2022美國揮發(fā)性有機物（VOC）監(jiān)測及減排最佳管理技術(shù)

美國揮發(fā)性有機物（VOC）煉油廠案例分析PAGE\*romanPAGE\*romaniv目 錄TOC\o"1-4"\h\z\u目 錄 i圖表目錄 iv縮略詞表 v揮發(fā)性機物煉油概述 1工藝氣 2排放源述 2原標(biāo)準(zhǔn)的VOC染防要求 2新增監(jiān)和污防治要求 2火炬 3排放源述 3原標(biāo)準(zhǔn)的VOC染防要求 3新增監(jiān)和污防治要求 3火炬管理計劃 4火炬績效運限值 4引燃火焰存在 5可見排放 5火炬速度 5燃燒區(qū)凈熱值 6周邊空氣燃火的釋限值 6火炬緊急情的管理7設(shè)備泄漏 7排放源述 7原標(biāo)準(zhǔn)的VOC染防要求 7新增監(jiān)和污防治要求 8監(jiān)測 8泄漏的定義 8泄漏探方法 8記錄存要求 9污染防治新術(shù) 9閥門和閥盤根 10法蘭 10泵 11儲罐 11排放源述 11原標(biāo)準(zhǔn)的VOC染防要求 11內(nèi)浮頂儲罐 11外浮頂儲罐 11外浮頂儲罐造為頂儲罐 12一般儲罐的求 12新增監(jiān)和污防治要求 12廢水系統(tǒng) 13排放源述 13廢水收集系統(tǒng) 13廢水處理系統(tǒng) 13原標(biāo)準(zhǔn)的VOC染防要求 14廢水收集系統(tǒng) 14廢水處理系統(tǒng) 15新增監(jiān)和污防治要求 16熱交系統(tǒng) 16排放源述 16閉路再循環(huán)交換統(tǒng) 17一次性交換統(tǒng) 17原標(biāo)準(zhǔn)的VOC染防要求 17新增監(jiān)和污防治要求 18總改善 19邊界監(jiān)要求 19被動監(jiān)測儀描述 20監(jiān)測儀的布局 20背景校正 21實踐要求 22其它泄探測方法 22遙感設(shè)備 22主動采樣器 23開放式監(jiān)測儀 23UV-DOAS 23傅立葉換紅線（FTIR） 23差異收光測和（DIAL） 23紅外掩通量 24緊急泄情況管理定 24圖表目錄圖表1.地表臭的形成 1圖表2.火炬產(chǎn)的可排放 4圖表3.火炬煙及不水平的見排放 5圖表4.煉油廠類設(shè)的數(shù)量其產(chǎn)的無排放 8圖表5.FLIR相機 9圖表6.未安裝已安污染防技術(shù)有槽的比較 12圖表7.廢水無織排源示例 13圖表8.廢水收系統(tǒng) 15圖表9.熱交換統(tǒng) 16圖表10.熱交換系統(tǒng) 17圖表11.汽提裝置 18圖表12.邊界監(jiān)測用被動擴管采器 20圖表13.美國某煉廠邊界監(jiān)布局 21圖表14.泄壓裝置排放 24縮略詞列表APCD AirPollutionControlDevice，大污染治設(shè)備Btu BritishThermalUnits，熱單位cm Centimeters，厘米DIAL DifferentialAbsorptionLightDetectionandRanging，差吸收探測距EPA EnvironmentalProtectionAgency，美國邦環(huán)署Fbio Fractionbiodegraded，部分生降解GPS GlobalPositioningSystem，全球位系統(tǒng)FTIR FourierTransformInfrared，傅葉變紅外線HAP HazardousAirPollutant，有害大污染物kg kilogram，kPa kilopascallbs pound，磅m meter，米m3 cubicmeterμg/m3 microgrampercubicmeter，微克每方米NHV NetHeatingValue，凈值ppb partsperbillionppm partspermillionppmv partspermillionbyvolume，體積的萬分ppmw partspermillionbyweight，重量的萬分率PRD PressureReliefDevice，泄壓裝置psig poundspersquareinch，磅每平英寸PTFE Polytetrafluoroethylene，聚四氟烯scf standardcubicfeet，準(zhǔn)立方尺US UnitedStates，美國UV-DOAS UltraVioletDifferentialOpticalAdsorptionSpectrometerVmax Maximumflaretipvelocity，最大炬頭度VOC VolatileOrganicCompounds，發(fā)性機物PAGEPAGE10揮發(fā)性有機物與煉油廠概述（VOC）（USEPA）其產(chǎn)生的VOCVOCVOCVOCVOCVOC包含的有機物種類繁多，但一般特別指能夠與氧（氮氧化物或一氧化碳）反應(yīng)生成臭氧的有機化合物。美國聯(lián)邦環(huán)保署對VOC的定義是：“揮發(fā)性有機物（VOC）指的是除一氧化碳、二氧化碳、碳酸、金屬碳化物或碳酸鹽及碳酸銨之外的，參與大氣光化學(xué)反應(yīng)的含碳化合物?！泵绹?lián)邦環(huán)保署確定了一部分光化學(xué)反應(yīng)性相對較弱，因此可排除在各項VOC法規(guī)適用條款之外的豁免化合物。1除了這些豁免化合物的種類有所不同之外，美國和中國現(xiàn)行的石化行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)中對VOC的定義基本是相似的。

