化工项目无组织排放环境影响评价技术研究与应用
2022-03-03
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第8期 李克勤,等:化工项目无组织排放环境影响评价技术研究与应用 ‘25・ 化工项目无组织排放环境影响评价技术研究与应用 李克勤 ,王栋成 ,林国栋 ,王静2 (1.滨州市环境保护科学技术研究所,山东滨州256600;2.山东省气候中心, 山东济南250031;3.山东省化工规划设计院,山东济南250013) 摘要:针对化工项目无组织排放环境影响评价存在的难点与问题,结合多年的环境影响评价实践和有关技术导则、规范的规定,系 统地提出了无组织排放环境影响评价的工作内容和评价原则,并针对技术难点提出了解决方案,结合案例分析了无组织排放环境 影响评价的技术要求、污染治理方案,对化工项目环境影响评价工作、污染治理、环境保护等具有重要的指导意义。 关键词:化工;无组织排放;环境影响评价;技术难点;污染控制 中图分类号:X82 文献标识码:A 文章编号:1008-021X(2010)08-0025—05 Research and Application of Technology on Environmental Impact Assessment of Uncontrollable Discharge from Chemical Projects LI Ke—gf忍 ,WANG Dong—cheng ,LIN Guo—dong ,WANG g (1.Binzhou Institute of Environmental Science and Technology,Binzhou 256600,China; 2.Shandong Climate Center,Jinan 250031,China; 3.Shandong Chemical Planning&Design Institute,Jinan 250013,China) Abstract:As to the difficulties and problems in environmental impact assessment of uncontrollable discharge from chemical pmjects,combined with the previous practice and relevant technical guidance and provisions,put forward systematically the procedure and principles of evaluation,and proposed the solutions to technical diifculties.Furthermore,based on the case studies,the technical requirements nad programs for pollution control was analyzed.It had important guiding signiifcance for EIA of chemical industry projects,pollution control and environmental protection. Key words:chemical industry;uncontrollable discharge;enviornmental impact assessment;technical di{!ficulties;pollution contorl 化工项目的大气污染物无组织排放是环境影响 大气污染物无组织排放,是指建设项目正常生 评价中的一个难点,一是无组织排放的产污环节多, 产过程中产生的污染物没有进入收集和排气系统, 二是无组织排放量的确定难度大,三是污染控制措 而通过厂房天窗或直接弥散到环境中…。“无组织 施的成本较高,四是无组织排放环境影响环评体系 排放”是相对于“有组织排放”而言的,通常将有排 和评价技术尚不十分完善。从无组织污染源的产 气筒且其高度高于15m(含15m)的排放视为有组织 生、收集、治理、排放以及浓度预测、防护距离确定等 排放,将没有特定排气筒(烟囱、集气筒等)的、或虽 环节,均存在较多的不确定因素。