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        液體泊位?;费b卸對(duì)大氣環(huán)境影響分析——以古雷港某液體泊位為例

        2021-12-04 08:33:26福建省環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)院有限公司江文瑩
        區(qū)域治理 2021年48期
        關(guān)鍵詞:效率

        福建省環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)院有限公司 江文瑩

        隨著工業(yè)的發(fā)展,各地石化基地對(duì)化工原料的需求量增加,為了滿(mǎn)足產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求,港口運(yùn)輸石化原料成了重要的樞紐。福建省主要的石化港口基地包括漳州古雷港區(qū)、泉港石化基地、福清江陰港區(qū)等[1],為匹配石化基地的運(yùn)輸需求,完善港區(qū)運(yùn)輸體系,促進(jìn)石化產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步發(fā)展,推進(jìn)各碼頭工程建設(shè),液體化工碼頭的貨種主要為各類(lèi)有機(jī)化工原料,因此,液體泊位工程大氣污染物主要為各類(lèi)有機(jī)污染物,本文通過(guò)列舉實(shí)例進(jìn)行大氣環(huán)境影響分析,研究液體泊位有機(jī)污染的排放特點(diǎn),對(duì)正常和非正常工況下的模擬研究,對(duì)泊位工程提出針對(duì)性措施提供理論依據(jù)。

        一、工程概況

        該項(xiàng)目為廈門(mén)港古雷港區(qū)古雷作業(yè)區(qū)規(guī)劃內(nèi)泊位,裝卸的貨種主要包括各種液體?;贰2次贿\(yùn)輸貨種需滿(mǎn)足相應(yīng)規(guī)劃內(nèi)容,應(yīng)在負(fù)面清單中限制發(fā)展的貨種之內(nèi),不含基地高風(fēng)險(xiǎn)物料(液氨、醋酸),生態(tài)毒理較大的原料氫氰酸,應(yīng)符合“三線(xiàn)一單”要求。作為液體化工泊位,運(yùn)營(yíng)期間的大氣污染源主要為液體化工產(chǎn)品裝船損失。

        碼頭裝卸作業(yè)采用全密閉管道輸送,碼頭上的輸油臂前方與油輪上的管線(xiàn)法蘭連接,后方與輸送管道連接,使裝船作業(yè)全過(guò)程處于密閉狀態(tài)。

        二、廢氣污染物源強(qiáng)

        (一)有組織廢氣源強(qiáng)

        裝船時(shí)有機(jī)物主要來(lái)自呼吸閥、通氣孔、管道閥門(mén)等。卸船產(chǎn)生的有機(jī)廢氣一般產(chǎn)生于后方罐區(qū),因此有機(jī)物源強(qiáng)核算可根據(jù)《排污許可證申請(qǐng)與核發(fā)技術(shù)規(guī)范石化工業(yè)》推薦公示進(jìn)行計(jì)算。

        式中:LL—揮發(fā)性有機(jī)液體裝載過(guò)程排放系數(shù),油輪/遠(yuǎn)洋駁船裝載汽油為0.215kg/m3,其他駁船裝載汽油為0.410kg/m3,其余采用式(2)計(jì)算;

        Q—排污單位設(shè)計(jì)物料裝載量;

        η總—去除效率,可根據(jù)處理設(shè)施的去除率確定。

        式中,S—飽和系數(shù),無(wú)量綱,一般取值0.6,船舶裝載汽油和原油以外的油品時(shí)取值0.5;

        PT—溫度T時(shí)裝載物料的真實(shí)蒸氣壓;

        Mvap—油氣分子量;

        T—裝載物料溫度,取近1年平均值。

        通過(guò)以上兩個(gè)公式,可計(jì)算出裝船過(guò)程揮發(fā)性有機(jī)物有組織排放量。

        本文取苯乙烯作為示范因子,苯乙烯在《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則—大氣環(huán)境》(HJ2.2-2018)附錄D中的濃度限值為10μg/m3,同時(shí)其又為惡臭因子,影響較大,需要進(jìn)行重點(diǎn)管控,因此具有一定的代表性。

        在源強(qiáng)計(jì)算上有幾個(gè)因素可以進(jìn)行考慮,裝載的溫度、裝載效率、廢氣回收量均能影響源強(qiáng)。以下通過(guò)不同裝載溫度、裝載效率分析源強(qiáng)變化。

