某甲醇廠VOCs排放量核算的應用研究

孔祥軍 王教凱 謝 源 龐博勝

（海油總節能減排監測中心有限公司 天津 300452）

某甲醇廠VOCs排放量核算的應用研究

孔祥軍 王教凱 謝 源 龐博勝

（海油總節能減排監測中心有限公司 天津 300452）

應用《石化行業VOCs污染源排查工作指南》中VOCs污染源排放量的核算方法，對某甲醇廠的VOCs排放源進行排查、核算。結果表明，該甲醇廠共涉及6項VOCs排放污染源，最終全廠VOCs排放量為276.5168 t/a，其中廢水集輸、儲存、處理處置過程VOCs排放量最高，為211.9920 t/a，占總排放量的76.7%。通過對VOCs排放量核算方法的應用研究，為甲醇生產企業尋求最佳VOCs排放量的核算方法提供了依據，并提出了改進建議。

甲醇廠；揮發性有機物；排放量核算

引言

甲醇是重要的有機化工產品，如作為清洗劑、分析試劑、化工燃料等；同時甲醇也是基本有機原料之一，常用于制造甲烷、甲醛、聚甲醛、甲胺、乙二醇、二甲醚等，廣泛用于醫藥、農業、涂料、精細化工等行業。

目前，我國較先進的甲醇生產裝置一般以天然氣為原料，由天然氣壓縮、天然氣蒸汽轉化、甲醇合成、甲醇精餾等工藝組成。裝置在生產運行中，揮發性有機化合物（Volatile Organic Compounds，簡稱 VOCs）會以有組織排放或無組織排放的形式，排放到環境空氣中，一方面造成生產原料和產品的損失，另一方面VOCs是形成顆粒物（PM2.5）、臭氧（O3）等二次污染物的重要前體物，造成對環境的嚴重破壞[1-2]。

根據《石化行業VOCs污染源排查工作指南》（環辦[2015]104號）（以下簡稱《指南》）的要求，企業VOCs排放量核算包括設備動靜密封點泄漏、有機液體儲存與調和揮發損失、有機液體裝卸揮發損失、廢水集輸、儲存、處理處置過程逸散、工藝有組織排放、燃燒煙氣排放等共12個污染源項。本文選取某甲醇廠，應用《指南》對廠內VOCs排放進行污染源排查、排放量核算等，為企業提供準確的VOCs排放量的數據。

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資料收集、污染源分析、合規性檢查、統計核算、報告編寫五個部分，具體工作流程見圖1所示。

圖1 VOCs污染源排查、核算工作流程

2 VOCs污染源分析

根據《指南》的要求，按照工作流程，對甲醇廠可能涉及的12類VOCs排放源進行了分析、排查，排查結果如表1所示。

表1 VOCs污染源排查情況

3 結果與討論

3.1 設備動靜密封點排放量核算

對甲醇廠所有區域開展泄漏檢測與修復（LDAR）工作，采用圖像法建立密封點檔案信息，使用便攜式揮發性有機氣體分析儀對密封點開展現場泄漏檢測，對發現泄漏點位進行不停工維修，最終將檢測和維修數據導入LDAR信息管理系統，進行統計分析。設備動靜密封點VOCs排放量按照《指南》中的相關方程法計算。

由表2可知，甲醇廠共檢測密封點4103個，泄漏密封點68個，泄漏率1.66%，VOCs排放量為8.8673t/a，通過對泄漏密封點維修，減少VOCs排放量3.2846 t/a，最終VOCs排放量為5.5827 t/a。

表2 LDAR泄漏情況及排放量分析

3.2 有機液體儲存和調和揮發損失排放量核算

甲醇罐區共有10個固定頂罐，由于罐區未設置VOCs末端回收設施，因此采用《指南》中的公式法對儲罐進行VOCs排放量核算。

計算所需相關參數：（1）甲醇罐區所在地氣象資料，如大氣壓、日平均最高環境溫度、日平均最低環境溫度、水平面太陽能總輻射等；（2）儲罐構造參數，如容積、直徑、儲罐顏色、呼吸閥壓力設定、呼吸閥真空設定、罐體高度、年平均儲存高度等；（3）儲罐年周轉量。

