石化企業(yè)開停工工況主要大氣污染物管控政策現(xiàn)狀及展望

宋宇璇,武慧娟,趙風(fēng)杰,孫慧*

(1.中國石油大學(xué)(華東) 化學(xué)化工學(xué)院,山東 青島 266580;2.青島歐賽斯環(huán)境與安全技術(shù)有限責(zé)任公司,山東 青島 266580)

石化行業(yè)主要以石油和天然氣為原料,生產(chǎn)多種有機(jī)化工基礎(chǔ)原料及產(chǎn)品,是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和重要支柱。由于石油加工特殊的加工性質(zhì),規(guī)模較大、工藝流程復(fù)雜,其污染物排放量長期位于各工業(yè)行業(yè)前列,是我國污染物管控的重點行業(yè)[1]。近些年來,我國相繼出臺大量國家和地方相關(guān)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)政策,石化行業(yè)污染物管控體系日漸成熟,大氣污染物管控成效顯著。正常工況下,二氧化硫、顆粒物、氮氧化物等基本可以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。而開停工工況操作難度和復(fù)雜程度相比正常工況成倍增加,污染物管控難度增加,易出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象。在日益嚴(yán)格的環(huán)保要求下,開停工工況給石化行業(yè)污染的治理與預(yù)防提出了更高的要求,開停工期間大氣污染物排放“該不該管”“如何管”成為企業(yè)和環(huán)保部門的矛盾點?；诖?本文首先梳理了石化行業(yè)污染物排放管控的體系,著重分析了不同規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中對于開停工工況下大氣污染物排放的要求和存在不足,以期為石化企業(yè)開停工大氣污染物管控提供借鑒。

1 石化行業(yè)污染物排放管控主要標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定

近些年來,國家相繼出臺大量國家和地方有關(guān)環(huán)境保護(hù)和標(biāo)準(zhǔn)化的法律法規(guī)和政策,以污染防治法為頂層設(shè)計,環(huán)境影響評價、排污許可、環(huán)境監(jiān)測等為主體內(nèi)容的污染源管控政策體系逐漸形成,如圖1所示,表1中為體系中涉及的主要標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

表1 污染物排放管控主要標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

圖1 我國污染源管控政策體系組成

環(huán)境影響評價是建設(shè)項目的“準(zhǔn)生證”,建設(shè)項目建設(shè)前必須依法開展環(huán)境影響評價?！叭瑫r”制度要求建設(shè)項目中污染防治設(shè)施,應(yīng)當(dāng)與主體工程同時設(shè)計、同時施工、同時投產(chǎn)使用,是保證污染物經(jīng)污染設(shè)施處理后達(dá)標(biāo)排放的前提。建設(shè)項目正式投入生產(chǎn)或者運營后三至五年內(nèi)應(yīng)當(dāng)開展環(huán)境影響后評價,以提高環(huán)境影響評價的有效性。環(huán)境監(jiān)察能夠?qū)Νh(huán)境行為進(jìn)行監(jiān)管和環(huán)境治理,處罰環(huán)境違法行為[2]。環(huán)境統(tǒng)計能夠幫助掌握地區(qū)、行業(yè)環(huán)境發(fā)展情況,為環(huán)境污染治理計劃的制定提供依據(jù),是總量核算的基礎(chǔ)[3]。

排污許可證制度是污染物管控的核心政策,是企業(yè)的“身份證”[4]。該制度能夠銜接環(huán)境影響評價制度,與總量制度整合統(tǒng)一,與環(huán)境統(tǒng)計制度、排污收費制度、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)支撐體系協(xié)調(diào)一致,為規(guī)范后期環(huán)境執(zhí)法與環(huán)境監(jiān)測提供依據(jù),實現(xiàn)從排污預(yù)防到污染治理和排放控制的全過程監(jiān)管。石化企業(yè)依據(jù)《排污許可證申請與核發(fā)技術(shù)規(guī)范石化工業(yè)》(HJ 853—2017)進(jìn)行排污許可證申請?zhí)顖筮^程中,需要填報污染物產(chǎn)生、治理和排放三大方面的相關(guān)內(nèi)容[5]。排污許可證核發(fā)后,企業(yè)依法持證運行,環(huán)保部門進(jìn)行監(jiān)管。