        苯乙烯密度約0.9g/cm3,本文列舉苯乙烯裝載量10萬(wàn)t/a,根據(jù)船型不同,裝卸效率不同,按1000t、2000t、3000t船型取225t/h、300t/h、337.5t/h不同裝卸效率,相同裝載溫度下(25℃)對(duì)比苯乙烯源強(qiáng)情況。

        裝載過(guò)程加裝保冷工藝,可調(diào)節(jié)裝載溫度。在保冷情況下降低溫度,相同裝卸效率(取225t/h)情況下取不同裝載溫度25℃、20℃、15℃計(jì)算對(duì)比苯乙烯源強(qiáng)變化情況(見(jiàn)表1、表2)。

        表1 不同裝卸效率下苯乙烯源強(qiáng)情況對(duì)比表

        表2 不同裝卸溫度苯乙烯源強(qiáng)情況對(duì)比表

        由圖1、圖2可知,苯乙烯裝卸廢氣源強(qiáng)與裝卸效率和裝卸溫度正相關(guān),通過(guò)控制裝卸溫度和裝卸效率可以起到從源強(qiáng)控制有機(jī)廢氣排放的效果。

        圖1 裝載源強(qiáng)隨裝卸效率變化情況

        圖2 裝載源強(qiáng)隨裝卸溫度變化情況

        (二)無(wú)組織廢氣及非正常工況

        無(wú)組織根據(jù)《排污許可證申請(qǐng)與核發(fā)技術(shù)規(guī)范石化工業(yè)》中設(shè)備與管線(xiàn)組件密封點(diǎn)泄漏揮發(fā)性有機(jī)物年許可排放量,按如下公式計(jì)算:

        式中,E設(shè)備—設(shè)備與管線(xiàn)組件密封點(diǎn)泄漏的揮發(fā)性有機(jī)物年許可排放量;

        ti—密封點(diǎn)i的年運(yùn)行時(shí)間

        eTOC,i—密封點(diǎn)i的總有機(jī)碳(TOC)排放速率,閥門(mén)為0.036kg/h/排放源;

        WFVOCs,i—流經(jīng)密封點(diǎn)i的物料中揮發(fā)性有機(jī)物平均質(zhì)量分?jǐn)?shù),根據(jù)設(shè)計(jì)文件取值;

        WFTOC,i—流經(jīng)密封點(diǎn) i的物料中總有機(jī)碳(TOC)平均質(zhì)量分?jǐn)?shù),根據(jù)設(shè)計(jì)文件取值;

        n—揮發(fā)性有機(jī)物流經(jīng)的設(shè)備與管線(xiàn)組件密封點(diǎn)數(shù),設(shè)備連接設(shè)有球閥、閘閥、止回閥、安全閥等密封泄漏點(diǎn),可根據(jù)工可工程量清單來(lái)確定。

        通過(guò)上述公式,計(jì)算出無(wú)組織廢氣產(chǎn)生量。

        非正常工況下廢氣產(chǎn)生量主要考慮廢氣處理設(shè)施故障或失效情況下的排放量,按最大影響考慮,按處理效率為0進(jìn)行計(jì)算分析。

        表3 新增污染源正常排放與非正常排放苯乙烯預(yù)測(cè)結(jié)果(單位:μg/m3)

        三、大氣預(yù)測(cè)

        (一)模式選擇

        通過(guò)估算模式確定評(píng)價(jià)等級(jí),確定一級(jí)評(píng)價(jià)后需要進(jìn)行進(jìn)一步預(yù)測(cè),由于泊位工程一般靠海或內(nèi)河河岸建設(shè),因此根據(jù)導(dǎo)則要求,要考慮岸邊熏煙影響。

        示例項(xiàng)目根據(jù)估算模型判定最大1h平均質(zhì)量濃度不超過(guò)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)模式采用HJ2.2-2018附錄A中的可預(yù)測(cè)局地尺度(≤50km)的AERMOD模式。

        (二)預(yù)測(cè)參數(shù)的選取

        預(yù)測(cè)因子選取主要污染物、特征因子,液化碼頭一般包含非甲烷總烴,預(yù)測(cè)周期可選用評(píng)價(jià)基準(zhǔn)年,預(yù)測(cè)周期為連續(xù)1年。

        (三)氣象條件的選取

        地面氣象資料收集與距離廠(chǎng)址最近的氣象站特征年每日24小時(shí)的地面氣象資料,高空氣象資料采用“中國(guó)全球大氣再分析中間產(chǎn)品(CRA-Interim)”。

