[實例]焦化項目環境風險評價實例分析

      

      風險評價常稱為事故風險評價，主要考慮建設項目營運過程中的突發行災難事故。發生災難事故的概率雖然很小，但其影響程度往往是巨大的。環境風險評價是環境影響評價領域的一個新課題，20世紀80年代以來，發達國家就將環境風險評價納入環境管理的范疇，環境風險評價已成為可能發生事故危險的建設項目環境影響評價中重要而不可缺少的組成部分。由于焦化行業的許多產品、副產品和原料都屬于易燃、易爆或有毒的危險品，故對具有發生潛在事故風險的焦化建設項目，其潛在風險事故發生的可能性及其影響后果在環境風險評價中均應得到反映。由于風險事故本身的不確定性，項目的環境風險定量分析難度很大。本文以某擬建80萬噸/年搗固焦項目為例，分析焦化項目環境風險評價。

　　由于搗固焦項目大同小異，因此項目工程分析、環境風險事故類型識別、環境風險事故率分析、工程有害物質潛在的事故危險性分析、污染控制措施分析等項在這里不再累述，重點介紹事故污染分析和事故風險評價。

一、事故污染分析

　　事故往往是造成嚴重污染事故的主要原因，由于災害事故類型各異，同一類型事故下有毒有害物質泄漏也是多種多樣的，本次評價選擇典型的情況作為代表。針對可能出現的事故，估算可能性較大且對環境造成嚴重污染的事故狀態下的污染物排放量。

　　（1）荒煤氣：煉焦制氣是將精洗煤在焦爐炭化室密封干餾，同時生成荒煤氣，爐內處于高溫、正壓狀態，荒煤氣必須不斷的引出，否則爐內壓力迅速升高，荒煤氣就會從爐內大量逸出，造成嚴重的污染事故，為此必須將煤氣通過放散管進行有組織的放散，產生荒煤氣放散的主要原因是煤氣鼓風機和高壓氨水循環泵停止運行。

　　荒煤氣放散事故有兩種狀態，即荒煤氣未經燃燒直接放散（從焦爐直接放散和荒煤氣點火裝置失靈從放散管放散）和荒煤氣經燃燒后放散。兩種狀態的持續時間一般不會超過10分鐘。工程焦爐煤氣放散事故出現的幾率統計結果分析情況見表1。

　　一般來講，停電事故出現的幾率較大，造成的污染也較嚴重。根據對國內多家焦化廠出現的事故情況調查統計結果表明，停電事故持續時間（從發現停電到啟用備用電源）平均時間為6～8分鐘，但每次不會超過10分鐘，按最不利情況考慮，本次評價選取10分鐘，則荒煤氣放散事故（未點燃）污染物排放情況見表2。

表1荒煤氣放散原因及出現的幾率統計

原因種類	引起事故的原因	事故類型	事故頻率(次/10年)	持續時間(分鐘/次)
內部	啟動備用設備時延誤運轉	小	≤1	3～5
	儀表失靈、操作失誤	中	≤2	4～6
	意外超負荷跳閘	中	≤2	4～6
外部	停電事故	大	≤3	5～10

表2荒煤氣放散事故污染物排放情況

序號	項目	放散量	排放源強	源強與苯的比值
1	荒煤氣散放量	7768m3/次	13.94m3/s	-
2	硫化氫	36.4kg/次	60.7g/s	17.00%
3	塵	144kg/次	240g/s	67.23%
4	苯	214.3kg/次	357g/s	100%
5	氨	44.6kg/次	74.3g/s	20.81%
6	氰化氫	7.9kg/次	13.2g/s	3.70%
7	苯并芘	0.042kg/次	0.07g/s	1.96×10-4
8	萘	58.7kg/次	97.8g/s	27.39%

　　在正常情況下，事故排放的荒煤氣經點火后放散。燃燒后，荒煤氣所含的主要污染物都轉化為二氧化碳、水、二氧化硫排放到大氣中。其大氣污染物排放量見表3。

表3荒煤氣燃燒后的大氣污染物排放量

項目	放散量	排放源強
廢氣排放量	52430m3/次	87.4m3/s
二氧化硫	129.4kg/次	1294g/s

　　（2）苯、氨、硫化氫、煤氣等污染物：煤氣柜、管道事故時泄漏煤氣；洗苯塔、脫苯塔以及管道事故時，容易引起苯泄漏；氨水貯槽、蒸氨塔事故時容易引起氨泄漏；脫硫塔事故時容易引起硫化氫泄漏。

