石油化工行业VOCs排放量计算办法要点Word文档格式.docx
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一、设备动静密封点泄漏
排放量核算结果的准确度从高到低排序为:
实测法、相关方程法、筛选范围法、平均排放系数法。
前三种方法是基于检测的核算方法,需获得检测仪器对物料的〔合成〕响应
因子,见附录一。
企业可根据自身LDAR开展情况,选择核算方法。
n
WFVOCs,i
E设备
eTOC,i
ti
〔公式4〕
WFTOC,i
i1
密封点的VOCs年排放量,千克/年;
密封点i的运行时间段,小时/年;
eTOCs,i
密封点i的TOCs排放速率,千克/小时;
运行时间段内流经密封点
i的物料中VOCs的
平均质量分数;
i的物料中TOC的平
均质量分数
如未提供物料中
VOCs的平均质量分数,那么
WFVOCs按1
WFTOC
计。
〔一〕排放速率。
1.实测法。
采用包袋法和大体积采样法对密封点进行实测,所得排
3
放速率最接近真实排放情况,企业可选用该方法对密封点排
放速率进行检测。
2.相关方程法。
e0,i0SV1
eTOCep,iSV50000i1
〔公式5〕
ef,i1SV50000
eTOC密封点的TOC排放速率,千克/小时;
SV修正后的净检测值,μmol/mol;
e0,i密封点i的默认零值排放速率,千克/小时;
ep,i密封点i的限定排放速率,千克/小时;
ef,i密封点i的相关方程核算排放速率,千克/小
时。
各类型密封点的排放速率按表1计算。
a
表1石油炼制和石油化工设备组件的设备排放速率
密封点类型
阀门泵其它连接件法兰开口阀或开口管线
气体阀门
默认零值排放速率〔千
限定排放速率〔千
相关方程b〔千克/小时/
克/小时/排放源〕
排放源〕
>
50000μmol/mol
石油炼制的排放速率〔炼油、营销终端和油气生产〕
×
SV
石油化工的排放速率
4
液体阀门
轻液体泵c
SV×
连接件
注:
表中涉及的千克
/小时/排放源=每个排放源每小时的
TOC排放量〔千克〕。
a:
美国环保署,1995b报告的数据。
对于密闭式的采样点,如果采样瓶连在采样口,那么使用“连接件〞的排放系数;
如采样瓶未与采样口连接,那么使用“开口管线〞的排放系数。
b:
SV是检测设备测得的净检测值〔SV,μmol/mol〕;
c:
轻液体泵系数也可用于压缩机、泄压设备和重液体泵。
3.筛选范围法。
石油炼制工业排放速率计算公式:
eTOC
FA,i
WFTOC,iNi
〔公式6〕
WF甲烷,i
石油化学工业排放速率计算公式:
Ni
〔公式7〕
密封点的TOC排放速率,千克/小时;
密封点i排放系数;
流经密封点i的物料中TOC的平均质量分数;
WF甲烷
流经密封点i的物料中甲烷的平均质量分数,
最大取10%;
密封点的个数。
表2
筛选范围排放系数a
石油炼制系数
b
c
石油化工系数
设备类
≥
<
10000μmol/mol
介质
排放系数〔千克/
型
小时/排放源〕
法兰、连所有
5
接件注:
EPA,1995b报告的数据。
这些系数是针对非甲烷有机化合物排放。
这些系数是针对总有机化合物排放。
筛选范围法用于核算某套装置不可达法兰或连接件的VOCs排放速率,需至少检测50%该装置的可达法兰或连接
件,并且至少包含1个净检测值大于等于10000μmol/mol的
点,以10000μmol/mol为界,分析已检测法兰或连接件净检
