煤制油項(xiàng)目揮發(fā)性有機(jī)物排放特征分析

王耀麟， 馬秀平

(山西潞安煤基清潔能源有限責(zé)任公司，山西 長治 046031)

1 研究背景

遵照《2019年寧夏生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)》文件中列示的相關(guān)信息，2019年全年寧東能源化工基地的空氣環(huán)境質(zhì)量稍見變差，其O3、PM2.5、PM10物質(zhì)平均質(zhì)量濃度測定值分別為146.00 μg/m3、25.00 μg/m3、65.00 μg/m3。O3物質(zhì)平均濃度測定值與2018年展開同比，其上升變化幅度為13.00%，PM2.5、PM10物質(zhì)平均濃度測定值與2018年展開同比，其下降變化幅度分別為3.60%，以及2.80%[1-2]。

PM2.5、PM10物質(zhì)平均濃度測定值所發(fā)生的同比下降變化過程，與寧東基地全面徹底推進(jìn)開展超低排放改造工作環(huán)節(jié)，以及改善加強(qiáng)日常監(jiān)督管理工作的實(shí)施力度具有高度相關(guān)性。O3物質(zhì)平均濃度測定值的升高過程，與寧東基地內(nèi)部具體實(shí)施的揮發(fā)性有機(jī)物排放技術(shù)活動(dòng)過程具有高度相關(guān)性[3]。

遵照我國學(xué)者黃彬等圍繞臭氧物質(zhì)的污染技術(shù)作用特征展開的研究分析，其獲取的相關(guān)結(jié)果顯示，伴隨著寧東基地新增加煤制油項(xiàng)目的陸續(xù)投入生產(chǎn)，其實(shí)際引致生成O3的前體物質(zhì)VOCs，以及NOx等污染性物的排放量持續(xù)增加，誘導(dǎo)2019年的O3平均濃度測定值顯著高于往年同期數(shù)據(jù)測定水平[4-7]。

據(jù)研究結(jié)果顯示，揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)能夠被大氣環(huán)境中包含的-OH基團(tuán)氧化處理成過氧自由基等中間性化學(xué)物質(zhì)，繼而在與氮氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)過程條件下，引致臭氧氣體物質(zhì)的實(shí)際濃度水平逐漸提升，造成不良影響。

結(jié)合同年度山西潞安高硫煤油化電熱一體化示范項(xiàng)目的相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)煤制油項(xiàng)目的揮發(fā)性有機(jī)物的泄露進(jìn)行綜合分析，研判泄露的主要類型及后續(xù)修復(fù)工作的重點(diǎn)。

2 揮發(fā)性有機(jī)物檢測與分析

2.1 檢測儀器及檢測方法

在有組織檢測過程中，實(shí)際需要運(yùn)用的檢測儀器設(shè)備主要有：3012H自動(dòng)煙塵煙氣測試儀設(shè)備；A60氣相色譜儀設(shè)備，DJHB-A(SY)-0022；氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀設(shè)備，DJHB-A(SY)-0021。

在無組織檢測過程中，實(shí)際需要運(yùn)用的檢測儀器設(shè)備主要有：phx21檢測儀設(shè)備，LDARtools公司；TVA2020便攜式檢測儀設(shè)備，美國賽默飛公司。

2.2 檢測情況結(jié)果及分析

2.2.1 揮發(fā)有機(jī)物排放量統(tǒng)計(jì)分析

根據(jù)環(huán)辦【2015】104號(hào)附件3《石化企業(yè)泄漏檢測和修復(fù)工作指南》和(HJ733-2014)《泄漏和敞開液面排放的揮發(fā)性有機(jī)物檢測技術(shù)導(dǎo)則》等標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施全過程的質(zhì)量控制，從有機(jī)液體儲(chǔ)存與調(diào)和揮發(fā)損失排查技術(shù)環(huán)節(jié)、有機(jī)液體裝卸揮發(fā)損失排查技術(shù)環(huán)節(jié)、工藝有組織排放排查技術(shù)環(huán)節(jié)、冷卻塔排查技術(shù)環(huán)節(jié)、循環(huán)水冷卻技術(shù)系統(tǒng)釋放排查技術(shù)環(huán)節(jié)等，可以得知在煤制油項(xiàng)目運(yùn)作過程中，無組織排放數(shù)量通常占據(jù)總排放數(shù)量的68.76%。