圖表1.地表臭氧的形成除了對引發(fā)臭氧生成的VOC進行治理之外，美國還從降低人體急慢性健康影響的角度出發(fā)，為部分有害大氣污染物（HAP）制訂了一系列法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。煉油廠產(chǎn)生的有害大氣污染物通常包括：也屬于VOC）））金屬類）石化廠產(chǎn)生的有害大氣污染物主要是有機有害大氣污染物，且一般不包括上述其它種類。這是由于產(chǎn)生其它種類有害大氣污染物的雜質(zhì)主要來自原油，而供應(yīng)石化廠的油品中一般不含有這些雜質(zhì)。VOC主要VOC1甲烷、乙烷、二氯甲烷、甲基氯仿及許多氟化氣體（CFC、HCFC、HFC、HFE）等。苯存在于煉油廠絕大多數(shù)的工藝物料中，因此經(jīng)常被用來作為治理全部有害大氣污染物的代表物質(zhì)。原油和汽油中含有苯，因此大部分儲罐會產(chǎn)生苯的大氣排放。另外，苯也存在于廢水和廢水處理產(chǎn)生的大氣排放中。工藝排氣排放源描述工藝排氣直接向大氣或通過回收裝置/大氣污染防治設(shè)備排放廢氣。工藝排氣的部分氣流中含有有害大氣污染物和VOC。///20ppmv33千克/（現(xiàn)）6.8/（VOC。美國聯(lián)邦環(huán)保署為部分排放源制訂了單獨的排放標(biāo)準(zhǔn)，因此這些排放源不受上述工藝排氣標(biāo)準(zhǔn)的約束。這些排放源包括：泄壓裝置排氣、設(shè)備泄漏、催化裂化裝置催化劑再生排氣、催化重整裝置再生排氣、硫磺廠排氣、包括汽提塔在內(nèi)的污染防治設(shè)備排氣、延遲焦化裝置脫焦作業(yè)、儲存裝置和廢水處理裝置排氣等。VOC須將氣中有害大污染的重低98以上，將其降低至20ppmv（干基）以下，基準(zhǔn)氧含量為3。新增監(jiān)測和污染防治技術(shù)要求（98減排或20ppmv基濃度求）燃料統(tǒng)或工過程行處直到其足以任10；或者5psig；或者72VOC這些新增的監(jiān)測和污染防治技術(shù)要求確保設(shè)備在啟動、關(guān)閉、故障、維護和檢驗等各個過程中均受到排放限值的約束。如下文III.C為大污染設(shè)備參運行能夠滿足98的減效率?；鹁媾欧旁疵枋龌鹁嬷傅氖遣痪哂忻芊馊紵?，借助不受控制的環(huán)境空氣燃燒氣體的燃燒裝置。火炬可以分為四個主要類別：空氣助燃火炬、蒸汽助燃火炬、壓力助燃火炬和非助燃火炬。美國聯(lián)邦環(huán)保署新增的大氣污染排放要求主要涉及了空氣助燃、蒸汽助燃和非助燃三個類別。本節(jié)將對相關(guān)要求進行總結(jié)。涉及壓力助燃火炬的相關(guān)要求是根據(jù)企業(yè)的具體請求酌情確定的。請求采用壓力助燃火炬的企業(yè)必須向美國聯(lián)邦環(huán)保署提交不同運行狀況下的火炬設(shè)計和燃燒效率測試數(shù)據(jù)，以闡釋采用該設(shè)計方案的壓力助燃火炬的適當(dāng)運行范圍。幾乎所有的煉油廠、石化廠或有機化學(xué)品制造商都通過至少一部火炬對設(shè)備啟動、關(guān)閉或故障期間產(chǎn)生的廢氣進行控制。一般來說，每座煉油廠或石化廠通常設(shè)有3至4部火炬。除了緊急情況下的廢氣處理，火炬也經(jīng)常用于多種VOC排放源的污染防治。當(dāng)火炬氣燃燒不充分時，VOC便會釋放到大氣中。如果火炬的不正常運行導(dǎo)致其燃燒效率降低，則可能產(chǎn)生大量的VOC排放。VOC根據(jù)原標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)要求，火炬須：2小5一般認(rèn)，符上述和運行求的炬將實現(xiàn)98的有大氣物減排率。是（新增監(jiān)測和污染防治技術(shù)要求在對原標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)要求及其執(zhí)行結(jié)果進行審閱后，美國聯(lián)邦環(huán)保署認(rèn)為，應(yīng)當(dāng)以保證火炬滿足有害大氣污染物減排效率并在設(shè)備啟動、關(guān)閉和故障期間將大氣排放控制在最低水平為目標(biāo)，制訂新的配套要求，并使企業(yè)在可行的情況下盡量減少火炬的常規(guī)使用。火炬管理計劃首先，新的大氣排放標(biāo)準(zhǔn)（記載在美國聯(lián)邦法規(guī)40CFRPart60，SubpartJa下）要求火炬所有者或運營方制定并提交一份書面的火炬管理計劃，闡述如何在排放源處或通過安裝火炬氣回收系統(tǒng)，以及在正常運行期間及規(guī)劃的設(shè)備啟動和關(guān)閉期間盡量減少火炬的使用。在落實火炬使用最少化評估過程確定的各項措施之后，火炬所有者或運營方應(yīng)當(dāng)為每部火炬建立一項流率基線，并在任何24小時火炬參數(shù)超過基線

