摘要：GB31570,GB31571和GB31572等3項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中焚燒類有機(jī)廢氣排放口污染物濃度計(jì)算引入基準(zhǔn)氧濃度折算,是為了防止通過空氣稀釋實(shí)現(xiàn)污染物達(dá)標(biāo)排放。廢氣處理裝置是否屬于焚燒類裝置且進(jìn)行基準(zhǔn)氧濃度折算對其凈化氣能否達(dá)標(biāo)排放影響很大。目前,各省市環(huán)保執(zhí)法部門基本將GB31570等3項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中的焚燒類技術(shù)解讀為焚燒爐或工藝加熱爐、鍋爐,不包括催化氧化(或催化燃燒)、蓄熱氧化(RTO)等技術(shù),因此,企業(yè)在將揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)廢氣送工藝加熱爐、鍋爐處理時(shí),要注意VOCs的燃盡率和氧濃度折算問題。在對標(biāo)準(zhǔn)解讀出現(xiàn)爭議時(shí),由生態(tài)環(huán)境部解釋。建議在對GB31570等3項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)修訂時(shí),焚燒法、非焚燒法要求一致,只要沒有人為稀釋就不必按基準(zhǔn)氧濃度進(jìn)行折算。

2015 年4 月，GB31570，GB31571和GB31572等3 項(xiàng)石油煉制、石油化學(xué)、合成樹脂工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布實(shí)施，有力地推動(dòng)和規(guī)范了石化行業(yè)環(huán)保治理。在這3 項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中，為防止通過空氣稀釋實(shí)現(xiàn)揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)達(dá)標(biāo)排放，在焚燒類有機(jī)廢氣排放口污染物濃度計(jì)算中引入了基準(zhǔn)氧濃度折算。氧濃度折算關(guān)系到VOCs治理技術(shù)選擇、治理技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性、排放標(biāo)準(zhǔn)解讀以及如何判定許多在役運(yùn)行裝置是否達(dá)標(biāo)排放。

1 我國VOCs標(biāo)準(zhǔn)體系

目前，國家發(fā)布的涉及VOCs排放的標(biāo)準(zhǔn)約13項(xiàng)，包括：GB14554-1993 惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、GB16297-1996大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)、GB20950-2007 儲(chǔ)油庫大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、GB20951-2007 汽油運(yùn)輸大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、GB209522007 加油站大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、GB27632-2011橡膠制品工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、GB16171-2012煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、GB31570-2015 石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、GB31571-2015石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、GB31572-2015合成樹脂工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)等;其中，GB14554，GB16297，GB20950，GB20951和GB18483等5項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)正在修訂。

國家正在制定的涉及VOCs排放的標(biāo)準(zhǔn)有18項(xiàng)，包括：揮發(fā)性有機(jī)物無組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)、鑄造工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、制藥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、電子工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、涂裝大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、煤化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、農(nóng)藥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、家具制造業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、集裝箱制造業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、紡織印染工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、印刷業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)等，其中，有8 項(xiàng)已經(jīng)發(fā)布征求意見。

地方政府發(fā)布的涉及VOCs 排放的標(biāo)準(zhǔn)有數(shù)十項(xiàng)：包括天津市DB12/524-2014 工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放控制標(biāo)準(zhǔn)、北京市DB11/447-2015 煉油與石油化學(xué)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、北京市DB11/1385-2017 有機(jī)化學(xué)品制造業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、上海市DB31/933-2015 大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)、河北省DB13/2322-2016工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放控制標(biāo)準(zhǔn)、江蘇省DB32/3151-2016 化學(xué)工業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放標(biāo)準(zhǔn)、山東省DB37/2801.6-2018 揮發(fā)性有機(jī)物排放標(biāo)準(zhǔn)的第6 部分(有機(jī)化工行業(yè))，上海市DB31/1059 家具制造業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)等。

2 我國引入基準(zhǔn)氧濃度折算的VOCs排放標(biāo)準(zhǔn)

