揮發(fā)性有機(jī)物(Volatility Organic Compounds，簡(jiǎn)稱VOCs) 是環(huán)境中的一類典型污染物，對(duì)大氣的物理、化學(xué)性質(zhì)以及人體健康都有十分重要的影響。近年來(lái)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，由工業(yè)、居民生活排放的人為源VOCs總量正在逐年增加，導(dǎo)致光化學(xué)煙霧、城市灰霾等復(fù)合型大氣污染問(wèn)題日益嚴(yán)重。有效控制VOCs排放已經(jīng)成為現(xiàn)階段我國(guó)大氣環(huán)境治理領(lǐng)域中的熱點(diǎn)問(wèn)題。

泄漏檢測(cè)與修復(fù)(Leak Detection and Repair，簡(jiǎn)稱LDAR)是目前國(guó)際上通用的一種無(wú)組織VOCs控制技術(shù)，可廣泛應(yīng)用于石化等行業(yè)中設(shè)備泄漏環(huán)節(jié)的VOCs減排。美國(guó)和歐盟等發(fā)達(dá)國(guó)家早在上世紀(jì)80~90年代就開(kāi)始通過(guò)實(shí)施LDAR控制VOCs排放，改善大氣環(huán)境質(zhì)量，并且取得了十分顯著的成效。21世紀(jì)以來(lái)，為有效控制我國(guó)工業(yè)源污染排放，LDAR技術(shù)被引進(jìn)中國(guó)，并被越來(lái)越多的企業(yè)所重視和應(yīng)用。文章通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外LDAR技術(shù)實(shí)施情況及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、政策的調(diào)研分析，旨在總結(jié)我國(guó)LDAR的應(yīng)用現(xiàn)狀、存在問(wèn)題并提出相關(guān)改善建議。

LDAR技術(shù)簡(jiǎn)介

LDAR的定義及實(shí)施目標(biāo)

LDAR是一項(xiàng)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的物料泄漏進(jìn)行控制的系統(tǒng)工程，也是一項(xiàng)履行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性工作。該技術(shù)采用固定或移動(dòng)檢測(cè)儀器，定量或定性檢測(cè)生產(chǎn)裝置中易產(chǎn)生VOCs泄漏的密封點(diǎn)，并修復(fù)超過(guò)一定濃度的泄漏點(diǎn)，從而控制物料泄漏損失，達(dá)到減少環(huán)境污染的目標(biāo)。通常，被檢測(cè)的密封點(diǎn)包括泵、壓縮機(jī)、攪拌器、閥門(mén)、泄壓設(shè)備、取樣連接系統(tǒng)、開(kāi)口閥或開(kāi)口管線、法蘭、連接件等。就一家企業(yè)而言，雖然單個(gè)密封點(diǎn)的泄漏很微量，但整個(gè)生產(chǎn)線的所有密封點(diǎn)可以產(chǎn)生巨大的排放。據(jù)美國(guó)環(huán)保局估算，設(shè)備泄漏產(chǎn)生的VOCs排放量約占煉油廠原油加工量的0.01%。歐盟多家煉油廠采用紅外遙感技術(shù)測(cè)量的烴類排放均值約為原油加工量的0. 12%，其中煉油裝置泄漏的 VOCs排放占全廠VOCs無(wú)組織排放總量的 20%~30%。

LADR的實(shí)施程序

現(xiàn)行的 LDAR工作模式由美國(guó)EPA 建立，其標(biāo)準(zhǔn)方法稱為《揮發(fā)性有機(jī)化合物泄漏測(cè)定方法》。該方法不但規(guī)定了執(zhí)行LDAR操作需遵守的協(xié)議，同時(shí)還規(guī)定了用于 VOCs 泄漏檢測(cè)的設(shè)備和技術(shù)。總體上講，LDAR常見(jiàn)的檢測(cè)技術(shù)主要分為常規(guī)檢測(cè)和非常規(guī)檢測(cè)兩大類。常規(guī)檢測(cè)是指采用火焰離子檢測(cè)器、紅外吸收檢測(cè)器、光離子檢測(cè)器等儀器直接檢測(cè)設(shè)備密封點(diǎn)的逸散濃度;非常規(guī)檢測(cè)是指采用光學(xué)檢測(cè)儀(紅外熱成像儀、傅里葉紅外成像光譜儀等)、超聲檢測(cè)儀等儀器對(duì)設(shè)備泄漏情況進(jìn)行檢測(cè)或檢查，可作為常規(guī)檢測(cè)的輔助手段，發(fā)現(xiàn)疑似泄漏點(diǎn)后，應(yīng)采用常規(guī)檢測(cè)方法定量確認(rèn)。典型的LDAR實(shí)施程序可概括為5個(gè)基本步驟，依次分別為識(shí)別、定義、實(shí)施、修復(fù)以及報(bào)告。各個(gè)步驟的具體含義和內(nèi)容如圖1所示。

