VIII總體改善

 

B.其它泄漏探測(cè)新方法

 

本節(jié)將對(duì)美國(guó)聯(lián)邦環(huán)保署評(píng)估的其它無(wú)組織排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行介紹。雖然美國(guó)聯(lián)邦環(huán)保署選擇根據(jù)當(dāng)前可獲得的技術(shù)和方法采用被動(dòng)擴(kuò)散管執(zhí)行邊界監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，但VOC排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在過(guò)去一段時(shí)間取得了較大發(fā)展，邊界監(jiān)測(cè)項(xiàng)目也允許在滿足基本要求的前提下采用其它替代方法執(zhí)行有關(guān)工作。這些基本要求主要包括[a]：

 

替代方法必須根據(jù)美國(guó)聯(lián)邦法規(guī)40CFRPart63附錄A中記載的EPA方法301進(jìn)行驗(yàn)證

 

替代方法的有效探測(cè)下限必須達(dá)到0.9μg/m3苯濃度

 

與根據(jù)EPA方法325A設(shè)置的被動(dòng)擴(kuò)散管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相比，替代方法必須實(shí)現(xiàn)相同或更加理想的空間覆蓋

 

非集成采樣替代方案的采樣和分析頻率必須為每15分鐘一次或更高

 

1

 

遙感設(shè)備

 

遙感技術(shù)是監(jiān)測(cè)無(wú)組織泄漏的新興技術(shù)之一，例如光學(xué)氣體成像遙感。這種設(shè)備的光學(xué)氣體成像相機(jī)內(nèi)裝有兩個(gè)協(xié)同運(yùn)行的紅外感應(yīng)器。其中一個(gè)感應(yīng)器追蹤視野內(nèi)的紅外背景信號(hào)，另一個(gè)則同時(shí)捕捉并處理視野內(nèi)的烴類和紅外背景信號(hào)。設(shè)備的軟件對(duì)鏡頭捕捉的影像進(jìn)行分析并去掉其中的背景信號(hào)和干擾物（例如人員和機(jī)動(dòng)車），使工作人員能夠更直觀地觀察影像中的潛在泄漏情況。在探測(cè)到泄漏時(shí)，設(shè)備會(huì)將圖像中的煙羽標(biāo)記為紅色并向工作人員發(fā)出提示。光學(xué)氣體成像遙感設(shè)備可以探測(cè)到500英尺以外的泄漏。工作人員可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)其發(fā)出提示的設(shè)定進(jìn)行調(diào)整。

 

另一種常見的設(shè)備在其密封的外殼內(nèi)同時(shí)設(shè)有一部高感紅外相機(jī)和一部高清彩色相機(jī)。這種設(shè)備通過(guò)專利分析和圖像處理算法對(duì)捕獲的影像進(jìn)行處理。設(shè)置在廠區(qū)各個(gè)點(diǎn)位的相機(jī)通過(guò)網(wǎng)線連接到主控制室，為工作人員提供實(shí)時(shí)影像和數(shù)據(jù)。這項(xiàng)系統(tǒng)同時(shí)對(duì)彩色影像和紅外影像進(jìn)行分析，并可在屏幕上顯示彩色的泄漏煙羽，提供了更好的能見度。在探測(cè)到泄漏時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)向主控制室發(fā)出提示。影像可以由相機(jī)自動(dòng)保存或者在主控制室內(nèi)遙控保存。

 

2

 

主動(dòng)采樣器

 

主動(dòng)采樣監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)與被動(dòng)擴(kuò)散管監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)相似，也是由一系列離散的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位組成。但主動(dòng)采樣器的工作原理是通過(guò)氣泵將環(huán)境空氣以固定速率導(dǎo)入吸附管進(jìn)行分析。

 