测值可能≥10000μmol/mol的数量比例,将该比例应用到同一
装置的不可达法兰或连接件,且按比例计算的大于等于
10000μmol/mol的不可达点个数向上取整,采用表2系数并
按公式6和公式7计算排放速率。
4.平均排放系数法。
未开展LDAR工作的企业,或不可达点〔除符合筛选范
围法适用范围的法兰和连接件外〕,应采用表3系数并按公
式6和公式7计算排放速率。
表3
石油炼制和石油化工组件平均排放系数
设备类型
石油炼制排放系数
石油化工排放系数
〔千克/小时/排放源〕b
〔千克/小时/排放源〕c
气体
阀
轻液体
重液体
泵d
压缩机
泄压设备
法兰、连接件
所有
开口阀或开口
管线
6
采样连接系统
对于表中涉及的千克
对于
开放式的采样点,采用平均排放系数法计算排放量。
如果采样过程中排出的置换残液或气未经处理直接排入环境,按照“取样连接系统〞和“开口管线〞排放系数分别计算并加和;
如果企业有收集处理设施收集管线冲洗的残液或气体,并且运行效果良好,可按“开口阀或开口管线〞排放系数进行计算。
摘自EPA,1995b;
石油炼制排放系数用于非甲烷有机化合物排放速率;
石油化工排放系数用于TOC〔包括甲烷〕排放速率;
d:
轻液体泵密封的系数可以用于估算搅拌器密封的排放速率。
〔二〕排放时间。
采用中点法确定该密封点的排放时间,即第n次检测值
代表时间段的起始点为第n-1次至第n次检测时间段的中点,
终止点为第n次至第n+1次检测时间段的中点。
发生泄漏修
复的情况下,修复复测的时间点为泄漏时间段的终止点。
二、有机液体储存与调和挥发损失
〔一〕实测法。
设有VOCs有机气体控制设施的储罐或罐区,其排放量
应采用实测法核算,监测频次不少于
1次/月。
106〔C入口,i
E储罐
E计算量,i
C出口,i〕Qiti
〔公式8〕式中:
7
E储罐含有机气体控制设施的储罐VOCs年排放量
E计算量,i连接在有机气体控制设施i上的储罐的排放
量,由公式法计算,千克/年;
C入口,i有机气体控制设施i的入口VOCs浓度年平均
值,毫克/标立方米;
C出口,i有机气体控制设施i的出口VOCs浓度年平均值,毫克/标立方米;
Qi有机气体控制设施i的出口流量,标立方米/小
时;
ti有机气体控制设施i的运行时间,小时/年。
〔二〕公式法。
该核算方法可应用于固定顶罐和浮顶罐。
不适用于以下情况:
所储物料组分不稳定或真实蒸汽压高于大气压、蒸气压未知或无法测量的;
储罐浮盘设施失效的;
其他不符合相关环保要求的。
公式法核算过程采用美制单位。
完成核算后,可将排放量的美制单位〔磅〕转为国际单位制〔千克〕。
E固,i
E浮,i
〔公式9〕
E储罐储罐的VOCs年排放量,千克/年;
8
E固
固定顶罐i的VOCs年排放量,千克/年;
E浮
浮顶罐i的VOCs年排放量,千克/年。
1.固定顶罐总损失。
ESEW
〔公式10〕
固定顶罐总损失,磅/年;
ES
静置损失,磅/年,见公式
11;
EW
工作损失,磅/年,见公式28。
〔1〕静置损失,ES。
ES365VVWVKEKS
〔公式11〕
静置损失〔地下卧式罐的
ES取0〕,磅/年;
VV
气相空间容积,立方英尺,见公式
12;
WV
储藏气相密度,磅/立方英尺;
KE
气相空间膨胀因子,无量纲量;
KS
排放蒸气饱和因子,无量纲量。
立式罐气相空间容积
VV,通过公式
12计算:
D2HVO
〔公式12〕
气相空间容积,立方英尺;
D
罐径,英尺;
HVO
气相空间高度,英尺。
9
卧式罐气相空间容积
13核算:
V
2H
VO