圖表2.火炬產(chǎn)生的可見排放5014160）4545（VOC火炬績效運行限值VOC：（1）（2）（）（3）1212Btu/scf（）2VOC152美國聯(lián)邦環(huán)保署為氫氣設(shè)定了一項人工凈熱值，這是因為與其它烴類相比，氫氣的爆炸下限較高，但整體熱含量較低。爆炸下限較高意味著氫氣的燃燒能力相對較好。因此，美國聯(lián)邦環(huán)保署為主要由氫氣組成的火炬氣流設(shè)定了這項人工凈熱值，使其能夠符合燃燒區(qū)域氣體凈熱值的有關(guān)要求。圖表3.火炬煙道及不同水平的可見排放與原標(biāo)準(zhǔn)相同，新標(biāo)準(zhǔn)要求所有火炬在氣體流導(dǎo)入的全時段保持引燃火焰。同時，新標(biāo)準(zhǔn)延續(xù)了對火炬運營方必須連續(xù)監(jiān)測引燃火焰存在的有關(guān)要求。但是，新標(biāo)準(zhǔn)中明確提出，當(dāng)火焰在任何一個15分鐘區(qū)間內(nèi)消失超過1分鐘時即視為違規(guī)。新標(biāo)準(zhǔn)提出的有關(guān)要求更加明確和可行?？梢娕欧排c原標(biāo)準(zhǔn)相同，新標(biāo)準(zhǔn)要求所有火炬在氣體流導(dǎo)入的任何一個2小時區(qū)間內(nèi)不得出現(xiàn)超過55分鐘）12可見排放達(dá)到5分鐘。如果運營方選擇采用監(jiān)控攝像頭，攝像頭必須能夠每15秒拍攝一幀畫面，并完整記錄畫面拍攝的日期和時間。拍攝的所有畫面均須妥善保存，并可供有關(guān)人員隨時瀏覽。新標(biāo)準(zhǔn)提出的一系列詳細(xì)、明確的監(jiān)測要求能夠有效確?；鹁孢\營方滿足各項可見排放的標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的可行性。原標(biāo)準(zhǔn)為火炬氣中氫氣含量較高的火炬和其它部分種類火炬單獨提出了火炬頭速度限值。最大可允許火炬頭速度與火炬氣的凈熱值相關(guān)。凈熱值可采用連續(xù)運行的、能夠在標(biāo)準(zhǔn)狀況下記錄數(shù)據(jù)的熱量計確定。企業(yè)也可根據(jù)連續(xù)監(jiān)測儀采集的成分?jǐn)?shù)據(jù)或借助隨機采樣，對火炬氣的凈熱值進行估算。計算的方法是將火炬氣氣流中各種成分的濃度和熱值進行加總，同時使用1212Btu/scf的氫氣凈熱值參與計算。最大可允許火炬頭速度的計算公式是：log10????)=

+1212850其中：Vmax＝最大可允許火炬頭速度，單位為英尺/秒NHVvg＝火炬氣凈熱值，單位為Btu/scf。在計算烴類時應(yīng)使用其物質(zhì)種類的實際熱值。氫氣的熱值應(yīng)采1212Btu/scf1212＝常數(shù)850＝常數(shù)若實際火炬頭速度超過60英尺/秒，則必須保持在400英尺/秒以下并同時低于Vmax。與原標(biāo)準(zhǔn)不同的是，新標(biāo)準(zhǔn)要求運營方連續(xù)測量火炬氣的體積流率（至少每15分鐘測量一次），并和火炬頭的無遮擋橫截面一起用于計算實際的火炬頭速度（單位為英尺/秒）。新的流量監(jiān)測要求提出了一系列替代方法，例如采用體積流量監(jiān)測儀、質(zhì)量流量監(jiān)測儀和測量的火炬氣分子量，以及壓力/溫度監(jiān)測儀及適當(dāng)?shù)墓こ虒W(xué)計算方法對氣體導(dǎo)入火炬的每個15分鐘區(qū)間的總體積流量（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）進行確定。新標(biāo)準(zhǔn)要求火炬運營方必須在氣體導(dǎo)入火炬超過15分鐘時分別計算每部火炬的實際火炬頭速度。d.燃燒區(qū)域凈熱值新標(biāo)準(zhǔn)明確提出，在氣體導(dǎo)入火炬時，火炬燃燒區(qū)域內(nèi)15分鐘區(qū)間的平均氣體凈熱值必須高于或等于270Btu/scf。火炬燃燒區(qū)域氣體凈熱值的計算方法是用火炬氣凈熱值（在執(zhí)行火炬頭速度限值合規(guī)評估時確定）乘以火炬氣體積流率和火炬氣、助燃蒸汽和“預(yù)混合”助燃空氣總體積流率的比例（預(yù)混合助燃空氣指的是在火炬頭上游方向加入火炬氣的空氣，一般較為少見）。e.周邊空氣助燃火炬的稀釋限值新標(biāo)準(zhǔn)為采用周邊空氣進行助燃的火炬制訂了特殊的規(guī)定。周邊助燃空氣的定義是在火炬頭周圍或上方參與燃燒的空氣，其中包括人工夾雜在下部蒸汽或上部蒸汽（非中央蒸汽）當(dāng)中的空氣。周邊助燃空氣不包括火炬頭上游方向加入的空氣（預(yù)混合助燃空氣）或火炬引燃火焰周圍的環(huán)境空氣。新標(biāo)準(zhǔn)提出，在氣體流導(dǎo)入火炬超過15分鐘時，每個15分鐘區(qū)間的凈熱值稀釋參數(shù)應(yīng)高于22Btu/（），（助燃空氣包括預(yù)混合和周邊助燃空氣）。新標(biāo)準(zhǔn)火炬出的要求增了監(jiān)工作定性，而確火炬保持98的有大火炬緊急情況的管理規(guī)定）232設(shè)備泄漏排放源描述設(shè)備泄漏指的是從泵、壓縮機密封、工藝閥門、泄壓裝置、開口閥門和管線、法蘭和其它連接器、攪拌機和儀表系統(tǒng)等工藝設(shè)備釋放工藝流體或蒸汽的現(xiàn)象。設(shè)備泄漏主要發(fā)生在相互連接的設(shè)備部件之間或密封部件處。VOCVOC重量超過（）（每半年一次VOC進10000ppm1000ppm（）新建和現(xiàn)存排放源均應(yīng)根據(jù)實際情況在開口閥門和管線上安裝保護帽、插塞或法蘭盲板。應(yīng)當(dāng)注意的是，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)目前尚未對新建或現(xiàn)存煉油廠排放源的連接器和法蘭提出儀器監(jiān)測的要求。但是，有機化學(xué)品制造商和石化廠則須每年對其廠區(qū)的連接器和法蘭進行監(jiān)測。在設(shè)備泄漏確定之后，企業(yè)必須在15天內(nèi)對其進行修復(fù)。