排污許可中載明了石化企業(yè)排放的二氧化硫、顆粒物、氮氧化物與揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)總量控制要求和污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[6]?？偭靠刂平⒃谖廴疚镞B續(xù)監(jiān)測的基礎(chǔ)上,以小時均值質(zhì)量濃度為依據(jù)進(jìn)行總量核算。污染物達(dá)標(biāo)性判定通常以污染物排放質(zhì)量濃度與排放限值比較判定。在自動監(jiān)測系統(tǒng)普及之前,污染物濃度監(jiān)測主要依靠定期的手工監(jiān)測,監(jiān)管存在漏洞。隨著《關(guān)于加快重點行業(yè)重點地區(qū)的重點排污單位自動監(jiān)控工作的通知》(環(huán)辦環(huán)監(jiān)[2017]61)的發(fā)布實施,重點排污企業(yè)(含石化行業(yè))的污染源在線自動監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)基本建成,在線監(jiān)測數(shù)據(jù)成為污染物達(dá)標(biāo)性判定的重要依據(jù)和監(jiān)督企業(yè)合法排污的重要手段。

2 企業(yè)開停工期間大氣污染物排放情況

固定污染源連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范中提出了污染源啟停期間連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的運營維護(hù)要求,要求自動監(jiān)測設(shè)備“先開后?！薄Ｎ廴驹从媱澩＿\一個季度以內(nèi)的,不得停運CEMS,日常巡檢和維護(hù)要求仍按標(biāo)準(zhǔn)第10～11章執(zhí)行;計劃停運超過一個季度的,可停運CEMS,但應(yīng)報當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門備案。這意味著開停工過程中的大氣污染物排放受到連續(xù)監(jiān)測。

由于氧含量波動、運行參數(shù)不穩(wěn)定等原因,開停工期間大氣污染物的濃度波動較大,易超出標(biāo)準(zhǔn)限值。以加熱爐開停工為例,開工過程中氧含量和火嘴溫度處于不穩(wěn)定狀態(tài),可能造成局部高溫,如果氧含量控制不當(dāng),燃料富氧燃燒,熱力型氮氧化物生成,易超出標(biāo)準(zhǔn)限值;同理,停工過程中火嘴熄滅可能導(dǎo)致局部高溫,造成氮氧化物濃度出現(xiàn)波動。因此,開停工過程中對于工藝控制要求較高,存在較多不確定性因素,企業(yè)控制污染物排放濃度的難度較大。圖2中為某企業(yè)加熱爐啟停時段氮氧化物的排放濃度變化,明顯看出開停工過程中氮氧化物濃度多次超出標(biāo)準(zhǔn)限值,最高在200 mg/m3以上,自動監(jiān)測頻繁報警。

