石化 | 研修第9课：美国石化行业VOCs排放控制法规与技术

研修第9课：
美国石化行业VOCs排放控制法规与技术

（美国拉玛大学 娄慧如）

[文字由小E根据课件内容整理]

一、石化炼厂风险和技术评估法规

US EPA Risk and Technology Review ( RTR ) for the Petroleum Refinery Sector, 简称Refinery Sector Rule ( RSR ), 2016 年2月1日开始执行；

针对有毒害的大气污染物(HAP) 的主要释放源 (每年任何一种HAP的排放量至少10吨，或综合HAP的排放量至少25吨) ；

厂区边界连续监测苯浓度(至少每14天测一次)；

通过系统性的过程改造和污染防治来减少火炬和各种泄压、排气装置的排放；

储罐、延迟焦化装置、催化重整装置要进一步减排；

对偶发性释放 (如开停工)、检维修引起的排放实行监管。

二、火炬

1. 火炬类型

2. 火炬燃烧的定量指标

3. 火炬排放控制

(1) 2014年6月30号，EPA 颁布了关于炼油厂火炬的修订案法规并公开征求公众意见；

(2) 2015年12月，EPA在听取公众意见后最终决定颁布了 40CFR 60 和 63 部分的法规，并在2016年2月1号正式实施；

(3) 对于现有的火炬，改造合规限期为2019年2月1日。

明确规定了火炬的操作标准、管理计划、取样标准、监测方法等；本规则会是未来其他行业标准的参考；

针对CE, 63.645规定CE至少98%或是出口检测浓度为20ppmv;

63.670（c）规定了可见污染物(烟黑)的排放标准如下：

a.  当废气流量低于无烟阈值时，不允许任何可见的污染物的排放；

b.  如果废气流量高于阈值，在连续2个小时内不能超过5分钟的可见污染物排放（由于超过无烟容量只是发生在紧急排放的情况下，所以此标准只是针对紧急事件)。

4. 新立法中的火炬燃烧三种量化指标

5. 火炬的运行管理

需要火炬管理计划，以尽量减少启动，停机或紧急情况下的燃烧；

需要报告“无烟燃烧的容量”；

需要报告“最大流量”，“液压负荷能力”，最小和最大蒸汽流量，辅助空气流量；

指定用于火炬的泄压设备；

        –预防措施的类型，直径，设定压力和清单；

        –可以在现场的电子数据库中进行维护，不需要作为FMP的一部分提交。

6. 火炬的监测

废气混合物的可燃性质将用于确定炼厂火炬是否能达到所需的控制水平。美国环保署建议对炼油厂的火炬进行初步合格测试，以确定要监控的各种参数的值在正确的范围内。设施将需要监测以下参数：

废气的流量；

总辅助蒸汽介质的流量；

预混辅助空气和废气的相关特性（例如，热含量或废气组分）。

7. 新立法中预期环境效益

逐渐消除产生烟尘的火炬燃烧，并要求炼油厂持续性监测关键污染物的排放情况，EPA估算，如果按照此法规的具体规定，合理组织火炬燃烧：

有害气体多环芳烃等的排放量可以每年降低5200吨；

VOCs的排放量每年可降低50000吨；

CO2的排放量每年可以降低327000吨。

8. 减排紧急排放的技术措施

增强过程安全和设备的可靠性– 减少异常工况；

燃烧模拟和燃烧机理的开发；

优化火炬操作。

三、冷却塔

1. 冷却换热系统VOCs监控和测试要求

设计能力≥ 8,000加仑每分钟循环 (1816 m3/h) 冷却水的冷却塔热交换系统：

在每个冷却塔的每个入口安装，校准，操作和维护连续流量监测器。每台显示器每年校准精度在±5.0％以内。当流量监测器关闭时，应取用最近24小时的流量测量值，作为代表在监测停机期间的冷却塔运行的结果；

安装，校准，操作和维护系统以连续确定每个冷却塔每个入口处的总HRVOCs 浓度。连续监测系统必须具有在冷却水中最小检测能力25ppbw。连续监测器必须用甲烷或VOC进行校准，VOC最能代表冷却塔系统的潜在泄漏和系统的排放。必须每周或更频繁地检查校准，以保持显示器漂移小于5.0％；

在24小时或以上的VOC监视器的无序期间，必须根据2003年1月份的德克萨斯州环境质量抽样程序手册附录P中的air-stripping method收集VOC分析样本。每周必须至少收集三次样品，样品间隔不少于36小时。

设计能力 < 8,000加仑每分钟循环 (1816 m3/h)冷却水的冷却塔热交换系统：

在每个冷却塔的每个入口安装，校准，操作和维护连续流量监测器。每个显示器必须每年校准至±5.0％的精度。当冷却塔流量监测器关闭时，必须使用最近24小时内流量测量，最能代表监视停机期间的冷却塔运行状况；

根据附录P中的air-stripping method方法，每个冷却塔的每个入口的样品至少每周两次收集样品，确定总可脱附的VOCs浓度，样品间隔不小于48小时；

每年在至少95％的冷却塔运行时间内，按照要求运行每个监控系统。测量数据可用度计算为具有有效数据记录的冷却塔热交换系统的总运行时间除以冷却塔热交换系统的总运行时间。本款规定的正常校准检查所需的时间不属于停机时间。

2. 水中碳氢化合物VOCs分析仪

灵敏度：ppb；

采样方法：吹脱+膜分离；

采样+VOCs浓度测量一体化；

可测量多种脂肪烃、芳香烃；

德克萨斯州环保署“最佳控制技术”认可。

感谢来自美国拉玛大学娄慧如教授的精彩讲课。

如果大家对以上讲课内容感兴趣，欢迎给小E留言做进一步的交流与讨论。

编辑：费波

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