        (四)地形及地表參數(shù)選取

        地形數(shù)據(jù)srtm文件系統(tǒng)生成,數(shù)據(jù)由csi.cgiar.org提供。地形參數(shù)選取范圍可略大于預(yù)測(cè)范圍,取90m分辨率地形高程數(shù)據(jù)。地表參數(shù)可根據(jù)評(píng)價(jià)區(qū)的地表特征進(jìn)行區(qū)分扇形區(qū)域,主要包括城市、水面、落葉林、針葉林、濕地、農(nóng)作物、草地、城市、沙漠等,根據(jù)分區(qū)結(jié)果生產(chǎn)特征參數(shù)。

        (五)分情景預(yù)測(cè)

        根據(jù)大氣導(dǎo)則,新建項(xiàng)目一般有正常排放和非正常排放,共設(shè)置4種情景,包括新增污染源最大濃度占標(biāo)率、新增污染源廠(chǎng)界達(dá)標(biāo)和大氣防護(hù)距離預(yù)測(cè)、新增污染物疊加擬建、在建、背景濃度同步削減以新帶老下最大濃度占標(biāo)率。本文列舉示例按正常工況下和非正常工況下苯乙烯最大濃度占標(biāo)率進(jìn)行預(yù)測(cè)分析。

        (六)AERMOD模式預(yù)測(cè)結(jié)果

        選取影響較大的苯乙烯作為大氣影響預(yù)測(cè)分析因子。示例中按裝卸溫度為25℃,裝載效率為225t/h,取正常排放時(shí)新增污染源和非正常情況下新增污染源進(jìn)行對(duì)比預(yù)測(cè)。

        預(yù)測(cè)結(jié)果表明,根據(jù)正常工況下新增污染源預(yù)測(cè)結(jié)果,項(xiàng)目排放的苯乙烯小時(shí)貢獻(xiàn)值占標(biāo)率符合≤100%的要求,網(wǎng)格點(diǎn)預(yù)測(cè)最大小時(shí)貢獻(xiàn)值分別為4.2763μg/m3,占標(biāo)率分別為42.76%。

        根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果,項(xiàng)目廢氣污染物非正常工況時(shí),苯乙烯會(huì)出現(xiàn)污染物排放出現(xiàn)較大超標(biāo),網(wǎng)格點(diǎn)預(yù)測(cè)最大小時(shí)貢獻(xiàn)值分別為98.605μg/m3,占標(biāo)率分別為986.05%。

        通過(guò)兩次預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)比,可見(jiàn)在非正常工況情況下,廢氣排放量會(huì)大大增加,甚至造成大量超標(biāo),因此建設(shè)單位在生產(chǎn)過(guò)程中需加強(qiáng)管理,保障環(huán)保設(shè)備正常運(yùn)行(見(jiàn)表3)。

        為了降低占標(biāo)率可以首先從源強(qiáng)上進(jìn)行控制,降低苯乙烯裝卸溫度,溫度降低情況下,將降低飽和蒸氣壓,源強(qiáng)也會(huì)下降。其次從過(guò)程上進(jìn)行控制,在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中應(yīng)做好油氣回收設(shè)施等廢氣措施設(shè)施的維護(hù)和保養(yǎng),特別在非正常工況下出現(xiàn)超標(biāo)的貨種,在裝卸前應(yīng)檢查廢氣處理裝置是否正常使用,檢查廢氣管道是否漏氣,管道接口是否密封完善,杜絕非正常排放情況發(fā)生。

        四、結(jié)語(yǔ)

        本文通過(guò)較為詳細(xì)地介紹液體泊位?;费b卸過(guò)程的大氣影響分析,以期給同行提供參考思路。通過(guò)全過(guò)程影響分析,可以進(jìn)一步提出以下建議:(1)對(duì)于已核準(zhǔn)的貨種在分析時(shí),首先對(duì)排放標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)較為嚴(yán)格的貨種進(jìn)行預(yù)分析,可通過(guò)調(diào)整裝卸溫度、裝卸效率來(lái)滿(mǎn)足排放要求,從環(huán)境保護(hù)角度提供更科學(xué)合理的意見(jiàn)。(2)對(duì)于未核準(zhǔn)的貨種,若出現(xiàn)超標(biāo)或在環(huán)境容量不允許的情況下,應(yīng)進(jìn)一步論證該貨種運(yùn)輸?shù)谋匾?,或向建設(shè)單位提出取締方案,提前剔除后續(xù)建設(shè)的障礙。

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