第一次修復(fù)嘗試必須在5天內(nèi)完成。新增監(jiān)測和污染防治技術(shù)要求監(jiān)測泄漏的定義500ppm2000ppm圖表4.煉油廠各類設(shè)備的數(shù)量及其產(chǎn)生的無組織排放美國聯(lián)邦環(huán)保署也考慮對原標(biāo)準(zhǔn)中手持式探測儀使用的有關(guān)規(guī)定進行更新，將光學(xué)氣體成像等遙感技術(shù)列為一種替代方法。企業(yè)在通過替代方法執(zhí)行泄漏探測時，可使用遙感技術(shù)裝置或系統(tǒng)對廠區(qū)內(nèi)的設(shè)備進行掃描。常見的遙感技術(shù)主要包括：紅外波長光學(xué)氣體成像、差異吸收光探測和測距（DIAL）和紅外掩日通量（SOF）等。最為常見的遙感裝置是一種根據(jù)紅外波長的吸收生成影像的被動紅外設(shè)備（也被稱為“相機”）。含有VOC的氣團會以彩色煙羽的形式顯示在這種光學(xué)氣體成像儀的屏幕上。相機通常用來確定發(fā)生泄漏的具體設(shè)備。一般認(rèn)為，煉油廠或石化廠產(chǎn)生的無組織排放中至少包含相機能夠鑒別的其中一種物質(zhì)，例如苯、甲烷、丙烷或丁烷等，因此可將其應(yīng)用于廠區(qū)的泄漏探測中。另外，相較于手持式探測儀的單一性，相機還可在同一時段對多個設(shè)備開展監(jiān)測。所以，美國聯(lián)邦環(huán)保署認(rèn)為，相機作為手持式探測儀的替代方案是合適的。

圖表5.FLIR相機其它光學(xué)探測技術(shù)，例如DIAL和SOF，主要用于在排放源的下風(fēng)方向進行泄漏探測和評估。這兩種技術(shù)無法對發(fā)生泄漏的具體設(shè)備進行確定，因此美國聯(lián)邦環(huán)保署沒有將其列為手持式探測儀的適當(dāng)替代方案。在新標(biāo)準(zhǔn)中，美國聯(lián)邦環(huán)保署允許企業(yè)根據(jù)相關(guān)規(guī)定將相機應(yīng)用于各廠區(qū)的替代測試方法中，但仍須使用傳統(tǒng)的EPA方法21監(jiān)測程序每年對替代測試方法進行一次認(rèn)證。另外，美國聯(lián)邦環(huán)保署還在為泄漏探測中光學(xué)氣體成像相機的使用制訂一項標(biāo)準(zhǔn)測試方法。這項標(biāo)準(zhǔn)測試方法發(fā)布后將納入新標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)要求中，這樣企業(yè)便不需每年使用EPA方法21進行認(rèn)證即可直接應(yīng)用光學(xué)氣體成像技術(shù)。VOCEPA21VOC濃度（）3-4污染防治新技術(shù)除了考慮下調(diào)設(shè)備泄漏的定義值和更新監(jiān)測方法的有關(guān)規(guī)定外，美國聯(lián)邦環(huán)保署還對設(shè)備泄漏的污染防治新技術(shù)進行了審閱。這些技術(shù)主要適用于具有低泄漏設(shè)計的低排放設(shè)備。最常見的低排放設(shè)備主要為閥門和閥門盤根，另外連接器、法蘭和泵等低排放設(shè)備的開發(fā)目前也已取得了一定進展。在新標(biāo)準(zhǔn)中，美國聯(lián)邦環(huán)保署尚未對這些新技術(shù)的使用作出具體要求，但已出于合規(guī)執(zhí)行的需要將其添加到特定企業(yè)的VOC排放要求中。閥門和閥門盤根產(chǎn)生的設(shè)備泄漏是煉油廠和石化廠無組織排放的主要來源之一。在對設(shè)備泄漏進行研究的過程中，美國聯(lián)邦環(huán)保署發(fā)現(xiàn)，閥門生產(chǎn)商通常為其生產(chǎn)的閥門或盤根提供5年之內(nèi)不會發(fā)生超出100ppm泄漏的質(zhì)量保證。這樣的質(zhì)保承諾已經(jīng)獲得國際標(biāo)準(zhǔn)化組織、德國工程師協(xié)會、美國石油協(xié)會和美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會等標(biāo)準(zhǔn)化組織測試協(xié)定的認(rèn)證。閥門盤根通過對閥桿和閥蓋之間的空間進行密封降低設(shè)備泄漏。盤根的類型取決于閥門開關(guān)的頻率。所有的盤根都會隨著閥門的使用不斷磨損。盤根壽命的延長可通過以下幾點實現(xiàn)：（）目前行業(yè)內(nèi)使用的大部分閥門盤根的材料屬于以下三種中的一種：（PTFE）純石墨聚四氟乙烯或合成橡膠盤根產(chǎn)生的摩擦力較小，具有較長的壽命和較低的泄漏速率，但不能在溫度較高的生產(chǎn)環(huán)境中使用。純石墨盤根適用于溫度較高的生產(chǎn)環(huán)境，但壽命相對較短，泄漏速率相對較高。含添加材料的石墨盤根的壽命、泄漏速率和適應(yīng)溫度范圍則居于上述兩種盤根之間。低排放閥門盤根包括柔性石墨編織密封和工程套件兩個類別。柔性石墨編織密封可用于多種尺寸的閥門。密封的柔性使得其需要經(jīng)過多個步驟進行安裝，且企業(yè)應(yīng)在閥門啟動后繼續(xù)對其進行必要的調(diào)整。柔性石墨編織密封可用于溫度和壓力較高的生產(chǎn)環(huán)境中。工程套件則將較為傳統(tǒng)的柔性石墨壓鑄環(huán)與柔性石墨編織密封結(jié)合在一起。這些組件適用于單一尺寸的閥門和閥桿箱，在實現(xiàn)柔性石墨編織密封減排性能的同時保持了傳統(tǒng)壓鑄環(huán)安裝簡單的特點。