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摘要:挥发性有机物是影响环境空气质量的重要污染物,文章系统阐述了挥发性有机物的主要控制技术,列举了水运行业中典型的回收技术及其处理工艺,通过对原油组分的特性分析,提出了适合原油码头的治理技术,并对比分析了处理工艺中的关键技术环节,进而提出了原油码头挥发性有机物治理技术在实际应用过程中应注意的问题。
近年来,雾霾已经成为影响人群健康的重要因素。相关科研成果表明n,二次气溶胶是引发雾霾主要来源之一,它是气态或颗粒态污染物在光化学作用下的产物,其中挥发性有机物(VOCs)对光化学反应的贡献占主导性地位,因此,减少挥发性有机物(VOCs)产生及排放对于控制雾霾具有决定性的意义。
随着人们认知水平的提高,挥发性有机物(VOCs)的大气污染问题逐渐受到重视,国家和地方相继出台的一系列法规、技术政策和标准对VOCs治理、排放提出了明确的要求,正在编制中的国家环境保护“十三五”规划拟将VOCs作为继二氧化硫(so)和氮氧化物(NO)之后的又一项大气污染总量控制因子。石化、有机化工、合成材料、化学药品原药制造、塑料产品制造、装备制造涂装等是产生VOCs的重点行业,目前不同行业针对自身特点已经开展了相关研究和实践工作,水运行业中针对特殊液体散货也采取了VOCs减排措施,但是原油码头还未有成熟的应用实例,因此,有必要开展原油码头挥发性有机物(VOCs)治理技术的相关研究。
1概述
挥发性有机物(VOCs)的概念较为广泛,广义上是指熔点低于室温而沸点在50—260oC的挥发性有机化合物的总称,就环境保护角度而言,VOCs是指能够参与光化学反应生成二次污染物的烃类(烷烃、烯烃、芳烃)、酮类、酯类、醇类、酚类、醛类、胺类等有机化合物。研究结果表明:工业源、生活源和移动源是VOCs的主要来源b,其中工业源占比约为55.5%,与水运行业相关的储运环节产生VOCs占比约为7.6%。
1.1国内外相关政策现状
美国、欧盟等国家和地区较早开展了VOCs~放控制工作。美国早在20世纪7O年代就开始了VOCs的控制,伴随《清洁空气法》(cAA)及《环境空气质量标准》(NAAQS)的颁布、修订和更新,vOCs排放总量逐年递减。欧盟环保标准大多以指令的形式发布,VOCs~放控制主要包括通用指令和行业指令2类,其中行业指令中的油品储运指令(94/63/EC)对于油品储存、配送过程中VOCs的蒸发损失提出了明确的油气回收的要求。我国于2010年5月,出台了《关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量的指导意见》,首次正式将挥发性有机物作为重点污染物,明确提出污染防治的要求。2012年9月,国务院对《重点区域大气污染防治“十二五”规划》进行了批复,要求新建排放挥发性有机物的项目实行污染物排放减量替代,实现增产减污。2013年2月,环境保护部发布了《环境空气挥发性有机物的测定(HJ644—2013)),明确了环境空气中35种挥发性有机物的测定方法。2013年9月,国务院印发了《大气污染防治行动计划》,挥发性有机物排放是否符合总量控制要求作为建设项目环境影响评价审批的前置条件,原油成品油码头要求积极开展油气回收治理。2015年6月,财政部、国家发展改革委、环境保护部联合印发了《挥发性有机物排污收费试点办法》,石油化工行业中的仓储业正式被纳入VOCs排污收费试点行业范围。此外,2014年天津市正式发布了《工业企业挥发性有机物排放控制标准》,挥发性有机物的环境质量标准相关制定工作也在进行中。
1.2VOCs主要控制技术
VOCs控制技术的方法相对较多,从最终处置方式角度分类可分为降解技术和回收技术,降解技术包括:燃烧法、生物降解法、等离子法、光催化法,回收技术包括:吸收法、吸附法、冷凝法、膜分离法。其中燃烧法、吸附法、吸收法、冷凝法属于传统工艺,在工业生产中得到了广泛的应用。生物降解法、等离子法、光催化法技术方法还不成熟,目前还处于研究阶段,但由于新型技术具有投资少、能耗低等特点,因此具有良好的应用前景。与降解法相比,VOCs回收技术二次污染小,不会产生有毒有害副产物,目前受到重视。
储运行业VOCs排放主要来自储、运、销三个环节,包括储罐的大、小呼吸损耗,装船装车的压力阀溢出,以及加油枪的油气挥发。目前我国石化行业固定顶储罐逐渐被浮顶储罐所取代,油气损耗量约能减少80%,实现了对VOCs减排的过程控制。装车过程通过采用小鹤管液下装车方式以及自带回气系统,VOCs排放量得到削减。此外,自2008年北京奥运会后,绝大多数加油站均配置了加油枪集气装置和地埋罐油气辅助回收设备,VOCs排放量和排放浓度均有不同程度的下降。结合环境性能、技术性能以及经济性能等综合评估指标,以及生产实践中使用情况,目前以冷凝法、膜分离法和吸附法为代表的单一和组合回收技术是储运行业应用较广、效果最佳VOCs控制技术。
1.3水运工程中应用实例
目前,国内水运行业VOCs回收技术和设备应用范围相对较窄,仅在部分地区的少数码头有所配置,针对货种主要局限在汽油为主的轻质油和以苯类为主有毒化学品。以金陵石化码头配置的轻油和对二甲苯的回收设备为例,分别采用工艺较为成熟、运行相对稳定的吸收法和吸附法(图1),其中轻油回收装置为正压低温柴油吸收工艺,利用5~l0℃的低温柴油对装船尾气进行逆流吸收;对二甲苯回收装置为活性炭吸附+贫液吸收组合工艺,通过双重作用实现装船尾气的回收利用。目前,国内投人运行的原油码头均未针对装船环节配置油气回收装置,仅浙江舟山岙山岛正在结合中化集团兴中原油码头项目,开展交通运输部“十二五”水运节能减排码头油气回收再利用示范性工程。
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