　　除了以上設備，與之相連的閥門、泵、法蘭以及管路等，均會因密封失效或其它故障造成有毒有害氣體的泄漏。煤氣柜內主要為潔凈煤氣，潔凈煤氣污染物含量僅為荒煤氣的0.2～0.5%，其主要成分是氫氣，發生小量泄露等情況，一般不會對環境造成較大污染。因此煤氣柜與煤氣管道將不予評價。針對可能出現的污染事故，估算可能性較大且對環境造成嚴重污染的事故狀態下的苯、氨、硫化氫、煤氣等污染物排放量。事故時，污染物排放按10分鐘進行計算。表4列出了可能出現的事故狀態下單套設備主要污染物排放量。

表4可能出現的事故狀態下部分污染物排放量

編號	設備典型損壞類型	設備典型損壞程度	主要污染物	污染物泄漏量
1	洗苯塔泄漏、破裂	按塔體100%有效容重計	苯	12m3，16000g/s
2	脫苯塔泄漏、破裂	按塔體100%有效容重計	苯	6m3，8000g/s
3	粗苯貯槽泄漏、破裂	按槽體100%有效容重計	苯	100m3，134000g/s
4	脫硫塔泄漏、破裂	按塔體100%有效容重計	硫化氫	114m3，0.76g/s
5	蒸氨塔泄漏、破裂	按塔體100%有效容重計	氨	7m3，8.8g/s
6	氨水貯槽泄漏、破裂	按塔體100%有效容重計	氨	100m3，6.4g/s

二、事故風險評價

1.計算模式
　　選用HJ/T2.1～2.3-93中推薦的有風和小風時非正常排放模式，非正常排放條件下的地面濃度Ca（mg/m3）按下列公式計算：

　　（1）有風情況(U0≥1.5m/s)
　　以排氣筒地面中心位置為原點,有效源高為He，平均風向軸為軸，源強為Q（mg/s），非正常排放時間為T，則t時刻地面任一點（X，Y）的濃度為：
　　
　　式中：　　　　　　　　　　　t≤T
　　　　　　　　　　　 　　t＞T
　　擴散參數，各指數、系數的定值見附錄B。
　　（2）小風 (15m/s＞U0≥0.5m/s)和靜風(U0＜0.5m/s)情況
　　t時刻地面任一點（X，Y）的濃度為：
　　
　　式中：　　　　　t≤T
　　 　　　　t＞T
　　
　　
　　
　　u、v分別為X、Y風向的風速；為煙團排放時的時間；擴散參數。