对这些不确定因 有排气筒但其高度低于15m的排放视为无组织排 素,如不能很好地、科学、客观公正地评价并落实污 放。但两者并没有十分清晰的分界,低矮排气筒的 染控制措施,将对环境造成严重影响。 排放虽属有组织排放,但在一定条件下也可造成与 本文在阐述无组织排放涵义的基础上,系统地 无组织排放相同的后果;由于有效排放高度较低、大 总结出无组织排放环境影响评价的工作内容和评价 气污染物水平和垂直的扩散空间较小,两者对厂界 原则,进而对化工项目无组织排放环境影响评价的 区域和近距离环境空气敏感区的浓度贡献均可能出 主要技术难点分析研究并提出了相应的解决方案, 现相对较大的情形。 结合具体案例给出了无组织组织排放环境影响评价 “无组织排放”所涵盖的范围比较广泛和笼统, 的方法和思路。 在考虑无组织排放源强时,可将体源(如焦炉炉体、 1无组织排放的涵义 屋顶天窗、隧道排气口等)简明地归类为元组织排 收稿日期:2010—05—09 作者简介:李克勤(1971一),山东滨州人,高级工程师,从事环境科学研究、环境评价及环保管理工作。 ・26・ 山东化工 SHAND0NG CHEMICAL INDUSTRY 2010年第39卷 放的面源并赋以一定的有效排放高度来处理;有一 些线源(如道路扬尘等)也具有无组织排放性质,根 据情况也可归人无组织排放面源来处理;而对有些 3化工项目无组织排放环境影响评价的原则 我国现行的环境保护政策和有关国家标准、技 术导则和规范等,对于大气污染源无组织排放的要 求是非常严格的,在具体的环境评价中,不应就事论 事,简单地计算、预测、评价无组织排放,而应严格遵 守以下一些原则: (1)必须按标准规定执行 根据GB16297规定,新污染源的无组织排放应 从严控制,一般情况下不应有无组织排放存在,无法 低矮排放的点源,在计算浓度贡献和确定防护距离 时也应考虑其贡献。对原料、固体废弃物等堆放场 所产生的扬尘可作为“风面源”处理,应通过试验或 类比调查,确定其起动风速和扬尘量,浓度预测时可 只计算大于启动风速的浓度贡献。即根据大气污染 源的排放特性,体源、线源、低矮点源均可以简化为 带有一定高度的面源。 2化工项目无组织排放环境影响评价的工作内容 避免的无组织排放应达到规定的无组织排放监控浓 度限值。在项目设计、建设及环境评价过程中,必须 在环评时,必须根据建设项目的具体情况,结合 工程分析和工艺流程产污环节,找出所有的无组织 排放产生环节,选择适当的方法科学客观地确定无 组织排放源强;必须针对建设项目无组织排放源的 特点,提出杜绝或减少无组织排放的环境保护治理 措施;必须将无组织排放和有组织排放综合考虑进 行环境影响评价。 从大气环境影响评价实践来看,通常要求计算 无组织排放源、有组织排放源对厂界、环境空气敏感 区、评价区域的共同浓度贡献最大值,评价无组织源 对厂界浓度贡献的达标情况,评价无组织排放源对 评价区、近距离环境空气敏感区的空气质量影响程 度,并确定无组织排放源的大气环境防护距离 和 卫生防护距离。 在确定无组织排放源各参数和污染控制措施基 础上的环境影响评价工作,是相对简明的。 (1)采用物料衡算法、类比法、反推法、设计资 料法等确定无组织排放源强 】,并按规定详细列 表、绘图给出无组织排放各污染源的调查数据,主要 包括占地面积、长度、宽度、排放高度、源距厂界和最 近敏感点的距离、排放量与排放浓度等。 (2)依据GB16297等综合性、行业性、地方性的 排放标准,就污染物的排放量和排放浓度判断两件 事情:一是大气污染物无组织排放源在厂址区域内 的排放源强是否达标?二是大气污染物无组织排放 源在厂址的各厂界浓度是否达标? (3)依据GB3095和TJ36等环境空气质量标 准,判断两件事情:一是大气污染物无组织排放源对 厂区外的评价区域内各网格点、各环境空气敏感保 护目标的最大浓度贡献是否能够达到环境空气质量 标准限值的要求?二是在厂界与近距离范围的环境 空气敏感保护目标之问是否应设置大气环境防护区 域或卫生防护距离? 根据项目特点,结合行业清洁生产标准和有关环境 保护设计规范等,提出杜绝和减少无组织排放的控 制措施,尽量通过集气系统收集、处理后改为有组织 排放,且新污染源的排气筒一般不应低于15m。若 某新污染源的排气筒必须低于15m时,其排放速率 标准值规定限值的外推计算结果再严格50%执行。 (2)必须符合达标排放要求 厂区内的无组织排放的源强必须达标排放,厂 界无组织排放浓度必须达标(包括具体污染物浓度 和恶臭污染物臭气浓度),对环境空气敏感区的浓 度贡献满足环境空气质量标准限值,大气环境防护 距离、卫生防护距离内不得有长期居住区的人群。 (3)必须科学客观确定无组织排放源强 无组织排放源强的确定要科学、客观,参数给 全,不能随意类比、计算。要注意无组织排放源强确 定方法的适用性。 (4)必须关注对环境敏感区的影响 应明确无组织源边界到厂界、到近距离敏感点 的距离,明晰无组织源与总图布置、项目选址、环境 敏感区的关系,以科学精确评价项目无组织排放的 环境影响。 必须根据大气环境影响预测结果及大气环境防 护距离计算结果,评价项目选址及总图布置的合理 性和可行性,并给出优化调整的建议及方案。 (5)必须采取措施减少无组织排放 最终的环境影响评价,应以采取措施削减了无 组织排放量的源强为基础进行。当无组织排放量较 大,且有可能导致厂界浓度超标,防护距离超过 2000m时,建议的评价思路:将原设计数据列出并进 行评价;然后提出削减方案并落实控制措施,再进行 最终评价 J。 4化工项目无组织排放环境影响评价主要技术难 点与解决方案 (4)根据浓度预测结果和工程实际情况,提出 应采取的减少或避免无组织排放的控制措施。 4.1无组织排放的产污环节分析 化工项目的无组织排放产生环节相对较多,环 第8期 李克勤,等:化工项目元组织排放环境影响评价技术研究与应用 ‘27・ 评中应采用图、表、文字一一对应的方式,分析污染 (3)输送管道:管道装置的废气无组织排放,与 物的产生与排放。一般来讲,化工项目的无组织排 物料性质及管道管件的材质、耐压等级、阀门质量、 放来源主要有以下四个方面 。 密封程度、运行状况等有关,也会出现跑、冒、滴、漏 (1)储存区:可挥发性液体原料与辅料储罐贮 的现象。 存、产品与中间产品储罐贮存、物料的装卸等环节的 (4)公用与辅助工程:如制冷系统NH,的无组 无组织排放废气,主要是“大呼吸”和“小呼吸”过程 织泄漏,导热油炉或供热锅炉煤尘、灰渣场扬尘无组 产生的挥发性气体。固体原料或产品的升华(如 织排放,污水处理设施恶臭污染物(H:S、氨、甲硫 萘)、热解、潮解或水解等产生的挥发性气体。 醇、臭气等)无组织排放,化工废渣、废液(如釜残、 (2)生产区:包括装置或反应釜等设备的无组 滤渣、废催化剂等)物料堆存场所和盛放过化工原 织排放;物料转移、投加及装卸过程的无组织排放; 料、产品的容器在风吹和日晒下缓慢释出有毒、有害 生产各工序中的化学反应、合成、混合、过滤、离心、 气体的无组织排放等等。 蒸馏、冷凝、抽真空、结晶、沉降、粉碎、烘干等,以及 4.2化工项目无组织排放污染源强确定常用技术 熔炼、焙烧、蒸煮、精馏、萃取、焚烧或燃烧、喷涂或浸 方法 涂、晾干、发酵、分离精制、溶剂回收、制剂加工、酸洗 化工项目无组织排放源强确定,可采用的技术 等等,都有可能发生有机物和溶剂挥发而逸散到空 方法包括:物料衡算法、设计资料法、类比法、估算 气中,特别是在离心、烘干等工序,极易间歇排放浓 法、经验公式法、现场监测反推法、排污系数法 度较高的废气;生产区的跑、冒、滴、漏导致的无组织 等 J,详见表1。 排放等。 表1 无组织排放源强确定常用技术方法 结合项目无组织排放特点,对拟建项目可采用 无组织排放时,应按GB16297附录C和《大气污染 物料衡算法、类比法、现场监测反推法、经验公式计 物无组织排放监测技术导则》(HJ/T55)的规定,进 算法、排污系数法等综合确定;对现有项目和已建设 行大气污染物无组织排放厂界浓度监测与评价。 投产项目,应采用现场监测反推法、物料衡算法等综 尽管上述这些方法未必是完善的,也未必是普 合确定,保守评价。鉴于无组织排放的不确定性,应 遍适用的,但毫无疑问它们具有较强的针对性和实 选用两种及两种以上源强确定方法对无组织排放量 用性,能比较客观反映污染物产生和排放规律;而更 进行核算,并建议取大值保守评价其环境影响。 重要的是,通过这些方法往往能找到科学治理无组 对现有项目、改扩建项目、已建设投产项目存在 织排放的思路和途径,以提出有效的最佳污染控制 山-东化工 28・ SHANDONG CHEMICAL INDUsTRY 2010年第39卷 与治理技术方案。 4.3化工项目无组织排放的污染控制 况下的不同处理、治理措施。正常工况时一般采用 集中收集净化后有组织排放、或燃烧利用热值后排 放、或直接放空等措施,非正常工况时一般采用集中 收集至火炬系统燃烧排放等措施。 (3)挥发性有机化合物和恶臭污染物无组织排 放控制措施 应尽量使用挥发性低和毒性小的替代品,改进 工艺过程减少排放量和提高回收率,采用密封性能 更好的装置或储罐减少泄漏,通过冷凝法、吸附法、 (1)储罐无组织排放治理措施 影响储罐大小呼吸无组织排放量的因素主要 有:储罐的结构与密封方式,液体原料物理性质(相 对分子质量、蒸汽压),原料年输入量,原料周转次 数,储罐直径,储罐内平均蒸气空间高度,区域气候 (气温日较差),储罐表面涂层吸热能力等等。 减少或避免无组织排放的控制措施应从以下几 方面考虑 :①改进罐型设计,尽量采用浮顶罐 装置;②改进密封方式,设置呼吸挡板;③氮封;④设 置回收系统、改进装卸方式;⑤控制高温及昼夜温 差;⑥加强科学管理,减少排放环节。另外,储罐区 无组织排放控制措施还应与安全评价、风险评价的 要求相结合。 (2)装置区无组织排放控制措施 对密闭、连续生产工艺的设备和管道不严密处 的泄漏,必须严格禁止。应按照《石油化工设备完 好标准》中关于设备管理上的动、静密封点无泄漏 装置的规定,和《化工建设项目环境保护设计规范》 (GB50483—2009)等有关设计、环境保护要求,以及 《关于进一步加强危险化学品安全生产工作的指导 意见》(安委办[2008]26号)等安全生产的要求,从 大气污染正常排放和非正常排放角度,认真调查设 计是否高标准、设备装置和配件是否高质量、运行管 理是否严格要求。对高温、高压、易燃、易爆和使用 危险工艺(硝化、氧化、磺化、氯化、氟化或重氮化反 应)的化工装置,应特别调查是否有装备集散控制 系统、安全自动控制或安全连锁报警装置,是否有温 度、压力、流量、液位等超限联锁报警装置、可燃和有 毒气体报警装置、安全阀与防爆膜等紧急泄压装置、 紧急停车系统等等。据此判断生产设备和管道不严 密处的泄漏无组织排放的可控程度,是否应从环保 角度提出更严格的措施等。 对反应釜、冷凝、抽真空、离心、烘干、粉碎、装卸 物料等废气无组织排放较频繁的设备与工段,应采 用不同形式的集气罩(密闭、半密闭、外部吸气罩 等),经送排风装置(送风机、排风机、引风机等)将 污染物气流收集起来,并将其通过管道(集中式、分 散式管道等)输送导人净化装置中,以便综合治理 净化后有组织排放。在装料和卸料时采用管道输 送,气相管和液相管应分别与料桶相连,输液时形成 闭路循环,避免无组织排放。 对化工生产装置的闪蒸气、汽提气、弛放气、不 凝气等,必须避免无组织排放,应考虑节能减排措 施,尽量避免直接放空。应考虑正常工况、非正常工 吸收法、膜分离法等方式尽可能浓缩和回收,用焚烧 炉在高温下或通过生物在低温下氧化为二氧化碳和 水从而减少污染排放等。常用的有机废气处理方法 包括:水喷淋法、冷凝法、吸收法(如采用低挥发性 的煤油或柴油吸收)、燃烧法(热力燃烧、催化燃烧 等方法)、吸附法(用活性炭或活性炭纤维等)、生物 法(生物洗涤、生物滴滤、生物过滤等方法)、膜分离 法等等。 由于恶臭污染物具有以臭味为主要污染特征的 特殊性,其治理措施有别于一般大气污染物的治理, 是一项难度较大的工作。要预防和解决恶臭污染源 问题,除了采取严格的管理措施和更为先进的工艺 从源头减少恶臭污染物的产生和排放外,还包括采 取全面通风、局部通风、全密闭、集气罩等控制措施, 以及对收集后的臭味气体采取焚烧、吸附、稀释、化 学氧化、生物脱臭、稀释法、掩蔽法等治理措施。 5 无组织排放环境影响评价案例分析 某拟建纯碱项目,采用氨碱法生产工艺制取纯 碱,以原盐、石灰石为主要原料,以氨作为中间辅料。 根据同等规模和同类工艺纯碱项目的设计文件、物 料平衡、产污环节、厂界浓度反推无组织排放量等, 结合拟建工程设计资料,确定拟建项目的吨碱氨耗 指标为4.5kg/t,氨的投入总量1800t/a,出方包括有 组织排放恶臭污染物氨152.24t/a、无组织排放 1 140.12t/a(其中元组织排放环节主要为包括物料 移送、固液分离、干燥、煅烧等过程的曝空损失 1091.98t/a,占拟建项目总氨耗的63.34%,排放高 度15~25m;管道和阀门泄漏48.14t/a,排放高度≤ 5m)、废水中507.64t/a。项目生产时数为8000h/a。 拟建项目设计方案和改进方案的无组织排放环 境影响评价主要结果见表2。