浅谈化工项目环评工作中的工程分析要点与方法
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[摘要]化工项目环境影响评价报告的重点是工程分析,结合工作经验,编写工程分析应涉及的主要内容,包括工艺分析、物料衡算、水平衡、污染源强分析、清洁生产水平分析、环保措施方案分析以及总图布置方案分析等。
[关键词]环境影响评价工程分析要点
化学工业是国民经济的重要部门,它不仅和人民生活息息相关,而且还是发展农业现代化、国防现代化、电子技术现代化等科技尖端技术的重要基础,在国民经济发展中占有重要地位[1]。化学工业项目因其生产工艺流程复杂,加工的物料及产品,具有易燃、易爆、易挥发、有毒有害等特征,生产过程中介质处于高温、高压、负压等工艺状态,即使同类化工项目,其污染物的排放情况也会有很大的差异[2]。工程分析作为化工项目环境影响评价报告文件中的核心内容,分析是否到位是决定环评报告质量好坏的关键。笔者认为应解决好以下几个方面:
1 工艺分析
工艺分析是工程分析的基础和主体。以下从工艺分析的任务、内容和应取得的成果三个方面进行论述。
1.1 工艺分析的主要任务要求
1.1.1 要根据项目批文、项目建议书和可行性研究报告确定的工程内容进行工艺分析。针对建设项目在产业政策、能源政策、资源利用政策和环保政策等方面的问题,剖析对环境产生的影响,做到既要有政策性,又要有针对性。
1.1.2 以“清洁生产”、达标排放和污染物总量控制为纲,分析论证工艺的先进性和工艺全过程的污染控制水平,以及各环保治理措施的处理技术经济可行性,从环保角度为项目选址和工程设计提出优化建议。
1.1.3 复核各工艺装置的废气、废水、固体废物的排放量、排放方式和去向;并按污染源分类分析,定量描述污染物排放总量,筛选出对环境有影响的评价因子,包括特征因子。
1.1.4 为各专题评价提供基础数据,力求做到科学、准确、有针对性。
1.2 工艺分析的具体内容
1.2.1 生产方法及工艺路线论述
首先要对拟建项目的产品生产进行调查了解,查找该产品国内外的研究进展报道及相关的论文。然后结合项目可行性研究报告等资料进行分类归纳,总结原料、副产品、产品的主要用途和物理、化学性质,以及生产工艺路线,列出主要化学反应、副反应式。
1.2.2 工艺流程说明及污染源排放情况
利用生产方法和工艺路线归纳总结的资料,编写工艺流程说明,绘制标有各装备(单元)污染源分布的工艺流程图,编制各装置废气、废水、噪声和固体废物的污染物产生量、去除量、排放量表。以一图一表的形式能更清晰的将污染环节和排放情况表示出来。应该注意的是,排放表中污染源编号应与污染工艺流程图中编号一致,同时应列出各排放点所产生的污染物的名称、浓度、产生量、去除量、排放量,以及排放方式和去向。
1.2.3 污染源分类汇总
在前述工作基础上,将所列举的污染源分别按照废气、废水、固体废物和噪声源进行汇总和分析,可作为环境影响预测和初步设计、工程竣工验收以及今后环保监管的依据。
1.2.4 达标分析和污染物总量排放建议指标
达标分析和污染物总量排放建议指标,主要评价工程“三废”排放是否符合国家和地方政府颁发的标准。其次,结合环境影响评价所确定的保护目标,提出污染控制目标,并确定各环境影响要素的评价因子和污染物排放总量控制因子。
工艺分析的主要内容可以用下面的树形图来表示(见图1)。
1.3 工艺分析应取得的成果
对于化工建设项目,只有在详细了解生产工艺的前提下,才可能得到正确的结论和成果。经过工艺分析后应得到的成果包括,①生产方法及工艺路线污染分析结论;②污染源分类排放状况表和污染物排放总量表;③环境影响分析结论及评价因子;④拟选厂址的合理性及对总图布置建议[3]。
2物料衡算与水平衡
2.1 物料衡算
物料衡算是根据质量守恒定律而进行的物料平衡计算,包括总物料衡算、有毒有害物料衡算和有毒有害元素物料衡算,它既可用于化工生产全过程或某一阶段总物料的平衡计算,也可用于任一组分的衡算。物料衡算其基本原理为投入某系统的物料等于该系统产出物质的产量和物料流失量之和,即:
在绘制物料平衡图过程中,需注意以下几点:一是注意转化率不同于收率。转化率是指参加反应的原料量和投入反应设备的原料量的百分比,它包括主反应和副反应;而收率仅指生成目标产品的原料消耗量和投入反应设备的原料量的百分比,它仅包括主反应。二是物料的流向要注意结合物质的沸点、溶解度、饱和度、饱和蒸气压等理化性质。三是注意绘制重金属或有毒有害化学品等特征物质物料平衡图。四是物料平衡图绘制完成后,要及时与建设方的技术人员沟通交流,核实完善物料平衡图,进一步保证工程分析的准确性和科学性。
例:某石化公司加氢裂化装置技改项目总物料平衡图(见图2)。