〔公式13〕
E
VV固定顶罐蒸气空间体积,立方英尺;
HVO蒸气实际空间高度〔HVO=D〕,英尺;
DE卧式罐有效直径,英尺;
DE
LD
〔公式14〕
A.气相空间膨胀因子KEKETVTAXTANI〔公式15〕
TV
日蒸气温度范围,兰氏度;
TAX
日最高环境温度,兰氏度;
TAN
日最低环境温度,兰氏度;
α
罐漆太阳能吸收率,无量纲量,见表
4;
I
太阳辐射强度,英热
/〔平方英尺·
天〕;
常数,〔兰氏度〕-1;
常数,无量纲量;
常数,兰氏度·
平方英尺·
天/英热。
表4
罐漆太阳能吸收率〔α〕
序号
罐漆颜色
太阳能吸收因
太阳能吸收
10
子
白色
浅灰色
铝色
中灰色
黑色
绿色
B.气相空间高度,HVOHVOHSHLHRO式中:
HVO气相空间高度,英尺;
HS罐体高度,英尺;
HL液体高度,英尺;
HRO罐顶计量高度,英尺,锥顶罐见注释
罐见注释b。
公式16注释:
a.对于锥顶罐,顶高度HRO核算方法如下:
HRO1/3HR
HRO罐顶计量高度,英尺;
HR罐顶高度,英尺;
HRSRRS
因子
〔公式16〕
a,拱顶
〔公式17〕
〔公式18〕
SR罐锥顶斜率,英尺/英尺;
如未知,那么取;
RS罐壳半径,英尺。
b.对于拱顶罐,罐顶计量高度HRO核算方法如下:
11
HR
HRO
〔公式19〕
R
S
RS罐壳半径,英尺;
HRRRRR2RS2〔公式20〕
RR罐拱顶半径,英尺;
RR的值一般介于之间,其中D=2RS。
如果RR未知,那么用罐体直径代替。
C.气相空间饱和因子,KS
Ks
〔公式21〕
VAHVO
气相空间饱和因子,无量纲量;
PVA
日平均液面温度下的饱和蒸气压,磅
/平方英
寸〔绝压〕,或参照公式
26计算;
气相空间高度,英尺,见公式
16;
常数,〔磅/平方英寸〔绝压〕·
英尺〕-1。
D.气相密度,WV
MVPVA
〔公式22〕
RTLA
12
WV气相密度,磅/立方英尺;
MV气相分子质量,磅/磅-摩尔;
R理想气体状态常数,磅/〔磅-摩尔·
英
尺·
兰氏度〕;
PVA日平均液面温度下的饱和蒸气压,磅/平方英
寸〔绝压〕,见公式26;
TLA日平均液体外表温度,兰氏度,取年平均实
际储存温度,如无该数据,用公式23计算。
公式22注释:
a.日平均液体外表温度,TLATLAAABI
TAXTAN
TAA
2TBTAA61
〔公式23〕
〔公式24〕〔公式25〕
TLA
日平均液体外表温度,兰氏度;
日平均环境温度,兰氏度;
计算月的日最高环境温度,兰氏度;
计算月的日最低环境温度,兰氏度。
TB
储液主体温度,兰氏度;
太阳辐射强度,英热/〔平方英尺·
天〕。
13
当TLA值无法取得时,可用表5计算。
表5年平均储藏温度计算表罐体颜色年平均储藏温度,TS〔华氏度〕白TAA+0铝TAA灰TAA黑TAA注:
此表格中TAA为年平均环境温度〔华氏度〕。
E.真实蒸气压,PVA
对于石油液体储料的日平均液体外表蒸气压,可通过公式26计算:
PVAexpA
B
〔公式26〕
A蒸气压公式中的常数,无量纲量;
B蒸气压公式中的常数,兰氏度;
TLA日平均液体外表温度,兰氏度;
PVA日平均液体外表蒸气压,磅/平方英寸〔绝
压〕。
A对于油品:
-SlnRVPB8742-1042S-SlnRVP对于原油:
-RVPB72611216lnRVP
14
RVP
雷德蒸气压,磅/平方英寸;
10%蒸发量下ASTM蒸馏曲线斜率,°
F
/vol%。
15%馏出温度-5%馏出温度
15
