(tái)賬、火炬運(yùn)行狀況記錄臺(tái)賬、污水集輸系統(tǒng)及污水處理廠運(yùn)行記錄臺(tái)賬、冷卻塔系統(tǒng)運(yùn)行記錄臺(tái)賬、開停工及檢維修臺(tái)賬等，補(bǔ)充和完善VOCs排放量核算相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

3.4 建立VOCs管控信息平臺(tái)

針對(duì)石化行業(yè)VOCs核算方法復(fù)雜、專業(yè)性強(qiáng)、涉及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)多的情況，企業(yè)根據(jù)自身實(shí)際情況，研究建立VOCs管控信息平臺(tái)。在平臺(tái)中整理各VOCs排放源的排放量核算方法，高效管理海量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，減少人為核算誤差干擾，提高VOCs排放量核算的準(zhǔn)確性。

4 結(jié)論

由于石化行業(yè)排放量核算涉及的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)多、過程復(fù)雜、工作量大，現(xiàn)階段企業(yè)在實(shí)際應(yīng)用過程中由于必要核算參數(shù)缺失、對(duì)方法應(yīng)用條件不了解等原因?qū)е潞怂憬Y(jié)果與真實(shí)情況存在較大偏差。企業(yè)應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范要求，將VOCs排放管理納入日常生產(chǎn)管理體系，制定VOCs監(jiān)測(cè)方案，定期開展各類排放源項(xiàng)VOCs監(jiān)測(cè)，完善VOCs環(huán)境管理臺(tái)賬，真實(shí)記錄各類生產(chǎn)、排放、治理和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，提高全廠VOCs排放量核算的真實(shí)性和準(zhǔn)確性。