液體泊位危化品裝卸對(duì)大氣環(huán)境影響分析——以古雷港某液體泊位為例

福建省環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)院有限公司 江文瑩

隨著工業(yè)的發(fā)展，各地石化基地對(duì)化工原料的需求量增加，為了滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，港口運(yùn)輸石化原料成了重要的樞紐。福建省主要的石化港口基地包括漳州古雷港區(qū)、泉港石化基地、福清江陰港區(qū)等[1]，為匹配石化基地的運(yùn)輸需求，完善港區(qū)運(yùn)輸體系，促進(jìn)石化產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步發(fā)展，推進(jìn)各碼頭工程建設(shè)，液體化工碼頭的貨種主要為各類有機(jī)化工原料，因此，液體泊位工程大氣污染物主要為各類有機(jī)污染物，本文通過列舉實(shí)例進(jìn)行大氣環(huán)境影響分析，研究液體泊位有機(jī)污染的排放特點(diǎn)，對(duì)正常和非正常工況下的模擬研究，對(duì)泊位工程提出針對(duì)性措施提供理論依據(jù)。

一、工程概況

該項(xiàng)目為廈門港古雷港區(qū)古雷作業(yè)區(qū)規(guī)劃內(nèi)泊位，裝卸的貨種主要包括各種液體危化品。泊位運(yùn)輸貨種需滿足相應(yīng)規(guī)劃內(nèi)容，應(yīng)在負(fù)面清單中限制發(fā)展的貨種之內(nèi)，不含基地高風(fēng)險(xiǎn)物料（液氨、醋酸），生態(tài)毒理較大的原料氫氰酸，應(yīng)符合“三線一單”要求。作為液體化工泊位，運(yùn)營期間的大氣污染源主要為液體化工產(chǎn)品裝船損失。

碼頭裝卸作業(yè)采用全密閉管道輸送，碼頭上的輸油臂前方與油輪上的管線法蘭連接，后方與輸送管道連接，使裝船作業(yè)全過程處于密閉狀態(tài)。

二、廢氣污染物源強(qiáng)

（一）有組織廢氣源強(qiáng)

裝船時(shí)有機(jī)物主要來自呼吸閥、通氣孔、管道閥門等。卸船產(chǎn)生的有機(jī)廢氣一般產(chǎn)生于后方罐區(qū)，因此有機(jī)物源強(qiáng)核算可根據(jù)《排污許可證申請(qǐng)與核發(fā)技術(shù)規(guī)范石化工業(yè)》推薦公示進(jìn)行計(jì)算。

式中：LL—揮發(fā)性有機(jī)液體裝載過程排放系數(shù)，油輪/遠(yuǎn)洋駁船裝載汽油為0.215kg/m3，其他駁船裝載汽油為0.410kg/m3，其余采用式（2）計(jì)算；

Q—排污單位設(shè)計(jì)物料裝載量；

η總—去除效率，可根據(jù)處理設(shè)施的去除率確定。

式中，S—飽和系數(shù)，無量綱，一般取值0.6，船舶裝載汽油和原油以外的油品時(shí)取值0.5；

PT—溫度T時(shí)裝載物料的真實(shí)蒸氣壓；

Mvap—油氣分子量；

T—裝載物料溫度，取近1年平均值。

通過以上兩個(gè)公式，可計(jì)算出裝船過程揮發(fā)性有機(jī)物有組織排放量。

本文取苯乙烯作為示范因子，苯乙烯在《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則—大氣環(huán)境》（HJ2.2-2018）附錄D中的濃度限值為10μg/m3，同時(shí)其又為惡臭因子，影響較大，需要進(jìn)行重點(diǎn)管控，因此具有一定的代表性。

在源強(qiáng)計(jì)算上有幾個(gè)因素可以進(jìn)行考慮，裝載的溫度、裝載效率、廢氣回收量均能影響源強(qiáng)。以下通過不同裝載溫度、裝載效率分析源強(qiáng)變化。

苯乙烯密度約0.9g/cm3，本文列舉苯乙烯裝載量10萬t/a，根據(jù)船型不同，裝卸效率不同，按1000t、2000t、3000t船型取225t/h、300t/h、337.5t/h不同裝卸效率，相同裝載溫度下（25℃）對(duì)比苯乙烯源強(qiáng)情況。