從圖1的實(shí)施程序可知，修復(fù)是整個(gè)LDAR實(shí)施過(guò)程中真正實(shí)現(xiàn)VOCs減排的關(guān)鍵一環(huán)。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于泄漏點(diǎn)常用的修復(fù)手段包括緊固螺栓、更換部件、加裝管帽、涂抹密封膠、制作夾具堵漏等方式。具體視泄漏程度、泄漏設(shè)備組件類型以及生產(chǎn)工況等因素而定。

LDAR的實(shí)施效益

根據(jù)美國(guó)EPA對(duì)實(shí)施LDAR的企業(yè)進(jìn)行的評(píng)估，石油煉制企業(yè)實(shí)施LDAR后設(shè)備VOCs泄漏量可減少63%]。丁德武等]對(duì)國(guó)內(nèi)石化企業(yè)煉油裝置LDAR實(shí)施效果的評(píng)估結(jié)果表明，LDAR的執(zhí)行可使該裝置的VOCs排放量削減約50%。可以看出，LDAR工作對(duì)于設(shè)備泄漏環(huán)節(jié)VOCs的減排具有非常明顯的效果。同時(shí)，LDAR實(shí)施后帶來(lái)的社會(huì)效益還包括以下方面：

(1)生產(chǎn)安全：通過(guò)LDAR的實(shí)施，可以提前發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的安全隱患，提高生產(chǎn)的安全性和可靠性。

(2)環(huán)境保護(hù)：由于VOCs是臭氧(O3)和細(xì)顆粒物(PM2.5)污染的關(guān)鍵前體物，LDAR的實(shí)施可以有效減少企業(yè)的VOCs排放，從而改善當(dāng)?shù)氐目諝赓|(zhì)量。

(3)職業(yè)健康：實(shí)施LDAR可以降低現(xiàn)場(chǎng)工作人員的污染暴露風(fēng)險(xiǎn)。化工企業(yè)排放的 VOCs 中有一部分也是有毒空氣污染物(Hazardous Air Pollutants，簡(jiǎn)稱HAPs)，這些物質(zhì)的排放量過(guò)高對(duì)裝置操作人員的健康產(chǎn)生危害。

(4)資源節(jié)約：LDAR的實(shí)施可以有效減少企業(yè)物料損失。無(wú)組織排放的物質(zhì)大部分均為可出售的物料，通過(guò)減少無(wú)組織散逸，可以提高產(chǎn)品收率，獲得更多生產(chǎn)效益。

(5)經(jīng)濟(jì)成本：一方面LDAR的實(shí)施可以提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備泄漏，提早修復(fù)，降低維修成本;另一方面，通過(guò)VOCs的減排還可以減少企業(yè)的排污費(fèi)。

(6)企業(yè)形象： LDAR 的實(shí)施可以降低企業(yè)可能面臨的因污染物超標(biāo)排放而產(chǎn)生的合規(guī)性風(fēng)險(xiǎn)，提高企業(yè)的品牌價(jià)值。

國(guó)外LDAR應(yīng)用進(jìn)展

國(guó)外LDAR的實(shí)施起步較早，已經(jīng)有30~40年的經(jīng)驗(yàn)積累。在長(zhǎng)期的應(yīng)用和發(fā)展過(guò)程中，國(guó)外的LDAR工作已經(jīng)形成了較為完整的實(shí)施體系，并已進(jìn)入法制化、標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化的軌道。

美國(guó)

上世紀(jì)80年代初起，美國(guó)聯(lián)邦法典對(duì)石化煉油行業(yè)的設(shè)備VOCs泄漏排放提出嚴(yán)格的作業(yè)要求，規(guī)定必須對(duì)石化企業(yè)實(shí)施LDAR作業(yè)。此后LDAR技術(shù)被美國(guó)許多州和地方政府所采納，將其作為空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)的主要措施之一;1990年，美國(guó)的《清潔空氣法(The Clean Air Act)》修正案正式將LDAR納入其中，作為最大可行控制技術(shù)(Maximum Achievable Control Technology, MACT)，規(guī)定必須對(duì)石化和化工企業(yè)實(shí)施LDAR作業(yè)，以控制管線組件的無(wú)組織排放;1993年，美國(guó)EPA頒布《設(shè)備泄漏排放估算協(xié)議(Protocol for Equipment Leak Emission Estimates)》，并于1995年對(duì)該協(xié)議進(jìn)行修正，該協(xié)議給出了基于LDAR實(shí)測(cè)結(jié)果估算設(shè)備泄漏VOCs排放量的方法;為了提高LDAR工作效率，美國(guó)石油學(xué)會(huì)(American Petroleum Institute, API)于1997年提出Smart-LDAR技術(shù)，并由美國(guó)EPA于2008年發(fā)布了紅外氣體相機(jī)開(kāi)展Smart-LDAR的AWP(Alternative Work Practice)規(guī)范。相對(duì)于傳統(tǒng)的泄漏檢測(cè)方法，Smart-LDAR可以通過(guò)遠(yuǎn)距離光學(xué)成像同時(shí)檢查多個(gè)泄漏組件，從而更快地找出泄漏組件并實(shí)施修復(fù)。EPA對(duì)該方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，Smart-LDAR泄漏檢出限在0.1~100g/h范圍內(nèi)，平均每分鐘約可完成35個(gè)設(shè)備密封的檢測(cè)，是傳統(tǒng)LDAR效率的4.3倍。