圖2 某企業(yè)加熱爐開停工時段氮氧化物濃度變化

3 開停工期間大氣污染物管控政策及不足

3.1 環(huán)境影響評價報告編寫未開展計劃內(nèi)開停工過程經(jīng)排氣筒排放的污染物量核算

《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則 石油化工項目》(HJ/T 89—2003)中規(guī)定裝置或設(shè)施開工、停工、檢修或工藝參數(shù)不穩(wěn)定時的生產(chǎn)狀態(tài)為不正常工況,生產(chǎn)運行期該狀態(tài)下的污染物排放量屬于不正常排放量,要求在環(huán)境影響評價報告中提出各種污染物的正常和不正常排放量。《建設(shè)項目環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則 總綱》(HJ 2.1—2016)中要求核算正常工況與非正常工況(開停工、檢維修)下的污染物產(chǎn)生和排放強(qiáng)度,給出污染因子及其產(chǎn)生和排放的方式、濃度、數(shù)量等。《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則-大氣環(huán)境》(HJ 2.2—2018)要求對毒性較大的污染物估計其非正常排放量?！段廴驹磸?qiáng)源強(qiáng)核算技術(shù)指南 準(zhǔn)則》中規(guī)定生產(chǎn)設(shè)施非正常工況指開停爐(機(jī))、設(shè)備檢修、工藝設(shè)備運轉(zhuǎn)異常等工況,污染防治(控制)設(shè)施非正常狀況指達(dá)不到應(yīng)有治理效率或同步運轉(zhuǎn)率等情況,要求明確非正常排放量。《污染源源強(qiáng)核算技術(shù)指南 石油煉制工業(yè)》(HJ 982—2018)規(guī)定了石油煉制建設(shè)項目正常排放與非正常排放核算的內(nèi)容和要求,結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)需要定義規(guī)定生產(chǎn)裝置或設(shè)施啟動、停車或設(shè)備檢修狀況下的污染物排放屬于非正常排放。環(huán)境影響評價報告在實際編制過程中,二氧化硫正常排放量常用物料衡算法核算,顆粒物、氮氧化物正常排放量常用類比法或系數(shù)法,開工、停工過程中三種污染物的排放量不進(jìn)行單獨核算。

3.2 排污許可中未對加熱爐排放源提出豁免要求

《排污許可證申請與核發(fā)技術(shù)規(guī)范 石化工業(yè)》(HJ 853—2017)中規(guī)定了三種非正常工況情形,包括計劃內(nèi)的催化裂化裝置、焚燒爐、燃煤鍋爐,在規(guī)定啟停時間段內(nèi)的特定污染物排放濃度不視為許可排放濃度限值判定依據(jù),具體內(nèi)容見表2。與此同時,規(guī)范要求記錄生產(chǎn)設(shè)施開停工、檢維修的起止時間、情形描述、應(yīng)對措施及污染物排放濃度等。對其他排放源,硫磺回收、加熱爐等未作出豁免規(guī)定。

表2 HJ 853—2017中規(guī)定的非正常工況豁免情形

3.3 行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)中未對開停工期間的排放提出豁免要求

石化行業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定“非正常工況為生產(chǎn)設(shè)施生產(chǎn)工藝參數(shù)不是有計劃地超過裝置設(shè)計彈性變化的工況。生產(chǎn)裝置、設(shè)備開停工過程中不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的廢氣應(yīng)當(dāng)接入有機(jī)廢氣回收或處理裝置后達(dá)標(biāo)”,未對石化企業(yè)污染物的超標(biāo)排放狀況提出豁免要求,意味著開停工期間大氣污染物排放需要滿足一般排放限值和特別排放限值,企業(yè)實際執(zhí)行過程中達(dá)標(biāo)難度較大。

3.4 無針對開停工工況下二氧化硫、氮氧化物和顆粒物排放控制指南

部分地方環(huán)境管理部門制定的技術(shù)規(guī)程和指南中給出了開停工和檢維修狀態(tài)下?lián)]發(fā)性有機(jī)物的管理規(guī)定。2014年上海市頒布的《上海市化工裝置開停工和檢維修揮發(fā)性有機(jī)物排放控制技術(shù)規(guī)程》和《上海市化工裝置開停工和檢維修揮發(fā)性有機(jī)物排放控制技術(shù)指南》 明確給出了裝置停工的定義,并詳細(xì)解釋了開停工以及檢維修工況下VOCs排放的管控原則、相關(guān)措施、監(jiān)測和報告的技術(shù)要求等。浙江省發(fā)布的《浙江省石化裝置開停工(車)和檢(維)修揮發(fā)性有機(jī)物污染防治技術(shù)指南(試行)》中規(guī)定了石化行業(yè)裝置開停工(車)和檢(維)修過程中產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)物污染控制方法。相反,目前有關(guān)部門未針對開停工期間二氧化硫、顆粒物和氮氧化物的排放控制出臺技術(shù)指南。