工程套件也可用于溫度和壓力較高的生產(chǎn)環(huán)境中。美國的一些煉油廠成功使用波紋管密封球閥有效防止了設(shè)備泄漏的發(fā)生。這項設(shè)計旨在降低閥門受到的壓力，其方法主要包括：（）（）波紋管密封球閥可以在實現(xiàn)聚四氟乙烯或合成橡膠盤根較低泄漏速率的同時保持在高溫環(huán)境中運行的性能，然而其成本也是普通閥門盤根的數(shù)倍。法蘭美國聯(lián)邦環(huán)保署發(fā)現(xiàn)部分生產(chǎn)商為法蘭制造被稱為“螺旋纏繞”的低排放墊圈。其中一家生產(chǎn)商制造的墊圈由金屬條和較軟的填充材料在特定壓力下互相纏繞制成，通過一只外導(dǎo)環(huán)和一只實心內(nèi)環(huán)填充法蘭之間的空間。外導(dǎo)環(huán)的中心與法蘭內(nèi)部的墊圈重合，使密封材料能夠抵抗外部的徑向運動并限制其外部方向的壓縮。實心內(nèi)環(huán)則可抵抗壓曲及其內(nèi)部方向的壓縮。這種墊圈的靈活性較大，并可在壓力和溫度發(fā)生變化時保持法蘭之間的密封。泵大部分泵在泵軸穿過泵體的位置加裝密封。此處產(chǎn)生的泄漏是泵無組織排放的主要原因。雙機械密封泵具有兩層密封及隔離液。這種設(shè)計可降低泵產(chǎn)生的泄漏。隔離液的壓力高于泵內(nèi)流體的壓力。因此，只有當(dāng)兩層密封同時出現(xiàn)故障時才會產(chǎn)生泄漏。無密封泵，例如磁力驅(qū)動泵等，是另一種排放較低的泵。這種泵的馬達(dá)和泵軸上裝有兩只徑向排列的磁鐵。在其中一只磁鐵隨馬達(dá)旋轉(zhuǎn)時，另一只磁鐵便驅(qū)使泵軸進行旋轉(zhuǎn)。這種泵借助氣密組件（一般是O型圈）防止泵內(nèi)流體排入大氣。儲罐排放源描述儲罐用于儲存液體和氣體工藝給料或工藝產(chǎn)品。大部分儲罐的設(shè)計是在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓或接近標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的環(huán)境中運行（即常壓儲罐）；高壓儲罐則特別用于儲存壓縮氣體和液化氣體等物質(zhì)。常壓儲罐通常采用縱向圓柱體結(jié)構(gòu)，并建有固定或可浮動的罐頂。一些小型的常壓儲罐可能采用橫向圓柱體結(jié)構(gòu)。高壓儲罐一般采用球狀或橫向圓柱體結(jié)構(gòu)。儲罐的VOC排放主要是由罐內(nèi)液體的加注和排空，以及由溫度和氣壓導(dǎo)致的蒸發(fā)損失導(dǎo)致的。不當(dāng)關(guān)閉的開口、儲罐配件和其它污染防治設(shè)備也會產(chǎn)生一部分排放。另外，儲罐在關(guān)閉或維護時需要排空內(nèi)部儲存的液體或氣體，因此也會產(chǎn)生VOC排放。VOC閉排系統(tǒng)向有害氣污物減率在95以上的污染設(shè)備。內(nèi)浮頂儲罐原標(biāo)準(zhǔn)要求內(nèi)浮頂儲罐的浮頂必須隨時停留在液體表面，除了在儲罐第一次加注之前或因檢驗和維護進行排空而必須使用支撐等情況下。儲罐必須在罐壁和浮頂邊緣安裝閉合裝置。閉合裝置包括液態(tài)鑲嵌式密封、金屬鞋式密封或這兩種密封上下排列。外浮頂儲罐原標(biāo)準(zhǔn)要求外浮頂儲罐的浮頂必須隨時停留在液體表面，除了在儲罐第一次加注之前或因檢驗和維護進行排空而必須使用支撐等情況下。儲罐必須在罐壁和浮頂邊緣之間安裝閉合裝置。閉合裝置應(yīng)包括兩種上下排列的密封。下方的密封被稱為一級密封，而上方的密封則被稱為二級密封。一級密封必須是金屬鞋式密封或液態(tài)鑲嵌式密封。外浮頂儲罐改造為內(nèi)浮頂儲罐外浮頂儲罐改造為內(nèi)浮頂儲罐時，應(yīng)遵循內(nèi)浮頂儲罐適用的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求。一般儲罐的要求企業(yè)應(yīng)定期對儲罐封閉處、密封和墊圈等結(jié)構(gòu)進行目視檢驗，確保沒有發(fā)生泄漏。另外還應(yīng)定期執(zhí)行罐內(nèi)檢驗，以確認(rèn)儲罐的完整性。新增監(jiān)測和污染防治技術(shù)要求在對原標(biāo)準(zhǔn)進行審閱的過程中，美國聯(lián)邦環(huán)保署對化學(xué)品制造企業(yè)和煉油廠儲罐大氣污染防治技術(shù)的發(fā)展進行了一項分析。根據(jù)分析結(jié)果，美國聯(lián)邦環(huán)保署新增了儲罐配件的大氣污染防治要求。新標(biāo)準(zhǔn)中為浮頂儲罐配件提出的有關(guān)要求包括：））（）90（1）（2）（3）圖表6.未安裝和已安裝污染防治技術(shù)的有槽導(dǎo)柱的比較除了對浮頂儲罐配件提出污染防治要求之外，美國聯(lián)邦環(huán)保署還對應(yīng)當(dāng)進行污染防治的儲罐的規(guī)模和壓力限值標(biāo)準(zhǔn)進行了修訂。原標(biāo)準(zhǔn)中煉油廠須進行污染防治的規(guī)模和蒸汽壓力標(biāo)準(zhǔn)高于石化廠和有機化學(xué)品制造商適用的標(biāo)準(zhǔn)。美國聯(lián)邦環(huán)保署下調(diào)了煉油廠的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以使這些行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)基本保持一致。