歐盟

歐盟于1999年起建議其成員國(guó)的煉油廠實(shí)施LDAR。歐盟對(duì)VOCs的排放控制主要采用指令的形式，其發(fā)布的綜合污染預(yù)防與控制(Integrated Pollution Prevention and Control，IPPC)指令將工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)劃分為能源工業(yè)、金屬工業(yè)、無(wú)機(jī)材料工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、廢物管理以及其它活動(dòng)等6大類共33個(gè)行業(yè)進(jìn)行管理;2010年歐盟將IPPC指令與現(xiàn)有的工業(yè)排放指令整合為2010/75/EU(The Industrial Emissions Directive，IED)指令，并要求于2013年1月7日前逐步進(jìn)入歐盟各國(guó)立法體系，于2014年1月7日起用IED指令代替IPPC指令和各工業(yè)指令。IED指令實(shí)質(zhì)上是IPPC指令的延續(xù)和升級(jí)，仍然以IPCC為核心，但同時(shí)強(qiáng)化了BAT在環(huán)境管理和許可證管理中的作用和地位[16]。IED指令指出，無(wú)組織逸散是VOCs控制的重點(diǎn)，在儲(chǔ)罐、設(shè)備、管線泄漏等無(wú)組織逸散VOCs的控制方法中，LDAR是最佳可行技術(shù)(Best Available Technology, BAT)，與工藝排放的控制同等重要。對(duì)于LDAR工作的開(kāi)展，規(guī)定常規(guī)儀器檢測(cè)(Sniffing Method)和光學(xué)儀器檢測(cè)(Optical Gas Imaging Methods)都是可選方法。目前比利時(shí)、荷蘭、瑞典等國(guó)家均出臺(tái)了LDAR實(shí)施的相關(guān)要求和規(guī)定。

加拿大

加拿大環(huán)境署制定的環(huán)境保護(hù)法案中明確提出了有害化工氣體泄漏的防治要求，要求建立并實(shí)施完善的泄漏檢測(cè)與修復(fù)技術(shù)。1993年10月，加拿大環(huán)境部長(zhǎng)理事會(huì)(Canadian Council of Ministers of the Environment，CCME)發(fā)布的《設(shè)備泄漏無(wú)組織排放檢測(cè)與控制實(shí)施法規(guī)》(Environmental Code of Practice for the Measurement and Control of Fugitive VOC Emissions from Equipment Leaks)中明確提出了對(duì)相關(guān)企業(yè)管道及設(shè)備實(shí)施LDAR的具體要求，規(guī)定了包括壓縮機(jī)、泄壓閥等在內(nèi)的不同密封設(shè)備的檢測(cè)頻次以及修復(fù)時(shí)間、泄漏率等[17]。同時(shí)，加拿大清潔空氣戰(zhàn)略聯(lián)盟(Clean Air Strategic Alliance, CASA)要求上游油氣行業(yè)于2005年12月31日前制定一套針對(duì)逸散性排放的最佳管理方法，相關(guān)部門(mén)頒布并實(shí)施LDAR許可證制度，并于2007年由CASA對(duì)上游石化行業(yè)進(jìn)行復(fù)查考核。

從國(guó)外LDAR推廣實(shí)施的做法和經(jīng)驗(yàn)可以看出，LDAR確實(shí)是一項(xiàng)對(duì)VOCs無(wú)組織泄漏控制有效且通用的技術(shù)，也是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，必須做好相應(yīng)的配套和保障，包括：(1)制定科學(xué)的法律法規(guī)，對(duì)LDAR的實(shí)施和操作提出強(qiáng)制性規(guī)定;(2)建立 VOCs 逸散排放的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)和方法，實(shí)現(xiàn)LDAR減排效果的定量化評(píng)估;(3)建立企業(yè)申報(bào)制度，要求企業(yè)定期向政府提供LDAR的執(zhí)行情況及排放報(bào)告;(4)建立審查審計(jì)制度，對(duì)企業(yè)的LDAR項(xiàng)目進(jìn)行定期或突擊審查。只有不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)并將其固化在政策與標(biāo)準(zhǔn)中，才能使LDAR技術(shù)更加廣泛和專業(yè)地被應(yīng)用，從而確保達(dá)到期望的VOCs控制效果。