經過60多年的努力,美國加州地區在人口和經濟持續增長的同時,空氣質量實現了明顯改善,臭氧濃度峰值降低七成以上,這離不開當地對揮發性有機物(VOCs)采取的嚴格治理措施。
VOCs是臭氧和細顆粒物的前體物,石化行業是洛杉磯及其周邊地區重要的VOCs排放源和管控對象,控制好石化行業VOCs排放,有利于當地空氣質量大幅改善。
VOCs控制措施不斷進階
洛杉磯及周邊地區擁有龐大的石油工業體系,每天可加工原油超過100萬桶(每年約4000萬噸),涉及多處石油天然氣生產設施、10家煉油廠、數十處銷售儲運中心、海運碼頭和數千家加油站。
1947年洛杉磯設立美國第*個空氣污染控制機構時,就要求在汽油裝載作業時進行油氣回收,后發展到散裝儲運中心和加油站進行油氣回收。此后,該地區在石化行業VOCs排放管控措施的理念、踐行和具體措施執行方面一直是排頭兵,并且伴隨著美國空氣質量管理政策體系升級而不斷進階。

美國在1970年建立了以州執行計劃(SIP)為核心的地方空氣質量改善行動方案,其中的重要部分是基于排污許可證制度對固定源進行管理。對已經存在的固定源,需要從州執行計劃中的技術或控制措施清單選取合適的方案以滿足排放標準;針對洛杉磯等空氣質量未達標地區,新增排放源則面臨非常嚴格的要求。
具體來說,新增排放源需要實施評估審查,任何新建和改建排放源的工藝廢氣必須符合*佳可行控制技術(BACT)標準才能獲得許可證。對于控制技術的確認,是許可證審核過程中較為困難的步驟之一,非常復雜且耗時。此外,對VOCs排放總量大于每年4噸設施的新建/改建許可,其排放量必須以相等或更高(1.0-1.2倍)的認證減排量(ERC)來抵消,避免該地區出現排放總量凈增長。
20世紀90年代以來,美國空氣質量標準要求不斷收緊,洛杉磯地區面臨的達標壓力也日益緊迫,進一步加強VOCs排放控制十分必要。這個時期,無組織排放控制開始得到充分重視,出臺的措施包括加強控制儲油罐蒸發排放、控制廢水系統排放以及火炬氣的監控和回收等,還要針對數百萬個逸散排放組件實行泄漏檢測與修復(LDAR)。
精細化管控無組織排放
洛杉磯及周邊各郡是美國*早要求石油、石化及有機化工行業實行LDAR的地區,旨在有效地控制閥門、法蘭或螺紋接頭和泵/壓縮機密封器等管道組件產生的逸散性VOCs排放。
LDAR包括識別、定義、檢測、修復、記錄保存和報告五大環節。洛杉磯法規要求所有VOCs氣體、蒸汽、輕液和重液相關環節的泄漏點建立清單并進行動態更新,開展季度監測(不可達點為年度監測),發現超過定義的泄漏限值后需要進行及時修復,并保存記錄和進行報告。
要使LADR能夠充分有效地發揮作用,除了必要的技術手段,還非常依賴執行任務的人員,高素質和高強度的人力資源投入是成敗關鍵。
加州和洛杉磯地區的空氣質量管理當局非常重視提高工作人員的技術能力和專業素質,為檢測員與技師提供統一與標準化的培訓、認證。從事浮頂罐檢查、石棉拆除和清除、目視評估排放等工種的技術人員必須取得強制性專業認證,企業內部進行LDAR組件檢查的人員也需獲得推薦性認證。作為標準化培訓的補充,還有許多培訓班旨在為相關人員提供特定類型的排放源和排放控制設備的常識。
此外,投入大量人力進行高頻檢查有助于提升LDAR的排放控制效率。美國大部分煉油廠和石油化工廠都需要每3個月進行一次泄漏檢查。美國環境保護局的研究顯示,在按季度執行泄漏檢測與修復的情況下,輕液閥的排放控制效率為73%。但如果將檢查頻率下調為每年執行一次,排放控制效率則下降到65%。上世紀90年代初,洛杉磯地區的煉油廠仍在抵制實施LDAR,但監管機構要求檢查人員持續高頻次地在企業開展檢查,發現的任何泄漏都貼上維修標簽,并在要求的維修期過后由檢查人員進行跟進。每天檢查結束時,對超出標準的泄漏以及未在規定時間內修理的泄漏,都發出違規通知。這種高強度檢查執法維持了5年-7年,才使當地的煉油廠認真對待LDAR。此后,企業及其LDAR承包商建立了強大而有效的內部管理系統,監管部門的檢查頻率才有所降低。
在進入LDAR管理成熟期后,洛杉磯地區的管理部門仍開展年度“藍天”突擊檢查執法,每次檢查通常會在每一家煉油廠覆蓋數千個組件。泄漏判定標準與例行日常檢查相同,但管理部門會對團隊檢查期間收集的數據進行分析,并與煉油廠自己的季度檢查結果進行比較,從而了解煉油廠季度檢查的可靠性。
此外,對所有管控的逸散排放組件的準確核算和排放數據掌握,是LDAR系統的基石。建立良好的數據管理機制,將泄漏數據與維修和逸散排放計算關聯起來也很重要,因為它不僅是有效的運營管理工具,還能提高數據準確性。美國的工業行業與監管機構每年都付出巨大努力完善包括VOCs在內的大氣污染物排放清單。這些排放清單不僅用于收費,也構成了長期規劃和政策制定的依據。排放清單的完整性、準確性和及時性,對于長期改善空氣質量至關重要。
洛杉磯經驗的啟示
中國目前在石化行業推行的VOCs控制策略具有后發優勢,在技術和方法上已經和洛杉磯非常接近,需要在執行和落實方面更進一步。
洛杉磯的經驗表明,VOCs管控政策執行和落實的*大挑戰在于無組織排放的管理,妥善應用LDAR系統則可以有效減少石化行業VOCs逸散排放。為了確保其實施效果,需要對監管部門和執行企業的相關技術人員進行充分培訓,并建立起一套認證系統,培育高素質的專業隊伍是成敗關鍵。
此外,政策實施初期監管部門需要投入大量人力和時間進行高頻次的檢查執法和干預糾正,使企業真正重視起來并在內部形成完善和成熟的管理系統。準確核算排放和構建良好的數據管理機制,在長期的政策實施中將發揮重要作用。
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