2.事故排放時濃度預測以及風險分析

　　事故排放為特殊情況下的瞬間排放，主要是由于管理不善或者操作不當或者特殊工況或者意外事故或者自然災害或者設備老化等諸多原因造成的。因此本次事故排放預測風速主要選擇0.2m/s、1.0m/s和2.0m/s三種典型風速；風速大于2.0m/s的天氣對污染物擴散非常有利，污染源對于近距離范圍產生的影響相對較輕，對于遠距離范圍產生的影響也會因為風力的稀釋擴散作用顯得相對不突出。在實際計算過程發現，歷時時間在10分鐘之內最大落地濃度和距離變化不大，主要集中在源附近；30分鐘之后由于風速、風程等情況的影響，小風時最大落地濃度距源較遠，濃度相對較低；風速較高時，經過稀釋和擴散，落地濃度也相對較低。因此歷時時間選擇10、15、30分鐘三個檔次。
　　（1）焦爐荒煤氣放散事故時，因停電、設備故障等原因未能通過放散管放散，而是直接從焦爐放散情況：
由于硫化氫、氨、氰化氫、萘、苯并芘、塵和同苯相比，同為氣態污染物，在計算過程中所不同的只是源強的區別，源的其它參數完全相同，因此本次評價僅計算排放量最大的苯污染物，其他污染物可以同苯進行類比分析：最大落地距離相同；最大落地濃度和各距離落地濃度同苯相比，數值等于其源強與苯源強比值。
　　（2）焦爐荒煤氣放散事故時，通過放散管放散，但點火裝置失效情況：
和上節相比，僅僅是焦爐直接放散變成了通過放散管放散，仍然可以通過以苯污染物為代表進行計算，其他污染物作類比分析。
　　（3）荒煤氣燃燒后非正常排放二氧化硫情況：
此時污染物比較單一，僅有二氧化硫，可以很方便地進行計算。
　　（4）洗苯塔、脫苯塔等塔體泄漏等情況：
　　洗苯塔、脫苯塔、苯貯槽、脫硫塔、蒸氨塔、氨水貯槽事故排放污染物計算也相對較為簡單。
　　從計算結果可以看出，事故排放和非正常排放時，由于源強的不同，最大落地濃度相差較大，但也有相似點，即：小風和靜風時，近距離污染較為嚴重，高濃度污染物主要集中在污染源附近，這給故障排除和設備維修帶來較大不便；遠距離污染相對較輕。風速較高時，由于風吹的關系，污染源附近相對污染較輕，便于維修操作；但易造成遠距離污染，影響范圍相對較廣。因此，項目營運期，應當盡量杜絕事故的發生，嚴控事故排放，盡量減小事故排放源強和縮短排放時間，并加強事故應急處理和防范措施。 三、環境風險事故的減緩措施及應急預案　　擬建工程有害物質危害防治主要從兩方面考慮，首先從工藝上控制源頭，采用先進的生產工藝和裝備，盡可能不排或少排，以達到降低工作場所有害物質的目的；其次對不可避免排除的有害物質采取國內外相應高效的治理措施，并對操作人員采取相應的防護性措施，盡可能減輕對操作人員的危害。
　　為了防范事故和減少災害，必須制定風險事故的防范措施和應急預案。

1.風險事故防范措施
　　事故的防范措施是項目風險評價的重要內容。為防止事故的發生，擬建項目的環境風險評價從管理、安全設計、防火、防毒等方面提出風險事故的以下防范措施。

2.風險事故應急預案

　　制定風險事故應急預案的目的是為了在發生風險事故時，能以最快的速度發揮最大的效能，有序的實施救援，盡快控制事態的發展，降低事故造成的危害，減少事故造成的損失。

　　風險事故應急預案的基本要求包括：科學性、實用性和權威性。風險事故的應急救援工作是一項科學性很強的工作，必須開展科學分析和論證，制定嚴密、統一、完整的應急預案；應急預案應符合項目的客觀情況，具有實用、簡單、易掌握等特性，便于實施；對事故處置過程中職責、權限、任務、工作標準、獎勵與處罰等做出明確規定，使之成為企業的一項制度，確保其權威性。

　　項目風險事故處理應當有完整的處理程序圖，一旦發生應急事故，必須依照風險事故處理程序圖進行操作。企業風險事故應急組織系統基本框圖如圖1所示，企業應根據自身實際情況加以完善。

3.風險事故處理措施

　　為了有效地處理風險事故，應有切實可行的處置措施。項目風險事故應急措施包括設備器材、事故現場指揮、救護、通訊等系統的建立、現場應急措施方案、事故危害監測隊伍、現場撤離和善后措施方案等。

4.風險事故應急計劃

　　擬建項目必須在平時擬定事故應急預案，以應對可能發生的應急危害事故，一旦發生事故，即可以在有充分準備的情況下，對事故進行緊急處理。

     風險事故的應急計劃包括應急狀態分類、應急計劃區和事故等級水平、應急防護、應急醫學處理等。 四、結論　　環境風險評價是建設項目環境影響評價工作的新內容。由于焦化項目原輔材料以及副產品等具有有毒、有害、易燃易爆等多樣性，和生產工藝以及控制、設備運行的復雜性，存在多種不同性質的潛在風險事故。因此，對于焦化項目的環境影響評價，環境風險評價應作為必不可少的評價重點。 參考文獻
　　[1]胡二邦,等.環境風險評價實用技術和方法.北京:中國環境出版社.
　　[2]趙朝東,趙東風.試論石油化工項目環境風險評價.環境影響評價動態.2003,3(3).
　　[3]張崢,李寅年.石油化工項目環境風險評價實例分析.環境科學研究.1999,2(12).[4]馮杰,從一起突發行事故看建立化學應急事故救援預案的重要性.化工安全與環境.2002,9

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