设计方案的氨无组织 排放量较大,导致大气环境防护距离、卫生防护距离 均大于5000m,氨厂界浓度、环境空气敏感区浓度均 超标,其大气环境影响评价结论为“项目建设不可 行”。改进方案的氨无组织排放量相对较小,大气 环境防护距离应执行1350m、卫生防护距离2000m, 氨厂界浓度、环境空气敏感区浓度均不超标,其大气 第8期 李克勤,等:化工项目无组织排放环境影响评价技术研究与应用 ’29・ 环境影响评价结论为“项目建设有条件可行”(必须 对位于卫生防护距离范围内的环境敏感点实施搬 迁)。 .目前我国纯碱生产企业,采用先进适用的污染 控制措施和严格的环保管理,含氨尾气的有组织排 放速率可以做到达标(GB 14554恶臭污染物排放标 准)排放。但作业环境空气中无组织排放氨的量较 大,如不采取有效措施,可能会存在较为严重的超标 排放产污环节,科学客观地确定其源强,精确计算大 气环境防护距离和卫生防护距离,据实调查周围敏 感点距离厂界、面源边界、面源中心的距离,结合预 测浓度达标分析,提出切实可行的氨回收利用措施 和环境保护治理措施,以尽量减小氨无组织和有组 织排放量,减小吨碱氨耗。 该案例也证实了,同时计算卫生防护距离和大 气环境防护距离并取两者中的大值保守评价的必要 现象;且该行业尚无行业卫生防护距离标准或大气 性。 环境防护距离标准。 环评中必须逐一分析氨无组织 表2拟建项目设计方案和改进方案的无组织排放环境影响评价主要结果 面源长度800m,宽度400m,S=320000m ,r=276.4m,有排气筒且大于允许排放量的1/3,系数取I类;近5年平均风速 2.7m/s;环境质量标准0.2mg/m。。 卫生防护距离 计算结果 计算系数:A=380;B=0.036;C=1.77;D=0.76。卫 计算系数:A=700;B=0.036;c=1.77;D=0.84。卫生防护距 生防护距离计算值为:5234.897m,按GB/T13201规 离计算值为:1850.981 rll,按GB/T13201规定取整后为2000m 定取整后为5400m。 (白面源边界计)。 计算参数为城市,面源边界距离厂界300m。 厂界最大浓度—— 1.226mg/Nm ,臭气浓度26.7,超标。0.217mg/Nm ,臭气浓度4.7,不超标。 敏感点浓度—最近敏感点距离厂界1500m,距离面源边界1—800m,距离面源中心2200m。 0.819rag/Nm ,超标。0.181mg/Nm’,不超标。 6结语 [5]王玉彬.大气环境工程师实用手册[M].北京:中国环境 (1)虽然化工项目大气污染物无组织排放环境 科学出版社,2003. 影响评价技术还存在一些难点,但在无组织污染源 [6]姜安玺.空气污染控制[M].北京:化学工业出版社, 的产生、排放、源强确定、浓度预测评价及控制措施 2O03. 等方面,均能够采取多方案比选方式得到最佳可行 [7]奚元福.环境保护计算手册[M].成都:四川科学技术出 方案,进而科学客观地评价无组织排放的环境影响 版社,1991. [8]方品贤,等.环境统计手册[M].成都:四川科学技术出 范围和程度。 版社,1985. (2)无组织排放环境影响评价体系、评价技术、 [9]李亚军.无组织排放源常用分析与估算方法[J].西北铀 评价方法、评价标准等均有待于进一步完善。 矿地质,2005,10(2):54—57. 参考文献 [1O]曹磊.化工企业无组织排放废气的危害与防治[J].污 [1]环境保护部环境工程评估中心.环境影响评价技术方法 染防治技术,2006,19(5):50—59 [M].北京:中国环境科学出版社,2010. [1 1]张秀青.石化企业废气无组织排放源及排放量估算简 [2]环境保护部.环境影响评价技术导则——大气环境HJ2. 介[J].装备环境工程,2008,5(5):74—77. 2—2008[S].北京:中国环境科学出版社,2009. [I2]何小珍.浅谈影响储罐有机废气大小呼吸的因素及减 [3]国家环境保护总局监督管理司.化工、石化及医药行业 缓措施[J].广东化工,2006(7):97—98. 建设项目环境影响评价[M].北京:中国环境科学出版 社,2003. (本文文献格式:李克勤,王栋成。林国栋,等.化工 [4]李爱贞,等.环境影响评价实用技术指南[M].北京:机 项目无组织排放环境影响评价技术研究与应用 械工业出版社,2008. [J].山东化工,2010,39(8):25—29.)