甲醇罐區VOCs排放量計算結果見表3所示，甲醇罐區有機液體儲存調和過程VOCs排放量為27.9317t/a。

表3 甲醇罐區VOCs排放量核算

3.3 有機液體裝卸揮發損失排放量核算

甲醇裝卸區共有4個汽車裝車鶴管和10個火車裝車鶴管，經現場調研，裝車站臺均未安裝油氣回收設施，因此采用《指南》中的公式法對甲醇裝卸區進行VOCs排放量核算。

計算所需相關參數：甲醇年周轉量、實際裝載溫度、裝載溫度下甲醇的真實蒸汽壓、飽和因子、罐車裝卸方式、罐車基本情況等。

由表4可知，甲醇裝車區裝卸損失VOCs排放量為23.5690t/a。建議在裝車站臺增設油氣回收設施，并對油氣回收設施排放廢氣的VOCs濃度進行檢測，再按《指南》中實測法核算VOCs排放量，核算的排放量會相對減少，降低排污成本，同時也可以減少甲醇損耗，減少對環境的影響。

表4 甲醇裝卸區VOCs排放量核算

3.4 廢水集輸、儲存、處理處置過程排放量核算

廠區內設有一座污水處理站，分為污水收集系統和污水處理系統，其中污水收集系統采用調節池、氣浮池等工藝，污水處理系統生化法進行處理，由于未在調節池、氣浮池、生化反應池等工藝設置廢氣收集處理系統，并且缺少必要計算參數（如EVOCs濃度），因此采用《指南》中的排放系數法對廢水集輸、儲存、處理處置過程進行VOCs排放量核算。

由表5可知，廢水收集系統和廢水處理設施處理過程中VOCs排放量211.9920t/a。排放系數法核算出的污水處理過程VOCs排放量較大，而且數據相對不準確，與實際排放量差距較大，建議企業對污水處理站的調節池、氣浮池、生化反應池等增設廢氣收集處理系統，對處理后排放廢氣的VOCs濃度進行檢測，再按《指南》中的實測法核算VOCs排放量。

表5 廢水處理過程VOCs排放量核算

3.5 冷卻塔、循環水冷卻系統排放量核算

廠區內設有1套循環水冷卻系統，循環水量為800 m3/h，結合現場實際情況，采用《指南》中的排放系數法對冷卻塔、循環水冷卻系統進行VOCs排放量核算。由表6可知，循環水冷卻系統VOCs排放量為4.1414t/a。

表6 冷卻塔、循環水冷卻系統VOCs排放量核算

3.6 燃燒煙氣排放排放量核算

廠區共有兩臺145 t/h高壓蒸汽鍋爐，共用一個80m高的煙囪排放；一臺甲醇裝置轉化爐，煙氣通過一個60m高的煙囪排放。企業對燃燒煙氣各廢氣排放口的VOCs濃度進行了檢測，因此采用《指南》中的實測法核算燃燒煙氣VOCs排放量。

計算所需相關參數：VOCs排放濃度、燃料種類、煙氣流量、煙溫、壓力、水含量、氧含量、運行時間等。

由表7可知，燃燒煙氣VOCs排放量共3.3000t/a，采用實測的方法核算，相比排放系數法VOCs排放量會大幅降低。

表7 燃燒煙氣VOCs排放量結果

3.7 各污染源排放量統計分析

由表8和圖2可知，通過對所有VOCs污染源進行排查、核算，該甲醇廠的VOCs總排放量為276.5168 t/a，其中廢水集輸、儲存、處理處置過程逸散VOCs排放量最高，為211.9920 t/a，占總排放量的76.7%，這主要是因為污水處理站的裝置未設置廢氣處理設施，采用系數法進行核算時，VOCs排放量核算的結果較大。

表8 甲醇裝置各VOCs排放源排放量統計

圖2 各污染源VOCs排放量比例

結語

（1）通過對甲醇廠VOCs污染源排查及排放量核算，為甲醇廠提供了相對準確的VOCs排放量信息，為企業增設減排設施、繳納排污費提供了依據。

（2）甲醇廠共涉及6個VOCs污染排放源，VOCs排放量為276.5168 t/a，其中廢水集輸、儲存、處理處置過程逸散VOCs排放量最高。

（3）建議企業在卸區設置油氣回收設施，在廢水處理裝置設置廢氣處理設施，并采用實測法進行VOCs核算，得出的數據更準確，且核算出的排放量相對較小，為企業降低排污成本。

（4）火炬排放VOCs的排放量，一般由于企業缺少相關核算參數、檢測數據等，難以核算出準確排放量，核算方法有待進一步研究、探討。

[1]張時佳、彭茵、陳璐等.煉油行業泄漏檢測與修復技術實踐研究[J].環境科學與管理，2016,41（3）:41-44.

[2]鄭臨奧、趙東風、盧磊等.泄漏檢測與修復技術在煤化工烯烴分離裝置的應用 [J].安全、健康和環境，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

孔祥軍，男，碩士，中級工程師，海油總節能減排監測中心有限公司環境監測與評價部，主要從事環境監測及評價工作。