3.5 監(jiān)測規(guī)范中未對加熱爐等排放源作出停爐標(biāo)記規(guī)定

《固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(HJ 75—2017)中規(guī)定了當(dāng)鍋爐氧量顯示為19%以上,可以視為鍋爐處于停爐、悶爐狀態(tài),自動監(jiān)測數(shù)據(jù)無效,即使監(jiān)測數(shù)據(jù)超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,也不將其判定為超標(biāo)。但未對其他排放源例如加熱爐等作出規(guī)定。在企業(yè)調(diào)研中發(fā)現(xiàn),企業(yè)將氧含量超過19%作為加熱爐停爐界限,氧含量在19%狀態(tài)下超出標(biāo)準(zhǔn)水平的排放不作超標(biāo)判定,該做法目前并無相關(guān)合法依據(jù)。目前,火電行業(yè)、水泥行業(yè)、造紙行業(yè)、生活垃圾焚燒發(fā)電廠發(fā)布了在線監(jiān)測數(shù)據(jù)標(biāo)記規(guī)則,“按照標(biāo)記規(guī)則及時在自動監(jiān)控系統(tǒng)企業(yè)端如實標(biāo)記的,不認(rèn)定為污染物排放超標(biāo)”,對特定時段內(nèi)的特殊工況(啟爐、停爐、故障、事故和停運)提出了累計時限要求,并對滿足約束條件的污染物超標(biāo)排放進(jìn)行豁免。但是石化行業(yè)目前還未出臺該項規(guī)則。

3.6 執(zhí)法無依據(jù),企業(yè)判定為超標(biāo)的風(fēng)險較大

目前國內(nèi)企業(yè)普遍采取向生態(tài)環(huán)境主管部門報告?zhèn)浒傅男问?說明開停工原因、預(yù)計開工、停工時間段,將該時段內(nèi)的數(shù)據(jù)標(biāo)記為開停工數(shù)據(jù),不作為污染物排放超標(biāo)判定的依據(jù)。但是此做法沒有可靠的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范支撐,環(huán)保部門執(zhí)法無依據(jù),企業(yè)被判定為超標(biāo)的風(fēng)險較大。

4 結(jié)論與展望

石化企業(yè)開停工期間大氣污染物的達(dá)標(biāo)排放是亟需關(guān)注的重點。國內(nèi)目前相關(guān)政策中對于開停工期間污染物排放的管控政策尚不完善,排污許可、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、監(jiān)測規(guī)范等內(nèi)容未能良好銜接,導(dǎo)致出現(xiàn)環(huán)保部門執(zhí)法無依據(jù)、企業(yè)難以貫徹管控制度的現(xiàn)象。建議從排污許可、標(biāo)準(zhǔn)指南、監(jiān)測規(guī)范等方面進(jìn)一步構(gòu)建更加完整和科學(xué)的管控體系:1)基于開停工工況下大氣污染物的排放監(jiān)測數(shù)據(jù),定量研究排放特征,制定針對性的控制方案,為企業(yè)提供建議;2)通過對企業(yè)開停工工況下的大氣污染物超標(biāo)水平綜合評價結(jié)果,完善規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)豁免規(guī)定,銜接排污許可、排放標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)測規(guī)范中的管控要求,以形成完善的管控體系,讓執(zhí)法部門有據(jù)可依;3)基于標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中要求,制定在線監(jiān)測自動標(biāo)記規(guī)則,明確開停工工況標(biāo)記的起始時段,實現(xiàn)自動化和智能化監(jiān)督。根據(jù)規(guī)范規(guī)定,污染源啟運前應(yīng)提前啟運CEMS系統(tǒng)并進(jìn)行校準(zhǔn),在污染源啟運后的兩周內(nèi)進(jìn)行校驗。環(huán)保監(jiān)督執(zhí)法過程中應(yīng)當(dāng)關(guān)注這一重點,以防出現(xiàn)企業(yè)“后開先?！痹斐傻娜^程達(dá)標(biāo)假象。