1)基準(zhǔn)氧濃度折算常見于燃燒煙氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，基準(zhǔn)氧濃度通常指燃料恰好充分燃燒時(shí)煙氣中含有的過剩氧濃度。按基準(zhǔn)氧濃度對煙氣中的污染物濃度進(jìn)行折算，可以保證排放濃度不因過剩空氣系數(shù)的變化或人為稀釋而變化。由于各種燃燒工藝對氧含量的需求不同，基準(zhǔn)氧濃度也不同，如在GB132230-2011 火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中，燃煤鍋爐、燃油鍋爐及燃?xì)忮仩t、燃?xì)廨啓C(jī)的基準(zhǔn)氧濃度分別是6%，3%和16%。

2)在已發(fā)布的涉及VOCs 排放的13 項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)中，GB31570，GB31571和GB31572于2015年7 月1 日同時(shí)發(fā)布實(shí)施，率先在國內(nèi)VOCs 達(dá)標(biāo)排放濃度計(jì)算中引入了基準(zhǔn)氧濃度折算，目的是防止通過空氣稀釋實(shí)現(xiàn)VOCs 達(dá)標(biāo)排放。以GB31571 為例，相關(guān)內(nèi)容表述為：非焚燒類有機(jī)廢氣排放口以實(shí)測濃度判定排放是否達(dá)標(biāo)。焚燒類有機(jī)廢氣排放口、工藝加熱爐的實(shí)測大氣污染物排放濃度，須換算成基準(zhǔn)含氧量為3%的大氣污染物基準(zhǔn)排放濃度，并與排放限值比較判定排放是否達(dá)標(biāo)。大氣污染物基準(zhǔn)排放濃度按公式(1)進(jìn)行計(jì)算。

其中，有機(jī)廢氣排放口應(yīng)指工藝排放口，GB31571 規(guī)定裝載、罐區(qū)廢氣處理裝置控制指標(biāo)參照有機(jī)廢氣排放口執(zhí)行。

燃?xì)夤に嚰訜釥t煙氣氧含量一般小于3%，按公式(1)計(jì)算沒有問題;但橡膠干燥尾氣、有機(jī)液體裝車的VOCs 廢氣處理裝置排放氣中，氧濃度可能高達(dá)20.5%以上，按公式(1)計(jì)算則存在折算濃度可能比實(shí)測濃度大幾十倍的問題。

3)在已發(fā)布的涉及VOCs排放的數(shù)十項(xiàng)地方標(biāo)準(zhǔn)中，僅河北省DB13/2322-2016 等個(gè)別標(biāo)準(zhǔn)引入了氧濃度折算。

4)在國家正在制定并且已經(jīng)發(fā)布征求意見的8 項(xiàng)涉及VOCs 排放的標(biāo)準(zhǔn)中，有5 項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)也引入了氧濃度折算，但與GB31570 等3 項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)表述有所不同。

在環(huán)境保護(hù)部2017 年4 月14 日發(fā)布的《揮發(fā)性有機(jī)物無組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)(征求意見稿)》中，相關(guān)內(nèi)容表述為：對進(jìn)入VOCs燃燒(焚燒、氧化)裝置的廢氣需要補(bǔ)充氧氣(空氣)進(jìn)行燃燒、氧化反應(yīng)，此時(shí)排氣筒中實(shí)測大氣污染物排放濃度，應(yīng)按公式(1)換算為基準(zhǔn)含氧量為3%的大氣污染物基準(zhǔn)排放濃度，并與排放限值比較判定排放是否達(dá)標(biāo);如進(jìn)入VOCs燃燒(焚燒、氧化)裝置的廢氣中含氧量可滿足自身燃燒、氧化反應(yīng)需要，則按排氣筒中實(shí)測大氣污染物濃度判定排放是否達(dá)標(biāo)，此時(shí)裝置出口煙氣含氧量不應(yīng)高于裝置進(jìn)口廢氣含氧量。其他VOCs 處理設(shè)施以實(shí)測濃度作為達(dá)標(biāo)判定依據(jù)，但不得人為稀釋排放。