對于現(xiàn)存儲罐，如果其設(shè)計容量達(dá)到或超過151m3且用于儲存最大實際蒸汽壓力大于或等于5.2kPa的液體，則必須安裝大氣污染防治設(shè)備。同時，設(shè)計容量在76m3和151m3之間，用于儲存最大實際蒸汽壓力大于或等于13.1kPa的液體的現(xiàn)存儲罐也必須安裝大氣污染防治設(shè)備。浮動罐頂只可用于儲存最大實際蒸汽壓力低于76.6kPa的液體的儲罐。任何儲罐都可通過封閉排氣系統(tǒng)將儲罐氣導(dǎo)向大氣污染防治設(shè)備，但所有儲存最大實際蒸汽壓力大于或等于76.6kPa的液體的儲罐必須安裝此項系統(tǒng)。廢水系統(tǒng)排放源描述工業(yè)廢水系統(tǒng)包括廢水收集系統(tǒng)和廢水處理系統(tǒng)。廢水處理的技術(shù)和水平與廢水的最終用途相關(guān)。VOCVOC廢水收集系統(tǒng)在美國聯(lián)邦環(huán)保署的定義中，廢水收集系統(tǒng)包括排水管、檢修孔、溝渠、集線箱、集水坑、揚水站和下水管道等組成部分。排水管是廢水收集系統(tǒng)的首個結(jié)構(gòu)，用于將廢水導(dǎo)向工藝下水管道，也可將其導(dǎo)入集水坑或溝渠。檢修孔是工作人員對下水管道進行檢驗、維護和清潔的通道。集線箱將多個管道的廢水匯集起來，再輸送至廢水處理系統(tǒng)。揚水站等，因此會產(chǎn)生VOC無組織排放。廢水處理系統(tǒng)廢水處理系統(tǒng)主要可分為三大類：一處理統(tǒng)、處理 圖表7.廢水無織排源示例系統(tǒng)和三級處理系統(tǒng)。一級處理系統(tǒng)通過物理過程除去廢水中的固體和油質(zhì)。其主要結(jié)構(gòu)包括沉淀池和油水分離器等；二級處理系統(tǒng)通過生物分解和化學(xué)過程除去廢水中的大部分有機物質(zhì)。其主要結(jié)構(gòu)包括生物處理裝置或汽提塔等；三級處理系統(tǒng)對廢水進行進一步處理和過濾，使其符合排入水體或循環(huán)再利用的標(biāo)準(zhǔn)。生物處理系統(tǒng)是煉油廠最常見的二級廢水處理系統(tǒng)。生物處理的有機物排放速率取決于裝置的設(shè)計和運行情況。有機物的實際排放量也受其特定性質(zhì)的影響，例如生物降解的效率或揮發(fā)速率等。通過破壞有機物并將其從廢水中去除的裝置一般是密封裝置，其產(chǎn)生的廢氣通過煙道進行排放（例如汽提塔）。破壞裝置的排放速率也取決于裝置的設(shè)計和運行情況。VOC新建和現(xiàn)存煉油廠受到一項苯排放標(biāo)準(zhǔn)的約束。同時，煉油廠的新建廢水處理系統(tǒng)還受到一項VOC排放標(biāo)準(zhǔn)的約束。（按生產(chǎn)點計算的）苯年總加載量在10公噸以上的煉油廠必須對其廢水收集和處理系統(tǒng)進行大氣污染防治。流量加權(quán)的年平均苯濃度在10ppmw以下、或生產(chǎn)點流率在0.02L/分鐘以下的單一廢水源不屬于以上規(guī)定的約束范圍（即非監(jiān)管排放源）。廢水收集系統(tǒng)原標(biāo)準(zhǔn)要求所有的排水管加裝封皮、水封、塞子或蓋子。排水管產(chǎn)生的廢氣必須導(dǎo)入工藝設(shè)備或污染防治設(shè)備。原標(biāo)準(zhǔn)同時還要求企業(yè)每半年對封皮、水封、塞子或蓋子進行一次目視檢驗，以排除可能影響密封部件有效性的情況（例如較低的水位）。在目視檢驗的過程中，工作人員應(yīng)重點尋找縫隙、裂縫或其它潛在的排放點。9010.2在執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的各項檢驗時，如果發(fā)現(xiàn)了任何問題，必須在5天內(nèi)進行第一次修復(fù)嘗試，并在45天內(nèi)修復(fù)完成。如果企業(yè)能夠提出充分的理由，證明必要的修復(fù)必須在設(shè)備關(guān)停的情況下才能有效執(zhí)行，監(jiān)管部門可酌情準(zhǔn)予延期。所有獲準(zhǔn)延期執(zhí)行的修復(fù)必須在設(shè)備關(guān)停結(jié)束之前完成。 碳 罐 密封的 S或P型下水管道 存水彎 油水分離器 浮頂 現(xiàn)存下水系統(tǒng) 來源：美國聯(lián)邦環(huán)保署（USEPA）氣油水采用水封的排氣管道圖表8.廢水收集系統(tǒng)廢水處理系統(tǒng)原標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為，油水分離器和廢水儲罐可能設(shè)有固定頂棚，因此設(shè)備內(nèi)的蒸汽必須導(dǎo)入大氣污染防治設(shè)備。頂棚密封、通道門和其它開口必須至少每半年檢驗一次。除此之外，油水分離器和廢水儲罐也可采用符合有機液體儲罐標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)浮頂或外浮頂（詳情請參見本次報告的第V部分）實現(xiàn)大氣污染防治的有關(guān)要求。原標(biāo)準(zhǔn)要求企業(yè)至少每半年對油水分離器和廢水儲罐進行一次目視檢驗，排查大氣污染防治方面的缺陷。浮頂?shù)娜毕菘赡馨ǎ涸趫?zhí)行標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的各項檢驗時，如果發(fā)現(xiàn)了任何問題，必須在5天內(nèi)進行第一次修復(fù)嘗試，并在45天內(nèi)修復(fù)完成。