例:某合成氨厂节能技改项目硫平衡图(见图3)。
2.2 水平衡
水平衡是环评导则明确的任务,通过工程分析中的水平衡分析,可以核定化工建设项目中废水排放情况,为废水质量方案的确定和水污染物总量控制提供依据,同时提出用水计划和节水方案。
水作为工业生产中的原料和载体,在任一单元内都存在着水量和平衡关系,同样可以依据质量守恒定律,进行水平衡计算,工业用水量和排水量的关系见图4,其水平衡式为:Q+C+A+W=H+P+L。
例:某化肥厂技改工程水平衡图(见图5)。
3污染源强和排放量分析
结合工艺流程及产污环节、物料平衡、水平衡、类比调研等工作确定项目生产过程中主要污染因子、特征、性质以及拟采取的污染治理措施,然后按照各生产单元(车间)逐一列出废水、废气、噪声及固废的产生与排放源强清单,若是技改扩建工程应包括现有项目排放量、拟建项目排放量和技改扩建后(包括“以新带老”消减量)总排放量,对于有毒有害污染物还应列出非正常排放的源强。通过对污染源产生、削减和排放量的计算,可以对可行性研究报告拟提出的污染治理措施可行性进行论证,并根据这些污染物特征和达标情况,有针对性地选择合理有效的污染治理措施,即推荐方案,从而确保污染物最终达标排放。
4清洁生产水平分析
绝大多数化工厂属于高污染、重污染单位,清洁生产是一种新的污染防治战略。实施清洁生产,可以减轻污染治理设施末端处理的负担,提高项目建设的环境可行性[4]。清洁生产主要体现在以下几个方面:
4.1 尽量使用低污染、无污染的原料,替代有毒有害的原材料。
4.2 采用清洁高效的生产工艺,使物料、能源高效率转化成产品,减少有毒有害的副产品和废物量;同时对可再生利用的废物进行回用,变废为宝提高利用率,减少排放量。
4.3 生产清洁产品,要求对人体和环境不产生污染危害或能将有害影响减少到最低程度。
4.4 在产品使用寿命结束后,能便于回收利用,不对环境造成污染。
4.5 完善企业管理,保障清洁生产规章制度和操作规程。
5环保措施方案分析
在化工建设项目中积极推行清洁生产,把污染尽量解决在工艺过程中的同时,必要的末端治理措施对确保污染物达标排放也是必不可少的。
环保措施方案分析包括两个层次,首先对项目可研报告等文件提供的污染防治措施进行技术先进性、经济合理性及运行的可靠性评价,若所提措施有的不能满足环保要求,则需提出切实可行的改进完善建议。
6总图布置方案与外环境关系分析
化工项目工艺流程复杂、生产设备多、污染物排放方式也不同,对于存在面源污染的企业,须对该企业制定卫生防护距离,分析厂区与周围环境敏感点距离可靠性,同时绘制总图布置与外环境关系图;合理厂区内车间的布置,对可能导致敏感点和厂界污染物浓度超标的车间应做调整;对厂区周围敏感点提出切实可行的处置措施(如搬迁、防护等)。
7结论
综上所述,化工项目环评中工程分析主要内容应包括工艺分析、物料衡算、水平衡、污染源强分析、清洁生产水平分析、环保措施方案分析以及总图布置合理性分析。其工作思路可归纳如下:查找国、内外同类产品和各类生产工艺及其他相关资料――对建设单位提供的初期资料进行详细分析――绘制污染工艺流程图,标识污染物的具体部位――绘制物料平衡和水平衡图――与建设单位技术人员沟通――给出最终污染源位置、污染物排放源强与排放方式。
参考文献:
[1] 王奇.化工生产基础(第二版)[M].北京:化学工业出版社,2006.
[2] 吴用.化工项目环境影响评价中工程分析的方法[J].安徽化工,2002, (4).
[3] 国家环境保护总局监督管理司编.化工、石化及医药行业建设项目环境影响评价[M]. 北京:中国环境科学出版社, 2003.
[4] 朱慎林,赵毅红,周中平.清洁生产导论[M]. 北京:化学工业出版社,2001.
例2:富屯溪邵武段横向扩散系数的求取
为了确定年产5万吨邵武竹浆厂的排污。我们进行了二维示踪扩散实验。因为是连续投料,所以配制的是4000ppm的稀溶液,采用结绳法确定采样点的横向距离,由于当地主水流不在河道中间,所以每个采样点都进行流速和水深的测量。然后用累积流量法进行模拟。
N=0,±1,±2……, ∞
进行非线性拟合估算,求得邵武河段的横向扩散系数,代入计算后八组模型的计算值和实测值的回归相关每数γ=0.85～0.99,平均0.94。
图12#-3#断面计算曲线和实测浓度对比
图24#断面计算曲线和实测浓度对比
以上实测说明了示踪实验的组织和实施是进行扩散预测的重要保证,关系到预测工作是否成败的关键,是进行水扩散实验时必须重视的。
参考文献:
[1] 司志中等.沙溪纵向扩散系数研究[J].中国环境科学,1987,(4): 43-47.
[2] 李平林等.累积流量法横向混合系数的非线性拟合估值研究[J].中国环境科学,1989,(5):361-366.