由于主動(dòng)采樣器的采樣速率較高，因此可以每天對(duì)吸附管進(jìn)行分析，這使其能夠比被動(dòng)擴(kuò)散管監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)提供更好的時(shí)間分辨率。另外，主動(dòng)采樣器還可以直接連入氣體分析儀以進(jìn)一步提高其時(shí)間分辨率。但是，主動(dòng)采樣器直接連入氣體分析儀時(shí)的探測(cè)限值通常比執(zhí)行分析前通過(guò)吸附管收集和濃縮有機(jī)蒸汽的探測(cè)限值高。主動(dòng)采樣監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在多種不同的環(huán)境下應(yīng)用于多種有機(jī)污染物的采樣和分析，并已成為一項(xiàng)較為成熟的方法。但是與被動(dòng)擴(kuò)散管監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)相比，其成本更高、所需人力更多，并需要由專業(yè)技能較高的人員進(jìn)行管理和操作。

 

3

 

開放式監(jiān)測(cè)儀

 

a.UV-DOAS

 

UV-DOAS邊界監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)“開放式”監(jiān)測(cè)技術(shù)。這種技術(shù)通過(guò)一部電磁能量源向一定距離以外（通常為100-500米）的探測(cè)系統(tǒng)發(fā)出電磁光束（紫外輻射）。在到達(dá)探測(cè)系統(tǒng)的過(guò)程中，電磁光束與空氣中的各種成分發(fā)生接觸并受到一定程度的干擾。探測(cè)系統(tǒng)對(duì)接收到電磁光束的受干擾程度進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)而確定該開放式空間內(nèi)大氣污染物的平均濃度。UV-DOAS系統(tǒng)能夠測(cè)量較遠(yuǎn)距離內(nèi)的污染物濃度，因此需要設(shè)置的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位（能量源/探測(cè)系統(tǒng)組）也相對(duì)較少。但是，UV-DOAS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的成本比主動(dòng)或被動(dòng)采樣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)高出很多，并在執(zhí)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)時(shí)需要采用更加嚴(yán)密的措施來(lái)保護(hù)能量源和探測(cè)系統(tǒng)。UV-DOAS系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是能夠?yàn)椴糠治镔|(zhì)提供較為精確（較低ppb范圍）的實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)，但大霧或其它影響能見度的因素（例如沙塵暴、花粉和山火煙塵等）會(huì)對(duì)其運(yùn)行造成干擾。UV-DOAS系統(tǒng)目前已經(jīng)用于美國(guó)數(shù)座煉油廠和石化廠的邊界監(jiān)測(cè)。

 

b.傅立葉變換紅外線（FTIR）

 

開放式FTIR的結(jié)構(gòu)與UV-DOAS相似，但采用的紅外光源和探測(cè)系統(tǒng)有所不同。開放式FTIR也可對(duì)紅外光源和探測(cè)系統(tǒng)之間的開放式空間內(nèi)的污染物平均濃度進(jìn)行測(cè)量。其測(cè)量路徑的長(zhǎng)度和裝置成本與UV-DOAS相似，也可提供實(shí)時(shí)的測(cè)量數(shù)據(jù)。開放式FTIR會(huì)受到水蒸氣、一氧化碳和二氧化碳等氣體的光譜干擾，并影響其有機(jī)蒸汽的探測(cè)下限。這種系統(tǒng)目前也已用于美國(guó)數(shù)座煉油廠和石化廠的邊界監(jiān)測(cè)。相較于UV-DOAS系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，雖然開放式FTIR可以用于測(cè)量更多的污染物種類，但是其苯探測(cè)限值一般更高，即苯的探測(cè)敏感度略差于UV-DOAS系統(tǒng)�？紤]到苯是煉油廠無(wú)組織排放的一種主要污染物并經(jīng)常用作其它有害大氣污染物排放監(jiān)測(cè)的代表物質(zhì)，開放式FTIR較高的苯測(cè)量限值是這種系統(tǒng)的主要劣勢(shì)。

 

c.差異吸收光探測(cè)和測(cè)距（DIAL）

 