2.2.2 泄漏檢測與修復(fù)(LDAR)分析

本次研究過程中共計(jì)針對(duì)230 682個(gè)密封技術(shù)點(diǎn)位展開規(guī)范化檢測干預(yù)，具體涉及閥門組件密封技術(shù)點(diǎn)位、法蘭密封技術(shù)點(diǎn)位、開口管線組件密封技術(shù)點(diǎn)位、連接技術(shù)組件密封技術(shù)點(diǎn)位、泄壓技術(shù)設(shè)備密封技術(shù)點(diǎn)位、泵設(shè)備密封技術(shù)點(diǎn)位以及攪拌器密封技術(shù)點(diǎn)位。

在煤制油項(xiàng)目內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，法蘭密封技術(shù)點(diǎn)位設(shè)置數(shù)量最多，其設(shè)置數(shù)量通常占據(jù)密封技術(shù)點(diǎn)位總設(shè)置數(shù)量的60%～70%，其次為閥門密封技術(shù)點(diǎn)位，其設(shè)置數(shù)量通常占據(jù)密封技術(shù)點(diǎn)位總設(shè)置數(shù)量的10%～20%。就寧東能源化工基地單一項(xiàng)目而言，同樣符合上述數(shù)據(jù)，其中法蘭泄漏技術(shù)點(diǎn)位的出現(xiàn)數(shù)量最多，出現(xiàn)數(shù)量占據(jù)泄漏技術(shù)點(diǎn)位總出現(xiàn)數(shù)量的62.71%，其次為閥門泄漏技術(shù)點(diǎn)位和開口管線泄漏技術(shù)點(diǎn)位，其數(shù)量占比均為13.01%。

2.2.3 泄漏原因分析

從泄漏技術(shù)問題的引致原因角度展開闡釋分析，則因墊片腐蝕技術(shù)因素、磨損技術(shù)因素以及墊片不平衡技術(shù)因素作用而引致出現(xiàn)的泄漏技術(shù)點(diǎn)位數(shù)量，約占所有泄漏技術(shù)點(diǎn)位發(fā)生數(shù)量的42.00%；因螺栓組件松動(dòng)因素而引致出現(xiàn)的泄漏技術(shù)點(diǎn)位數(shù)量，約占所有泄漏技術(shù)點(diǎn)位發(fā)生數(shù)量的23.00%；因閥桿技術(shù)組件與填料壓蓋技術(shù)組件松動(dòng)而引致出現(xiàn)的泄漏技術(shù)點(diǎn)位數(shù)量，約占所有泄漏技術(shù)點(diǎn)位發(fā)生數(shù)量的8.00%；因絲堵生料帶損壞因素而引致出現(xiàn)的泄漏技術(shù)點(diǎn)位數(shù)量，約占所有泄漏技術(shù)點(diǎn)位發(fā)生數(shù)量的6.00%。除此之外，密封技術(shù)點(diǎn)位物料殘留因素、填料損壞因素、閥門技術(shù)組件內(nèi)漏因素，以及密封圈結(jié)構(gòu)磨損因素也是引致泄漏技術(shù)問題發(fā)生的重要原因。

做好針對(duì)法蘭技術(shù)點(diǎn)位、閥門技術(shù)點(diǎn)位、連接件技術(shù)點(diǎn)位、開口管線技術(shù)點(diǎn)位、墊片技術(shù)點(diǎn)位以及螺栓技術(shù)點(diǎn)位的管理控制干預(yù)工作，有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)泄漏點(diǎn)的修復(fù)。

2.2.4 修復(fù)的主要手段

1)閥門泄漏維修

閥門閥桿與填料壓蓋或壓板之間泄漏的修復(fù)，通?？梢酝ㄟ^適當(dāng)扭緊壓蓋或壓板螺栓上的螺母消除泄漏。對(duì)于通過扭緊螺母無法消除泄漏的閥門，則需要退出閥門上下游物料，打開閥門填料壓蓋或壓板(取出壓套)，檢查并更換閥門填料或閥桿。

