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洛杉矶石化行业VOCs控制经验

北极星VOCs在线  来源:中国环境报    2020/8/7 8:52:34  我要投稿  
所属频道: VOCs治理  关键词:VOCs排放 石化行业 洛杉矶

北极星VOCs在线讯:经过60多年的努力,美国加州地区在人口和经济持续增长的同时,空气质量实现了明显改善,臭氧浓度峰值降低七成以上,这离不开当地对挥发性有机物(VOCs)采取的严格治理措施。

VOCs是臭氧和细颗粒物的前体物,石化行业洛杉矶及其周边地区重要的VOCs排放源和管控对象,控制好石化行业VOCs排放,有利于当地空气质量大幅改善。

VOCs控制措施不断进阶

洛杉矶及周边地区拥有庞大的石油工业体系,每天可加工原油超过100万桶(每年约4000万吨),涉及多处石油天然气生产设施、10家炼油厂、数十处销售储运中心、海运码头和数千家加油站。

1947年洛杉矶设立美国第一个空气污染控制机构时,就要求在汽油装载作业时进行油气回收,后发展到散装储运中心和加油站进行油气回收。此后,该地区在石化行业VOCs排放管控措施的理念、践行和具体措施执行方面一直是排头兵,并且伴随着美国空气质量管理政策体系升级而不断进阶。

美国在1970年建立了以州执行计划(SIP)为核心的地方空气质量改善行动方案,其中的重要部分是基于排污许可证制度对固定源进行管理。对已经存在的固定源,需要从州执行计划中的技术或控制措施清单选取合适的方案以满足排放标准;针对洛杉矶等空气质量未达标地区,新增排放源则面临非常严格的要求。

具体来说,新增排放源需要实施评估审查,任何新建和改建排放源的工艺废气必须符合最佳可行控制技术(BACT)标准才能获得许可证。对于控制技术的确认,是许可证审核过程中较为困难的步骤之一,非常复杂且耗时。此外,对VOCs排放总量大于每年4吨设施的新建/改建许可,其排放量必须以相等或更高(1.0-1.2倍)的认证减排量(ERC)来抵消,避免该地区出现排放总量净增长。

20世纪90年代以来,美国空气质量标准要求不断收紧,洛杉矶地区面临的达标压力也日益紧迫,进一步加强VOCs排放控制十分必要。这个时期,无组织排放控制开始得到充分重视,出台的措施包括加强控制储油罐蒸发排放、控制废水系统排放以及火炬气的监控和回收等,还要针对数百万个逸散排放组件实行泄漏检测与修复(LDAR)。

精细化管控无组织排放

洛杉矶及周边各郡是美国最早要求石油、石化及有机化工行业实行LDAR的地区,旨在有效地控制阀门、法兰或螺纹接头和泵/压缩机密封器等管道组件产生的逸散性VOCs排放。

LDAR包括识别、定义、检测、修复、记录保存和报告五大环节。洛杉矶法规要求所有VOCs气体、蒸汽、轻液和重液相关环节的泄漏点建立清单并进行动态更新,开展季度监测(不可达点为年度监测),发现超过定义的泄漏限值后需要进行及时修复,并保存记录和进行报告。

要使LADR能够充分有效地发挥作用,除了必要的技术手段,还非常依赖执行任务的人员,高素质和高强度的人力资源投入是成败关键。

加州和洛杉矶地区的空气质量管理当局非常重视提高工作人员的技术能力和专业素质,为检测员与技师提供统一与标准化的培训、认证。从事浮顶罐检查、石棉拆除和清除、目视评估排放等工种的技术人员必须取得强制性专业认证,企业内部进行LDAR组件检查的人员也需获得推荐性认证。作为标准化培训的补充,还有许多培训班旨在为相关人员提供特定类型的排放源和排放控制设备的常识。

此外,投入大量人力进行高频检查有助于提升LDAR的排放控制效率。美国大部分炼油厂和石油化工厂都需要每3个月进行一次泄漏检查。美国环境保护局的研究显示,在按季度执行泄漏检测与修复的情况下,轻液阀的排放控制效率为73%。但如果将检查频率下调为每年执行一次,排放控制效率则下降到65%。上世纪90年代初,洛杉矶地区的炼油厂仍在抵制实施LDAR,但监管机构要求检查人员持续高频次地在企业开展检查,发现的任何泄漏都贴上维修标签,并在要求的维修期过后由检查人员进行跟进。每天检查结束时,对超出标准的泄漏以及未在规定时间内修理的泄漏,都发出违规通知。这种高强度检查执法维持了5年-7年,才使当地的炼油厂认真对待LDAR。此后,企业及其LDAR承包商建立了强大而有效的内部管理系统,监管部门的检查频率才有所降低。

在进入LDAR管理成熟期后,洛杉矶地区的管理部门仍开展年度“蓝天”突击检查执法,每次检查通常会在每一家炼油厂覆盖数千个组件。泄漏判定标准与例行日常检查相同,但管理部门会对团队检查期间收集的数据进行分析,并与炼油厂自己的季度检查结果进行比较,从而了解炼油厂季度检查的可靠性。

此外,对所有管控的逸散排放组件的准确核算和排放数据掌握,是LDAR系统的基石。建立良好的数据管理机制,将泄漏数据与维修和逸散排放计算关联起来也很重要,因为它不仅是有效的运营管理工具,还能提高数据准确性。美国的工业行业与监管机构每年都付出巨大努力完善包括VOCs在内的大气污染物排放清单。这些排放清单不仅用于收费,也构成了长期规划和政策制定的依据。排放清单的完整性、准确性和及时性,对于长期改善空气质量至关重要。

洛杉矶经验的启示

中国目前在石化行业推行的VOCs控制策略具有后发优势,在技术和方法上已经和洛杉矶非常接近,需要在执行和落实方面更进一步。

洛杉矶的经验表明,VOCs管控政策执行和落实的最大挑战在于无组织排放的管理,妥善应用LDAR系统则可以有效减少石化行业VOCs逸散排放。为了确保其实施效果,需要对监管部门和执行企业的相关技术人员进行充分培训,并建立起一套认证系统,培育高素质的专业队伍是成败关键。

此外,政策实施初期监管部门需要投入大量人力和时间进行高频次的检查执法和干预纠正,使企业真正重视起来并在内部形成完善和成熟的管理系统。准确核算排放和构建良好的数据管理机制,在长期的政策实施中将发挥重要作用。

作者系美国加州南海岸空气质量管理局前高级工程经理


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