DIAL監(jiān)測(cè)系統(tǒng)借助脈沖激光束對(duì)其路徑上環(huán)境空氣的污染物濃度進(jìn)行測(cè)量。空氣中存在的污染物粒子和氣溶膠使脈沖激光束的一部分發(fā)生反向散射。散射的激光束由激光源附近的望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)收集，并通過(guò)一部敏感度較高的光線探測(cè)儀進(jìn)行測(cè)量。由激光發(fā)射到散射接收的時(shí)間可用來(lái)確定污染物排放煙羽的距離。在運(yùn)行時(shí)，激光源快速交替發(fā)出兩種波長(zhǎng)的脈沖，其中一種波長(zhǎng)極易被污染物吸收，而另一種則不被吸收。因此，接收到這兩種波長(zhǎng)反向散射的強(qiáng)度差即可幫助確定污染物的濃度。這使DIAL系統(tǒng)具有一項(xiàng)特殊的優(yōu)勢(shì)，即可測(cè)量具有空間分辨率的2D污染物濃度數(shù)據(jù)。DIAL可以在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)完成測(cè)量，因此也具有較好的時(shí)間分辨率。

 

DIAL系統(tǒng)已應(yīng)用于多項(xiàng)煉油廠和石化廠排放測(cè)量的研究，且通常是短期（1-2周）專項(xiàng)研究。這項(xiàng)技術(shù)成本較高，美國(guó)境內(nèi)的設(shè)備數(shù)量較少，并需要嚴(yán)格培訓(xùn)的工作人員進(jìn)行管理和操作。

 

d.紅外掩日通量

 

紅外掩日通量利用陽(yáng)光作為光源，并使用FTIR或紫外線探測(cè)儀對(duì)路徑上的污染物平均濃度進(jìn)行測(cè)量。在這種情況下，測(cè)量路徑是垂直于地面的。為了準(zhǔn)確測(cè)量工業(yè)源周圍的污染物濃度，測(cè)量設(shè)備安裝在一輛特別配置的車輛中，并隨著車輛緩慢地圍繞廠區(qū)邊界移動(dòng)。廠區(qū)邊界附近的污染物濃度由測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度和全球定位系統(tǒng)（GPS）加以確定。這種技術(shù)測(cè)量的污染物空間分辨率比UV-DOAS和開放式FTIR更好，且成本低于DIAL系統(tǒng)。在具有可移動(dòng)設(shè)備的情況下，每家企業(yè)只需要一部紅外掩日通量系統(tǒng)。但該系統(tǒng)的最大缺點(diǎn)即是需要工作人員駕駛測(cè)量車輛全天圍繞廠區(qū)邊界運(yùn)行，且無(wú)法在夜間或云層較厚的天氣狀況下應(yīng)用。這意味著該系統(tǒng)在每天較長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)無(wú)法提供有效的數(shù)據(jù)。如果采用固定測(cè)量點(diǎn)位，并按照與主動(dòng)或被動(dòng)采樣監(jiān)測(cè)相似的方案在廠區(qū)的多個(gè)點(diǎn)位布置設(shè)備，則會(huì)帶來(lái)非常高昂的成本。

 

C.緊急泄漏情況的管理規(guī)定

 

作為原標(biāo)準(zhǔn)審閱工作的一部分，美國(guó)聯(lián)邦環(huán)保署特別對(duì)原標(biāo)準(zhǔn)中沒有涉及（也經(jīng)常排除在排放清單以外）的設(shè)備啟動(dòng)、關(guān)閉或故障期間的排放情況進(jìn)行了評(píng)估。除了前面章節(jié)中提到的涉及維護(hù)排氣和火炬的規(guī)定外，美國(guó)聯(lián)邦環(huán)保署還將大氣泄壓裝置確定為可能產(chǎn)生較大潛在排放，且沒有在原標(biāo)準(zhǔn)中得到有效約束的排放源。

 

美國(guó)聯(lián)邦環(huán)保署曾考慮要求所有的大氣泄壓裝置將廢氣導(dǎo)入火炬或其它大氣污染防治設(shè)備，但這項(xiàng)要求的實(shí)施成本非常高，并可能導(dǎo)致企業(yè)安裝新的火炬以處理這些緊急情況下產(chǎn)生的泄漏。這樣一來(lái)，新的火炬為了有效應(yīng)對(duì)這些每年發(fā)生次數(shù)極少的緊急情況，必須保持全年通氣并維持引燃火焰。因此，要求對(duì)所有的大氣泄壓裝置進(jìn)行污染防治極可能帶來(lái)嚴(yán)重的次生環(huán)境影響（即更多的火炬排放）。