2)法蘭、連接件泄漏維修

法蘭泄漏維修，首先應(yīng)對(duì)稱逐步扭緊螺栓螺母，同時(shí)檢測泄漏點(diǎn)，直到凈檢測值低于泄漏定義濃度。通過扭緊螺栓螺母，無法消除泄漏，則需要退出法蘭上下游物料，更換墊片。

3)開口閥或開口管線泄漏維修

開口閥或開口管線泄漏，首先應(yīng)檢查末端閥門是否關(guān)緊。在閥門關(guān)緊情況下，泄漏依然存在，則需在安全的前提下加裝一道閥門或盲板或絲堵。

4)泄壓設(shè)備(安全閥)泄漏維修

泄壓設(shè)備(安全閥)泄漏維修，應(yīng)切換到備用泄壓設(shè)備(安全閥)，檢查整定壓力、實(shí)際工況壓力是否符合相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范要求。拆下有問題的泄壓設(shè)備，應(yīng)由具有相關(guān)資質(zhì)的機(jī)構(gòu)檢查、維修并重新設(shè)定整定壓力。

5)泵軸封維修

泵軸常見的故障現(xiàn)象有進(jìn)料或靜壓時(shí)泄漏、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)突發(fā)性、經(jīng)常性或周期性泄漏等不同泄露情況，應(yīng)針對(duì)不同故障現(xiàn)象找出故障原因，采取針對(duì)有效的處理解決方法。

2.2.5 減排效益分析

針對(duì)230 682個(gè)密封技術(shù)點(diǎn)位展開檢測分析技術(shù)環(huán)節(jié)，所有密封技術(shù)點(diǎn)位的全年無組織排放數(shù)量為50.89 t，在開展修復(fù)環(huán)節(jié)之后，其實(shí)際排放數(shù)量為29.60 t，其減排數(shù)量為21.29 t。

3 結(jié)論

借由開展規(guī)范系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)學(xué)數(shù)據(jù)核算工作環(huán)節(jié)和技術(shù)性檢測分析環(huán)節(jié)可以知道，在煤制油項(xiàng)目運(yùn)行過程中，無組織排放數(shù)量通常占據(jù)總排放數(shù)量的68.76%，針對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物排放過程展開管理控制，重點(diǎn)在于針對(duì)無組織排放技術(shù)活動(dòng)過程展開控制。

在煤制油項(xiàng)目內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，法蘭密封技術(shù)點(diǎn)位設(shè)置數(shù)量最多，其設(shè)置數(shù)量通常占據(jù)密封技術(shù)點(diǎn)位總設(shè)置數(shù)量的69.72%，其次為閥門密封技術(shù)點(diǎn)位，其設(shè)置數(shù)量通常占據(jù)密封技術(shù)點(diǎn)位總設(shè)置數(shù)量的19.28%；法蘭泄漏技術(shù)點(diǎn)位的出現(xiàn)數(shù)量最多，其出現(xiàn)數(shù)量占據(jù)泄漏技術(shù)點(diǎn)位總出現(xiàn)數(shù)量的62.71%，其次為閥門泄漏技術(shù)點(diǎn)位和開口管線泄漏技術(shù)點(diǎn)位，其數(shù)量占比均為13.01%。該項(xiàng)研究過程中針對(duì)230 682個(gè)密封技術(shù)點(diǎn)位展開規(guī)范化檢測干預(yù)，發(fā)現(xiàn)泄漏技術(shù)點(diǎn)位168 處，成功修復(fù)165 處。

LDAR技術(shù)主要是針對(duì)VOCs無組織排放難題而提出的，屬于源頭治理方法。在煤制油項(xiàng)目生產(chǎn)技術(shù)運(yùn)作過程中，做好針對(duì)法蘭技術(shù)點(diǎn)位、閥門技術(shù)點(diǎn)位、連接件技術(shù)點(diǎn)位、開口管線技術(shù)點(diǎn)位、墊片技術(shù)點(diǎn)位，以及螺栓技術(shù)點(diǎn)位的管理控制干預(yù)工作，有助于控制縮減揮發(fā)性有機(jī)物的排放數(shù)量，繼而產(chǎn)生相應(yīng)的環(huán)境保護(hù)、生產(chǎn)安全及生產(chǎn)成本的效益。