单一物质〔如苯、对二甲苯〕的日平均液体外表蒸气压,
采用安托因方程计算。
lgPVA
A
TLAC
〔公式27〕
A、B、C为安托因常数;
TLA日平均液体外表温度,摄氏度;
PVA日平均液面温度下的饱和蒸气压,毫米汞柱。
〔2〕工作损失,EW。
EWMVPVAQKNKPKB
〔公式28〕
工作损失,磅/年;
MV
气相分子量,磅/磅-摩尔;
真实蒸气压,磅/平方英寸〔绝压〕,见公式
26;
Q年周转量,桶/年;
KP工作损失产品因子,无量纲量;
对于原油KP;
对于其它有机液体KP=1;
KN工作排放周转〔饱和〕因子,无量纲量;
当周转数>36,KN=〔180+N〕/6N;
当周转数≤36,KN=1;
KB呼吸阀工作校正因子。
呼吸阀工作时的校正因子,KB可用公式29和公式30计
算:
当
KN
PBP
PA
〔公式29〕
PI
时
〔公式30〕
KB
PAPVA
KB呼吸阀校正因子,无量纲量;
PI正常工况条件下气相空间压力,磅/平方英寸
〔表压〕;
PI是一个实际压力〔表压〕,如果处在大气压下
16
〔不是真空或处在稳定压力下〕,
PI为0;
大气压,磅/平方英寸〔绝压〕;
工作排放周转〔饱和〕因子,无量纲量,见
公式28;
日平均液面温度下的蒸气压,磅
/平方英寸〔绝
压〕,见公式26;
呼吸阀压力设定,磅/平方英寸〔表压〕。
2.浮顶罐总损失。
EREWDEFED
〔公式31〕
浮顶罐总损失,磅/年;
ER
边缘密封损失,磅/年,见公式
32;
EWD
挂壁损失,磅/年,见公式34;
EF
浮盘附件损失,磅/年,见公式
35;
ED
浮盘缝隙损失〔只限螺栓连接式的浮盘或浮
顶〕,磅/年,见公式38。
〔1〕边缘密封损失,ER。
KRaKRbvnDP*MVKC
〔公式32〕
边缘密封损失,磅/年;
KRa
零风速边缘密封损失因子,磅
-摩尔/英尺·
年,
见表6;
17
KR
有风时边缘密封损失因子,
磅-摩尔/〔迈n·
年〕,见表6;
v
罐点平均环境风速,迈;
密封相关风速指数,无量纲量,见表
6;
P*
蒸气压函数,无量纲量;
*
〔公式33〕
P
PVA日平均液体外表蒸气压,磅/平方英寸〔绝压〕,见公式26;
PA大气压,磅/平方英寸〔绝压〕;
D罐体直径,英尺;
KC产品因子,原油,其它挥发性有机液体1。
表6
浮顶罐边缘密封损失系数
罐体类型
密封
KRb
〔磅-摩尔/英尺·
年〕磅-摩尔/〔迈n·
英尺·
年〕
机械式鞋形密封
只有一级
焊接
边缘靴板
边缘刮板
液体镶嵌式〔接触液面〕
18
挡雨板
气体镶嵌式〔不接触液面〕
铆接
表中边缘密封损失因子kra,krb,n只适用于风速米/秒以下〔2〕挂壁损失,EWD。
QCSWL
NF
C
〔公式34〕
挂壁损失,磅/年;
Q
年周转量,桶/年;
CS
罐体油垢因子,见表
7;
WL
有机液体密度,磅/加仑,局部物料参数见附表
2;
常数,1000立方英尺·
加仑/桶2;
NC固定顶支撑柱数量〔对于自支撑固定浮顶或外浮顶罐:
NC=0。
〕,无量纲量;
FC有效柱直径,取值1。
表7
储罐罐壁油垢因子
罐壁状况〔桶/1000平方英尺〕
轻锈
中锈
重锈
19
汽油
原油
其它油品
备注:
储罐内壁平均3年以上〔包括3年〕除锈一次,为重锈;
平均两年除锈一次,为中锈;
平均每年除锈一次,为轻绣。
〔3〕浮盘附件损失,EF。
FP*
M
K
〔公式35〕
浮盘附件损失,磅/年;
FF
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