 

于是，美國(guó)聯(lián)邦環(huán)保署決定通過(guò)執(zhí)行一項(xiàng)實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)盡可能減少大氣泄壓泄漏的發(fā)生。當(dāng)大氣泄壓設(shè)備在三年內(nèi)發(fā)生多起緊急泄漏事件時(shí)，再對(duì)其提出進(jìn)一步的污染防治要求。

 

新的緊急泄漏管理規(guī)定要求大氣泄壓裝置配備能夠探測(cè)壓力釋放，記錄事件發(fā)生的日期、時(shí)間和時(shí)長(zhǎng)，并及時(shí)向工作人員發(fā)出提示的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[b]。

 

有關(guān)規(guī)定還要求企業(yè)為每個(gè)大氣泄壓裝置采取三項(xiàng)額外的防護(hù)措施。這些防護(hù)措施主要包括[c]：

 

配備控制開關(guān)、監(jiān)測(cè)儀或自動(dòng)執(zhí)行器的流量、溫度、液體水平和壓力指示器。此類別下每部不重復(fù)的獨(dú)立設(shè)備即視為一項(xiàng)防護(hù)措施

 

具有完整記錄的定期檢驗(yàn)維護(hù)程序和/或員工培訓(xùn)。若同時(shí)執(zhí)行定期檢驗(yàn)維護(hù)程序和員工培訓(xùn)，則視為同一項(xiàng)防護(hù)措施

 

安全性更好的設(shè)計(jì)方案或安全儀表系統(tǒng)

 

灑水系統(tǒng)

 

階段式泄壓系統(tǒng)，其初級(jí)泄壓裝置（具有較低的泄壓壓力）應(yīng)導(dǎo)向火炬或其它封閉式排氣系統(tǒng)和大氣污染防治設(shè)備

 

每當(dāng)大氣泄壓裝置發(fā)生泄壓泄漏時(shí)，企業(yè)須立刻執(zhí)行根源分析并采取必要的改正措施，以最大程度地降低類似事件重復(fù)發(fā)生的可能。如果根源分析的結(jié)果指向運(yùn)行失誤或不當(dāng)維護(hù)，則該次事件被視為違規(guī)。另外，新的緊急泄漏管理規(guī)定將每三年之內(nèi)發(fā)生緊急泄漏事件的次數(shù)上限設(shè)定為2次，除自然災(zāi)害及其它不可抗力導(dǎo)致的事件之外，若出現(xiàn)第3次即視為違規(guī)。[d]

 

每三年之內(nèi)第2次出現(xiàn)因相同原因?qū)е碌男孤┦录ǔ豢煽沽κ录猓┮惨暈檫`規(guī)。

 

以下類別的泄壓裝置不受有關(guān)緊急泄漏管理規(guī)定的約束[e]：

 

導(dǎo)向滿足污染防治效率標(biāo)準(zhǔn)（98%減排效率或控制在20ppmv以下）的大氣污染防治設(shè)備或火炬的泄壓裝置

 

用于高密度液體的泄壓裝置

 

只釋放標(biāo)準(zhǔn)狀況（1大氣壓、68華氏度）下為液態(tài)的物質(zhì)的泄壓裝置

 

熱膨脹安全閥

 

設(shè)計(jì)泄壓壓力低于2.5psig的泄壓裝置

 

基于其直徑、設(shè)計(jì)泄壓壓力和內(nèi)容物，沒有排放72磅/天以上VOC潛力的泄壓裝置

 

移動(dòng)設(shè)備的泄壓裝置

 

這些規(guī)定確保具有排放大量VOC潛力的泄壓裝置的企業(yè)有效落實(shí)必要的防護(hù)措施，以限制緊急泄漏情況發(fā)生的頻率和時(shí)長(zhǎng)。

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