PDF《美国挥发性有机物（VOC）》

美国挥发性有机物(VOC) 监测及减排最佳管理技术 : 炼油厂案例分析 致:能源基金会(中国) RTI International(三角国际研究院) 美国北卡罗来纳州研究三角园科恩沃利斯东路

3040 号,邮政编码

27709 i 目录目录i

图表目录.

iv 缩略词列表.v I. 挥发性有机物与炼油厂概述.1 II. 工艺排气.2 A. 排放源描述.2 B. 原标准的 VOC 污染防治要求.2 C. 新增监测和污染防治技术要求.2 III. 火炬.3 A. 排放源描述.3 B. 原标准的 VOC 污染防治要求.3 C. 新增监测和污染防治技术要求.3 1. 火炬管理计划.4 2. 火炬绩效运行限值.4 a. 引燃火焰的存在.5 b. 可见排放.5 c. 火炬头速度.5 d. 燃烧区域净热值.6 e. 周边空气助燃火炬的稀释限值.6 3. 火炬紧急情况的管理规定

7 IV. 设备泄漏.7 A. 排放源描述.7 B. 原标准的 VOC 污染防治要求.7 C. 新增监测和污染防治技术要求.8 1. 监测.8 a. 泄漏的定义

8 b. 泄漏探测方法

8 c. 记录保存要求.9 2. 污染防治新技术.9 a. 阀门和阀门盘根.10 ii b. 法兰.10 c. 泵.11 V. 储罐

11 A. 排放源描述.11 B. 原标准的 VOC 污染防治要求.11 1. 内浮顶储罐.11 2. 外浮顶储罐.11 3. 外浮顶储罐改造为内浮顶储罐.12 4. 一般储罐的要求.12 C. 新增监测和污染防治技术要求.12 VI. 废水系统.13 A. 排放源描述.13 1. 废水收集系统.13 2. 废水处理系统.13 B. 原标准的 VOC 污染防治要求.14 1. 废水收集系统.14 2. 废水处理系统.15 C. 新增监测和污染防治技术要求.16 VII. 热交换系统

16 A. 排放源描述.16 1. 闭路再循环热交换系统.17 2. 一次性交换系统.17 B. 原标准的 VOC 污染防治要求.17 C. 新增监测和污染防治技术要求.18 VIII. 总体改善.19 A. 边界监测要求

19 1. 被动监测仪的描述.20 2. 监测仪的布局.20 4. 背景校正

21 5. 实践要求

22 B. 其它泄漏探测新方法.22 iii 1. 遥感设备

22 2. 主动采样器.23 3. 开放式监测仪.23 a. UV-DOAS.23 b. 傅立叶变换红外线(FTIR)23 c. 差异吸收光探测和测距(DIAL)23 d. 红外掩日通量