裝載過程加裝保冷工藝，可調(diào)節(jié)裝載溫度。在保冷情況下降低溫度，相同裝卸效率（取225t/h）情況下取不同裝載溫度25℃、20℃、15℃計(jì)算對(duì)比苯乙烯源強(qiáng)變化情況（見表1、表2）。

表1 不同裝卸效率下苯乙烯源強(qiáng)情況對(duì)比表

表2 不同裝卸溫度苯乙烯源強(qiáng)情況對(duì)比表

由圖1、圖2可知，苯乙烯裝卸廢氣源強(qiáng)與裝卸效率和裝卸溫度正相關(guān)，通過控制裝卸溫度和裝卸效率可以起到從源強(qiáng)控制有機(jī)廢氣排放的效果。

圖1 裝載源強(qiáng)隨裝卸效率變化情況

圖2 裝載源強(qiáng)隨裝卸溫度變化情況

（二）無組織廢氣及非正常工況

無組織根據(jù)《排污許可證申請(qǐng)與核發(fā)技術(shù)規(guī)范石化工業(yè)》中設(shè)備與管線組件密封點(diǎn)泄漏揮發(fā)性有機(jī)物年許可排放量，按如下公式計(jì)算：

式中，E設(shè)備—設(shè)備與管線組件密封點(diǎn)泄漏的揮發(fā)性有機(jī)物年許可排放量；

ti—密封點(diǎn)i的年運(yùn)行時(shí)間

eTOC，i—密封點(diǎn)i的總有機(jī)碳（TOC）排放速率，閥門為0.036kg/h/排放源；

WFVOCs，i—流經(jīng)密封點(diǎn)i的物料中揮發(fā)性有機(jī)物平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)，根據(jù)設(shè)計(jì)文件取值；

WFTOC，i—流經(jīng)密封點(diǎn) i的物料中總有機(jī)碳（TOC）平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)，根據(jù)設(shè)計(jì)文件取值；

n—揮發(fā)性有機(jī)物流經(jīng)的設(shè)備與管線組件密封點(diǎn)數(shù)，設(shè)備連接設(shè)有球閥、閘閥、止回閥、安全閥等密封泄漏點(diǎn)，可根據(jù)工可工程量清單來確定。

通過上述公式，計(jì)算出無組織廢氣產(chǎn)生量。

非正常工況下廢氣產(chǎn)生量主要考慮廢氣處理設(shè)施故障或失效情況下的排放量，按最大影響考慮，按處理效率為0進(jìn)行計(jì)算分析。

表3 新增污染源正常排放與非正常排放苯乙烯預(yù)測(cè)結(jié)果(單位：μg/m3)

三、大氣預(yù)測(cè)

（一）模式選擇

通過估算模式確定評(píng)價(jià)等級(jí)，確定一級(jí)評(píng)價(jià)后需要進(jìn)行進(jìn)一步預(yù)測(cè)，由于泊位工程一般靠海或內(nèi)河河岸建設(shè)，因此根據(jù)導(dǎo)則要求，要考慮岸邊熏煙影響。

示例項(xiàng)目根據(jù)估算模型判定最大1h平均質(zhì)量濃度不超過環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)模式采用HJ2.2-2018附錄A中的可預(yù)測(cè)局地尺度（≤50km）的AERMOD模式。

（二）預(yù)測(cè)參數(shù)的選取

預(yù)測(cè)因子選取主要污染物、特征因子，液化碼頭一般包含非甲烷總烴，預(yù)測(cè)周期可選用評(píng)價(jià)基準(zhǔn)年，預(yù)測(cè)周期為連續(xù)1年。

（三）氣象條件的選取

地面氣象資料收集與距離廠址最近的氣象站特征年每日24小時(shí)的地面氣象資料，高空氣象資料采用“中國全球大氣再分析中間產(chǎn)品（CRA-Interim）”。