在環(huán)境保護(hù)部2018 年3 月2 日發(fā)布的《活性炭工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(征求意見稿)》中，相關(guān)內(nèi)容表述為：活性炭工業(yè)實(shí)測的活性炭工業(yè)尾氣中大氣污染物的排放濃度，應(yīng)執(zhí)行GB5468 或GB/T16157規(guī)定，按公式(1)折算為基準(zhǔn)氧含量排放濃度，并以此作為判定排放是否達(dá)標(biāo)的依據(jù)。

煤質(zhì)活性炭炭化尾氣的基準(zhǔn)氧含量為14%，活化尾氣的基準(zhǔn)氧含量為9%。木質(zhì)活性炭化、活化爐的基準(zhǔn)氧含量為17%。

5)對比上述3 項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)可知：按GB31571，無論是否曾用空氣稀釋廢氣，廢氣采用焚燒方法處理后都要按照基準(zhǔn)含氧量為3%折算污染物濃度;而后2 項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，只在廢氣需要補(bǔ)充空氣時(shí)才能完成燃燒，或者廢氣中的氧濃度超過了正常工況可能的氧濃度(即基準(zhǔn)濃度)時(shí)，才按基準(zhǔn)氧濃度折算污染物濃度。顯然，后2 項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)更準(zhǔn)確地反映了進(jìn)行基準(zhǔn)氧濃度折算、防止人為稀釋的本意。

3 歐美煉化VOCs 控制標(biāo)準(zhǔn)

美國EPA 40 CFR-60-QQQ煉油廠污水系統(tǒng)VOC排放標(biāo)準(zhǔn)[7] 規(guī)定：燃燒設(shè)備應(yīng)減少VOC排放量≥ 95%，或溫度≥ 816℃、停留時(shí)間≥ 0.75 秒;蒸汽回收系統(tǒng)VOC回收率≥95%。

1994年，美國EPA 40 CFR Part 63, Subpart R標(biāo)準(zhǔn)[8] 規(guī)定：每輸送或收發(fā)1 L 汽油，各種油氣處理設(shè)備排放的尾氣中烴的總量不大于10 mg，油氣回收率為94% ~ 97%。

美國EPA 40 CFR-60-Kb 揮發(fā)性有機(jī)液體儲(chǔ)罐(包括石油液體儲(chǔ)罐)性能標(biāo)準(zhǔn)[9] 要求，根據(jù)儲(chǔ)罐容積和所儲(chǔ)存揮發(fā)性有機(jī)液體(VOL)真實(shí)蒸氣壓大小選擇壓力儲(chǔ)罐、浮頂罐或固定頂罐。儲(chǔ)存VOL最大真實(shí)蒸氣壓≥ 5.2 kPa 的固定頂罐，應(yīng)安裝密閉排氣系統(tǒng)至VOCs 去除效率≥95%的處理裝置。

針對工藝排氣，美國新建固定源排放標(biāo)準(zhǔn)(NSPS)要求TOC(總有機(jī)化合物，扣除甲烷和乙烷)削減率≥ 98%，或者濃度≤ 20 mL/L;美國有害空氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(NESHAP)要求總有機(jī)有害空氣污染物(HAPs)削減≥ 98% 或濃度≤20 mL/L。

德國《空氣質(zhì)量控制技術(shù)指南》(TA Luft，2002)將氣態(tài)有機(jī)污染物排放限值分為2 級，分別為20 mg/m3和100 mg/m3。

上述歐美煉化VOCs 控制標(biāo)準(zhǔn)均沒有基準(zhǔn)氧濃度折算要求。

4 按基準(zhǔn)氧含量折算污染物濃度的影響分析

是否按基準(zhǔn)氧含量折算污染物濃度，對判定廢氣處理裝置凈化氣是否達(dá)標(biāo)影響很大。例1：北京某橡膠廠(膠粒熱空氣干燥)尾氣催化氧化處理裝置，進(jìn)口廢氣非甲烷總烴(主要是正己烷)2 600 mg/m3，實(shí)測出口凈化氣非甲烷總烴(NMHC)10 mg/m3，氧濃度20.2%，處理裝置進(jìn)出口無人為空氣稀釋現(xiàn)象。按實(shí)測濃度計(jì)算NMHC去除率99.6%。