如果企業(yè)能夠提出充分的理由，證明必要的修復(fù)必須在設(shè)備關(guān)停的情況下才能有效執(zhí)行，監(jiān)管部門可酌情準(zhǔn)予延期。所有獲準(zhǔn)延期執(zhí)行的修復(fù)必須在設(shè)備關(guān)停結(jié)束之前完成。原標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)出了合規(guī)執(zhí)選項第一項是將的質(zhì)降低99以上，將其度10ppmw（VOC減排要是將VOC的量降低95以，或濃度降至1000ppmw下。通情況下，企業(yè)可借助汽提塔滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。符合適當(dāng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的汽提塔不需通過績效評估闡釋其合規(guī)減排的能力。這些設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)主要包括：5100.04/95°C95°C67100/小時/10ppmw在使）0.05-1.0/1-8/升（0.008-0.7/升）3-3640CFRPart63C總的來說，原標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于廢水處理的規(guī)定要求企業(yè)對廢水采取必要的VOC抑制性措施，直到其導(dǎo)入適當(dāng)?shù)膹U水處理裝置中進行大氣污染防治。新增監(jiān)測和污染防治技術(shù)要求VOC（10公噸/VOC低于100公噸/年）熱交換系統(tǒng)排放源描述熱交換器是在不使工藝流體與冷卻流體發(fā)生直接接觸（例如無接觸熱交換器）的前提下，將工藝流體中所含的熱量傳輸至另一種流體（一般是空氣或水）的設(shè)備或設(shè)備組。熱交換器的內(nèi)部管道材料有時可能發(fā)生腐蝕或破裂，使得部分工藝流體發(fā)生泄漏并混入冷卻水中。這樣一來，VOC便會隨著冷卻水釋放到大氣中。 圖表9.熱交換統(tǒng)本次報告中使用的“熱交換系統(tǒng)”一詞指的是以水進行冷卻的熱交換器及其相關(guān)的冷卻水處理系統(tǒng)。熱交換系統(tǒng)主要可分為兩類：閉路再循環(huán)系統(tǒng)和一次性交換系統(tǒng)。閉路再循環(huán)熱交換系統(tǒng)閉路再循環(huán)熱交換系統(tǒng)由冷卻塔、與其搭配運行的熱交換器及熱交換器兩端的水管組成。冷卻塔用于對導(dǎo)出熱交換器的熱水進行降溫，然后再將這部分經(jīng)過冷卻的水導(dǎo)回?zé)峤粨Q器重復(fù)使用。VOCVOC一次性交換系統(tǒng)一次性交換系統(tǒng)通常借助河流或池塘水對熱交換器進行冷卻。導(dǎo)出熱交換器的熱水將被直接排放到廠區(qū)外。一次性交換系統(tǒng)由冷卻單一工藝設(shè)備的一個或多個熱交換器及其兩端的水管組成。VOCVOC應(yīng)當(dāng)注意的是，不是所有的污染物都會從冷卻水中揮發(fā)。揮發(fā)性較強的污染物基本會完全揮發(fā)到大氣中。其它揮發(fā)性較弱、可溶于水的污染物（例如苯酚）只會有一部分釋放到大氣中。因此在閉路再循環(huán)系統(tǒng)中，此類污染物在冷卻水中的濃度將隨著時間的推移逐漸升高。VOC原煉油廠VOCVOC（10

的掌握，確定部分特定的污染物進行采樣分析。例如，乙烯廠可特別針對導(dǎo)出熱交換器的水的乙烯濃度進行監(jiān)控，以此對潛在的泄漏情況進行探測。度和率等對排放行估（假設(shè)100的污染物揮發(fā)。根據(jù)相要求有VOC（）45120新增監(jiān)測和污染防治技術(shù)要求VOCVOC（ElPasoVOC圖表11.汽提裝置10-20ppbVOCVOC。新的VOC排放標(biāo)準(zhǔn)要求企業(yè)采用汽提法執(zhí)行相關(guān)分析。企業(yè)必須按月執(zhí)行汽提法采樣分析并采用6.2ppmv（按甲烷計算）的泄漏定義標(biāo)準(zhǔn)，或按季度執(zhí)行汽提法采樣分析并采用3.1ppmv（按甲烷計算）的泄漏定義標(biāo)準(zhǔn)。一旦發(fā)現(xiàn)泄漏，則應(yīng)采取必要的修復(fù)措施。相關(guān)措施主要包括：（）4512062ppmv（）62ppmv62ppmv或以上濃度的泄漏，30如果熱交換系統(tǒng)中任何一處的最低冷卻水壓力比任何一處的最高工藝流體壓力高出35kPa或以上，則不需要進行監(jiān)測。在這種情況下，即使發(fā)生泄漏，工藝流體也不會泄漏到冷卻水中（VOC5VOC總體改善邊界監(jiān)測要求在對VOC9μg/m3被動監(jiān)測儀的描述邊界監(jiān)測項目要求企業(yè)采用被動擴散管監(jiān)測儀。邊界監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)由分布在廠區(qū)四周的監(jiān)測儀組構(gòu)成，對各個點位的時間集成環(huán)境空氣濃度展開測量。擴散管采樣器由充滿吸附劑的小型試管組成，可根據(jù)監(jiān)測的污染物種類進行選擇。采樣器的頂端是一只特殊設(shè)計的封蓋，上面的小孔可以使環(huán)境空氣以較低且恒定的速率擴散到管內(nèi)。）VOC規(guī)定（通常是每年或每半年執(zhí)行一次）。