24 C. 紧急泄漏情况的管理规定

24 IX. 参考资料与文献

26 iv

图表目录

图表 1. 地表臭氧的形成

1

图表 2. 火炬产生的可见排放.4

图表 3. 火炬烟道及不同水平的可见排放.5

图表 4. 炼油厂各类设备的数量及其产生的无组织排放.8

图表 5. FLIR 相机.9

图表 6. 未安装和已安装污染防治技术的有槽导柱的比较.12

图表 7. 废水无组织排放源示例.13

图表 8. 废水收集系统.15

图表 9. 热交换系统.16

图表 10. 热交换系统.17

图表 11. 汽提装置.18

图表 12. 边界监测使用的被动扩散管采样器

20

图表 13. 美国某炼油厂的边界监测布局

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图表 14. 泄压装置的排放.24 v 缩略词列表 APCD Air Pollution Control Device,大气污染防治设备 Btu British Thermal Units,英热单位 cm Centimeters,厘米 DIAL Differential Absorption Light Detection and Ranging,差异吸收光探测和测距 EPA Environmental Protection Agency,美国联邦环保署 Fbio Fraction biodegraded,部分生物降解 GPS Global Positioning System,全球定位系统 FTIR Fourier Transform Infrared,傅立叶变换红外线 HAP Hazardous Air Pollutant,有害大气污染物 kg kilogram,千克 kPa kilopascal,千帕 lbs pound,磅mmeter,米m3 cubic meter,立方米 ?g/m3 microgram per cubic meter,微克每立方米 NHV Net Heating Value,净热值 ppb parts per billion,十亿分率 ppm parts per million,百万分率 ppmv parts per million by volume,体积的百万分率 ppmw parts per million by weight,重量的百万分率 PRD Pressure Relief Device,泄压装置 psig pounds per square inch,磅每平方英寸 PTFE Polytetrafluoroethylene,聚四氟乙烯 scf standard cubic feet,标准立方英尺 US United States,美国 UV-DOAS Ultra Violet Differential Optical Adsorption Spectrometer,紫外线差异光学吸附 光谱仪 Vmax Maximum flare tip velocity,最大火炬头速度 VOC Volatile Organic Compounds,挥发性有机物

1 I. 挥发性有机物与炼油厂概述 炼油厂和石化厂是美国乃至全世界范围内最大的挥发性有机物(VOC)排放源.多年来,美国 联邦环保署(USEPA)为这两个工业部门涵盖的各种排放源制订了详细的法规和标准,以治理 其产生的 VOC 排放.最近,美国联邦环保署又更新了炼油厂部分排放源的 VOC 大气排放标 准.本次报告将重点讨论美国大气排放标准中原有和新增的 VOC 污染防治技术要求.美国炼 油厂 VOC 排放标准中提出的这些标准和监测要求也同时适用于石化厂和有机化学品制造商的 各类 VOC 排放源. VOC 包含的有机物种类繁多,但一般特别指能够与氧(氮氧化物或一氧化碳)反应生成臭氧 的有机化合物. 美国联邦环保署对 VOC 的定义 是: 挥发性有机物(VOC)指的是 除一氧化碳、二氧化碳、碳酸、金属碳化物或碳酸盐及碳 酸铵之外的,参与大气光化学 反应的含碳化合物. 美国联邦环保署确定了一部分 光化学反应性相对较弱,因此 可排除在各项 VOC 法规适用条 款之外的豁免化合物.1 除了这 些豁免化合物的种类有所不同 之外,美国和中国现行的石化 行业排放标准中对 VOC 的定义 基本是相似的. 除了对引发臭氧生成的 VOC 进行治理之外,美国还从降低人体急慢性健康影响的角度出发, 为部分有害大气污染物(HAP)制订了一系列法规和标准.炼油厂产生的有害大气污染物通常 包括: ? 有机有害大气污染物(也属于 VOC,例如乙醛、苯、甲苯、己烷、苯酚、萘、二甲基 萘、二甲苯、呋喃、乙基苯、甲苯和二甲苯等) ? 还原性硫化物(例如羰基硫、二硫化碳等) ? 无机有害大气污染物(例如氯化氢、氰化氢、氯气、氟化氢等) ? 金属类(例如锑、砷、铍、镉、铬、钴、铅、汞、锰和镍等) 石化厂产生的有害大气污染物主要是有机有害大气污染物,且一般不包括上述其它种类.这是 由于产生其它种类有害大气污染物的杂质主要来自原油,而供应石化厂的油品中一般不含有这 些杂质. 美国境内的炼油厂和石化厂受到 VOC 和有害大气污染物相关法规的约束.炼油厂和石化厂的 主要 VOC 排放源包括:工艺排气、火炬、设备泄漏、储罐、废水处理和热交换系统等.由于

1 甲烷、乙烷、二氯甲烷、甲基氯仿及许多氟化气体(CFC、HCFC、HFC、HFE)等.

图表 1. 地表臭氧的形成

2 苯存在于炼油厂绝大多数的工艺物料中,因此经常被用来作为治理全部有害大气污染物的代表 物质.原油和汽油中含有苯,因此大部分储罐会产生苯的大气排放.另外,苯也存在于废水和 废水处理产生的大气排放中. II. 工艺排气 A. 排放源描述 工艺排气直接向大气或通过回收装置/大气污染防治设备排放废气.工艺排气的部分气流中含 ........