GB31571標(biāo)準(zhǔn)要求NMHC去除率≥97%，正己烷≤100 mg/m3。

北京DB11/447?2015 標(biāo)準(zhǔn)要求NMHC去除率≥ 97%，工藝加熱爐、焚燒爐予以焚燒NMHC≤20 mg/m3，吸收、吸附、冷凝等非焚燒方式予以處理NMHC去除率≤100 mg/m3。無氧濃度折算要求。由以上數(shù)據(jù)可知，該尾氣處理裝置滿足地方標(biāo)準(zhǔn)要求。

如該尾氣處理裝置屬于非焚燒類，其NMHC去除率和凈化氣己烷濃度滿足GB31571 要求;如該尾氣處理裝置屬于焚燒類，凈化氣濃度需要按基準(zhǔn)氧濃度3%進(jìn)行折算，折算后非甲烷總烴(主要是正己烷)濃度為225 mg/m3，用折算濃度計(jì)算NMHC去除率為91.3%，沒有達(dá)到GB31571 的排放要求。

例2：某煉化企業(yè)苯裝車廢氣低溫柴油吸收-總烴均化-催化氧化處理裝置，進(jìn)口廢氣苯濃度80 000 mg/m3，出口凈化氣苯濃度1 mg/m3、氧濃度19.8%，進(jìn)出口廢氣無人為空氣稀釋現(xiàn)象。整套裝置苯的去除率為99.998 75%。

如果按非焚燒類裝置，該廢氣處理裝置凈化氣滿足GB31571要求，達(dá)標(biāo)排放。

如果按焚燒類裝置，裝置凈化氣按基準(zhǔn)氧濃度3%折算，折算后苯濃度為15 mg/m3，超過GB31571中苯≤4 mg/m3的排放限值;如果折算后達(dá)標(biāo)，需要實(shí)測苯濃度≤ 0.266 67 mg/m3。

GB31571規(guī)定企業(yè)邊界允許苯濃度≤0.4 mg/m3、允許非甲烷總烴濃度≤ 4.0 mg/m3，那么，焚燒類裝置要達(dá)標(biāo)排放，其凈化氣苯濃度要小于廠界空氣中的允許濃度。

例3：某煉化污水處理場廢氣低溫柴油吸收-脫硫及總烴均化-催化氧化處理裝置，處理提升池、均質(zhì)罐、隔油池、氣浮池、污油罐廢氣，即處理對象包括含油污水池和污油罐，低溫柴油吸收單元入口廢氣非甲烷總烴濃度36 000 mg/m3;催化氧化單元入口廢氣非甲烷總烴4 800 mg/m3、苯濃度360 mg/m3，出口凈化氣非甲烷總烴14 mg/m3、苯濃度0.8 mg/m3，氧濃度20.1%，整套裝置進(jìn)出口廢氣無人為空氣稀釋現(xiàn)象。非甲烷總烴總的去除率為99.96%。

GB31571 標(biāo)準(zhǔn)要求污水處理場凈化氣非甲烷總烴≤120 mg/m3、苯≤4 mg/m3。

如果按非焚燒類裝置，凈化氣非甲烷總烴和苯濃度符合排放標(biāo)準(zhǔn)。

如果按焚燒類裝置并且按基準(zhǔn)氧濃度3%對催化氧化單元出口非甲烷總烴和苯濃度進(jìn)行折算，折算后非甲烷總烴濃度為280 mg/m3、苯濃度為16 mg/m3，均大于標(biāo)準(zhǔn)限值。

如果按折算濃度達(dá)標(biāo)排放，需要實(shí)測非甲烷總烴濃度≤6 mg/m3、苯濃度≤0.2 mg/m3(苯的分析檢出限是0.4 mg/m3)。

例4：某煉化企業(yè)低溫柴油吸收-堿液脫硫-總烴均化-蓄熱氧化(Tg-RTO①)裝置，處理瀝青裝車尾氣、油品儲(chǔ)罐廢氣和含油污水池廢氣，儲(chǔ)罐有氮?dú)獗Ｗo(hù)系統(tǒng);低溫柴油吸收單元入口非甲烷總烴濃度為56 000 mg/m3、出口8 000mg/m3;蓄熱氧化單元出口凈化氣非甲烷總烴10 mg/m3，氧濃度18.2%，苯、甲苯、二甲苯低于檢出限，即苯≤0.4 mg/m3，甲苯≤0.6 mg/m3，二甲苯≤1.9 mg/m3。