（四）地形及地表參數(shù)選取

地形數(shù)據(jù)srtm文件系統(tǒng)生成，數(shù)據(jù)由csi.cgiar.org提供。地形參數(shù)選取范圍可略大于預(yù)測(cè)范圍，取90m分辨率地形高程數(shù)據(jù)。地表參數(shù)可根據(jù)評(píng)價(jià)區(qū)的地表特征進(jìn)行區(qū)分扇形區(qū)域，主要包括城市、水面、落葉林、針葉林、濕地、農(nóng)作物、草地、城市、沙漠等，根據(jù)分區(qū)結(jié)果生產(chǎn)特征參數(shù)。

（五）分情景預(yù)測(cè)

根據(jù)大氣導(dǎo)則，新建項(xiàng)目一般有正常排放和非正常排放，共設(shè)置4種情景，包括新增污染源最大濃度占標(biāo)率、新增污染源廠界達(dá)標(biāo)和大氣防護(hù)距離預(yù)測(cè)、新增污染物疊加擬建、在建、背景濃度同步削減以新帶老下最大濃度占標(biāo)率。本文列舉示例按正常工況下和非正常工況下苯乙烯最大濃度占標(biāo)率進(jìn)行預(yù)測(cè)分析。

（六）AERMOD模式預(yù)測(cè)結(jié)果

選取影響較大的苯乙烯作為大氣影響預(yù)測(cè)分析因子。示例中按裝卸溫度為25℃，裝載效率為225t/h，取正常排放時(shí)新增污染源和非正常情況下新增污染源進(jìn)行對(duì)比預(yù)測(cè)。

預(yù)測(cè)結(jié)果表明，根據(jù)正常工況下新增污染源預(yù)測(cè)結(jié)果，項(xiàng)目排放的苯乙烯小時(shí)貢獻(xiàn)值占標(biāo)率符合≤100%的要求，網(wǎng)格點(diǎn)預(yù)測(cè)最大小時(shí)貢獻(xiàn)值分別為4.2763μg/m3，占標(biāo)率分別為42.76%。

根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，項(xiàng)目廢氣污染物非正常工況時(shí)，苯乙烯會(huì)出現(xiàn)污染物排放出現(xiàn)較大超標(biāo)，網(wǎng)格點(diǎn)預(yù)測(cè)最大小時(shí)貢獻(xiàn)值分別為98.605μg/m3，占標(biāo)率分別為986.05%。

通過兩次預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)比，可見在非正常工況情況下，廢氣排放量會(huì)大大增加，甚至造成大量超標(biāo)，因此建設(shè)單位在生產(chǎn)過程中需加強(qiáng)管理，保障環(huán)保設(shè)備正常運(yùn)行（見表3）。

為了降低占標(biāo)率可以首先從源強(qiáng)上進(jìn)行控制，降低苯乙烯裝卸溫度，溫度降低情況下，將降低飽和蒸氣壓，源強(qiáng)也會(huì)下降。其次從過程上進(jìn)行控制，在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中應(yīng)做好油氣回收設(shè)施等廢氣措施設(shè)施的維護(hù)和保養(yǎng)，特別在非正常工況下出現(xiàn)超標(biāo)的貨種，在裝卸前應(yīng)檢查廢氣處理裝置是否正常使用，檢查廢氣管道是否漏氣，管道接口是否密封完善，杜絕非正常排放情況發(fā)生。

四、結(jié)語

本文通過較為詳細(xì)地介紹液體泊位?；费b卸過程的大氣影響分析，以期給同行提供參考思路。通過全過程影響分析，可以進(jìn)一步提出以下建議：（1）對(duì)于已核準(zhǔn)的貨種在分析時(shí)，首先對(duì)排放標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)較為嚴(yán)格的貨種進(jìn)行預(yù)分析，可通過調(diào)整裝卸溫度、裝卸效率來滿足排放要求，從環(huán)境保護(hù)角度提供更科學(xué)合理的意見。（2）對(duì)于未核準(zhǔn)的貨種，若出現(xiàn)超標(biāo)或在環(huán)境容量不允許的情況下，應(yīng)進(jìn)一步論證該貨種運(yùn)輸?shù)谋匾?，或向建設(shè)單位提出取締方案，提前剔除后續(xù)建設(shè)的障礙。