圖表12.邊界監(jiān)測使用的被動擴散管采樣器監(jiān)測儀的布局邊界監(jiān)測設(shè)備的布局要求記載在美國聯(lián)邦環(huán)保署EPA方法325A中。該方法規(guī)定，監(jiān)測儀應(yīng)根據(jù)煉油廠的實際規(guī)模，沿著其四周邊界以15-30度夾角分布設(shè)置。小型煉油廠的監(jiān)測儀間距相對較大，而大型煉油廠的監(jiān)測儀間距則相對較小。因此，小型煉油廠的監(jiān)測儀數(shù)量一般少于大型煉油廠。在進行布局時，煉油廠的實際規(guī)模按其占地面積（英畝）計算。另外，該方法還提出了一項替代布局方案。該方案要求煉油廠沿著其四周邊界每2000英尺設(shè)置一部監(jiān)測儀，24000（7315）1250VOC157.5度夾角處；在以2000英尺標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置時，新增監(jiān)測儀應(yīng)位于1000英尺處。圖表13.美國某煉油廠的邊界監(jiān)測布局監(jiān)測頻率和分析EPA325BVOCVOCVOC背景校正美國聯(lián)邦環(huán)保署認(rèn)識到，煉油廠廠區(qū)邊界以外的排放源可能對邊界監(jiān)測確定的苯濃度造成影響。另外，由當(dāng)?shù)厣巷L(fēng)方向排放源造成的背景濃度水平也具有較大的空間變化程度。這兩個因素都會干擾煉油廠通過邊界監(jiān)測確定的自身實際排放水平。許多煉油廠和石化廠沿著河流或公路并排設(shè)置，這樣的空間結(jié)構(gòu)可能使上風(fēng)方向的企業(yè)對另一企業(yè)兩側(cè)的背景濃度水平造成不同程度的影響。為了有效排除外部排放源對苯濃度邊界監(jiān)測的影響，標(biāo)準(zhǔn)允許企業(yè)對其邊界監(jiān)測數(shù)據(jù)進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，即背景校正。最簡單的背景校正方法是將測定的最低濃度假定為背景濃度。因此，標(biāo)準(zhǔn)允許企業(yè)從其測定的最高濃度中減去最低濃度，由此得出的濃度差值（Δc）即為該煉油廠某監(jiān)測時段的實際邊界污染物濃度。由于各個廠區(qū)的背景濃度水平不同，企業(yè)可借助廠區(qū)特定的監(jiān)測計劃對其背景濃度水平做出更加準(zhǔn)確的校正。在這種情況下，企業(yè)必須制訂一份書面計劃并以此為依據(jù)采集充分的數(shù)據(jù)，證明這部分排放的實際來源位于廠區(qū)邊界以外。企業(yè)在使用這項計劃進行背景校正之前，必須將其提交美國聯(lián)邦環(huán)保署進行審批。部分企業(yè)的計劃涉及使用額外的被動監(jiān)測儀，或者在廠區(qū)以外的排放源附近安裝主動監(jiān)測儀。計劃中還可能涉及應(yīng)用氣象數(shù)據(jù)對廠區(qū)外部無組織排放的擴散情況進行分析和判斷。22Δc262ΔcΔcΔc9μg/m3IVOC實踐要求Δc545Δc如果下一個監(jiān)測時段的2星期Δc值仍然超過9μg/m3苯濃度的行動水平，或改正措施需要45天以上完成，企業(yè)就必須制訂一項改正措施計劃。該計劃必須：邊界監(jiān)測項目是VOC無組織排放監(jiān)測工作的重要發(fā)展，可有效改善受監(jiān)管企業(yè)無組織排放的全面治理工作。其它泄漏探測新方法VOC40CFRPart63AEPA0.9μg/m3EPA325A15遙感設(shè)備遙感技術(shù)是監(jiān)測無組織泄漏的新興技術(shù)之一，例如光學(xué)氣體成像遙感。這種設(shè)備的光學(xué)氣體成像相機內(nèi)裝有兩個協(xié)同運行的紅外感應(yīng)器。其中一個感應(yīng)器追蹤視野內(nèi)的紅外背景信號，另一個則同時捕捉并處理視野內(nèi)的烴類和紅外背景信號。設(shè)備的軟件對鏡頭捕捉的影像進行分析并去掉其中的背景信號和干擾物（例如人員和機動車），使工作人員能夠更直觀地觀察影像中的潛在泄漏情況。在探測到泄漏時，設(shè)備會將圖像中的煙羽標(biāo)記為紅色并向工作人員發(fā)出提示。光學(xué)氣體成像遙感設(shè)備可以探測到500英尺以外的泄漏。工作人員可以根據(jù)實際需要對其發(fā)出提示的設(shè)定進行調(diào)整。另一種常見的設(shè)備在其密封的外殼內(nèi)同時設(shè)有一部高感紅外相機和一部高清彩色相機。這種設(shè)備通過專利分析和圖像處理算法對捕獲的影像進行處理。設(shè)置在廠區(qū)各個點位的相機通過網(wǎng)線連接到主控制室，為工作人員提供實時影像和數(shù)據(jù)。這項系統(tǒng)同時對彩色影像和紅外影像進行分析，并可在屏幕上顯示彩色的泄漏煙羽，提供了更好的能見度。在探測到泄漏時，系統(tǒng)將自動向主控制室發(fā)出提示。影像可以由相機自動保存或者在主控制室內(nèi)遙控保存。主動采樣器主動采樣監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)與被動擴散管監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)相似，也是由一系列離散的監(jiān)測點位組成。但主動采樣器的工作原理是通過氣泵將環(huán)境空氣以固定速率導(dǎo)入吸附管進行分析。由于主動采樣器的采樣速率較高，因此可以每天對吸附管進行分析