裝置進(jìn)出口無人為空氣稀釋現(xiàn)象。非甲烷總烴總的去除率為99.98%。

如果按非焚燒類裝置，凈化氣非甲烷總烴去除率和苯、甲苯、二甲苯濃度符合GB31571 排放要求。

如果按焚燒類裝置，需要按基準(zhǔn)氧濃度3%對蓄熱氧化單元出口凈化氣污染物濃度進(jìn)行折算，折算后非甲烷總烴濃度為64.3 mg/m3，非甲烷總烴總的去除率為99.89%。

例5：某化工企業(yè)采用蓄熱氧化(RTO)-堿液吸收-活性炭吸附裝置處理氯化苯裝置真空泵尾氣、硝基氯苯裝置真空泵尾氣以及有機(jī)液體儲(chǔ)罐排放氣，其中，有機(jī)液體儲(chǔ)罐有氮?dú)獗Ｗo(hù)，蓄熱氧化單元將苯、氯苯、硝基氯苯等有機(jī)物氧化為CO2、H2O和HCl以及微量二噁英;碳酸鈉堿洗單元脫除HCl;活性炭吸附單元脫除二噁英。整套裝置非甲烷總烴去除率≥99%;裝置凈化氣非甲烷總烴<10 mg/m3，氧濃度17%，氯苯、苯、HCl等污染物濃度低于檢出限，二噁英濃度0.01~0.04ng-TQE/m3。對照GB31571標(biāo)準(zhǔn)，凈化氣達(dá)標(biāo)排放。

5 GB31570 等3 項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)解讀和執(zhí)行情況

GB31570，GB31571 和GB31572 發(fā)布實(shí)施3年多來，各省市環(huán)保執(zhí)法部門基本上將焚燒類技術(shù)解讀為焚燒爐或工藝加熱爐、鍋爐，沒有將催化氧化(或催化燃燒)、蓄熱氧化、臭氧氧化、生物氧化等歸類為焚燒類技術(shù)。各省市環(huán)保執(zhí)法部門強(qiáng)調(diào)不允許通過人為稀釋達(dá)標(biāo)排放，但執(zhí)行HJ2027-2013 催化燃燒法工業(yè)有機(jī)廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范，在廢氣中有機(jī)物濃度高于爆炸下限的25%時(shí)，允許用空氣稀釋使其降到爆炸下限的25%以下再進(jìn)催化燃燒裝置處理。

6 結(jié)論和建議

1)GB31570，GB31571和GB31572標(biāo)準(zhǔn)中焚燒類有機(jī)廢氣排放口污染物濃度計(jì)算引入基準(zhǔn)氧濃度折算，是為了防止通過空氣稀釋實(shí)現(xiàn)污染物達(dá)標(biāo)排放。

2)是否焚燒類有機(jī)廢氣排放口或是否按基準(zhǔn)氧含量折算污染物濃度，對廢氣處理裝置凈化氣能否達(dá)標(biāo)排放影響很大。

3)目前，各省市環(huán)保執(zhí)法部門基本上將GB31570 等3 項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中的焚燒類技術(shù)解讀為焚燒爐或工藝加熱爐、鍋爐，不包括催化氧化(或催化燃燒)、蓄熱氧化等技術(shù)。

4)企業(yè)在將VOCs廢氣送工藝加熱爐、鍋爐處理時(shí)，要注意VOCs的燃盡率和氧濃度折算問題。

5)在對標(biāo)準(zhǔn)解讀出現(xiàn)爭議時(shí)，應(yīng)由國家生態(tài)環(huán)境部解釋。

6)建議在對3 項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)修訂時(shí)，焚燒法、非焚燒法要求一致;只要沒有人為稀釋，就不必按基準(zhǔn)氧濃度進(jìn)行折算。

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