广东省石油化工行业VOCs排放量计算方法.docx

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广东省石油化工行业VOCs排放量计算方法

广东省石油化工行业VOCs排放量计算方法

（试行）

广东省生态环境厅

广东省石油化工行业VOCs排放量计算方法（试行）

1.适用范围

本方法适用于广东省石油化工行业（包括但不限于：

石油炼制工业、石油化学工业和合成树脂工业）VOCs排放量计算。

有机化工行业可参照本计算方法进行VOCs排放量计算。

2.计算方法

石油化工行业VOCs排放主要来自物料生产、运输、装载和废物处理等过程。

石油化工行业的VOCs污染源项主要包括12类：

（1）设备动静密封点泄漏；

（2）有机液体储存与调和挥发损失；

（3）有机液体装载挥发损失；

（4）废水集输、储存、处理处置过程逸散；

（5）燃烧烟气排放；

（6）工艺有组织排放；

（7）工艺无组织排放；

（8）采样过程排放；

（9）火炬排放；

（10）非正常工况（含开停工及维修）排放；

（11）循环冷却水系统释放；

（12）事故排放。

根据石油化工行业VOCs排放特点，采用源项归类解析法计算VOCs排放量，VOCs排放量为各污染源项VOCs排放量的总和，见公式2-1。

有机化工行业应根据工艺特点，可参照本计算方法选择相应的污染源项计算VOCs排放量。

（公式2-1）

式中：

E石油化工—统计期内全部排放源项的VOCs排放量之和，千克；

Em—统计期内排放源项m的VOCs的排放量，千克；

N—污染源总数。

（公式2-2）

式中：

E产生，m—统计期内排放源项m的VOCs产生量，千克；

D去除，m—统计期内排放源项m的污染控制设施的VOCs去除量，千克。

（公式2-3）

式中：

Q入口，j—污染控制措施j入口气体流量，立方米/小时；

C人口，j—污染控制措施j入口实测VOCs浓度，毫克/立方米；

Q出口，j—污染控制措施j出口气体流量，立方米/小时；

C出口，j—污染控制措施j出口实测VOCs浓度，毫克/立方米；

tj—统计期内污染控制措施j的运行时间，小时。

2.1设备动静密封点泄漏

设备密封点泄漏是指各种工艺管线和设备密封点的密封失效致使内部蕴含VOCs物料逸散至大气中的现象。

工艺管线和设备动静密封点一般包括泵、搅拌器、压缩机、阀门、连接件、法兰、开口阀或开口管线、泄压设备、取样连接系统等。

设备密封点泄漏的VOCs产生量计算公式如下：

（公式2.1-1）

式中：

E设备—统计期内动静设备密封点的VOCs产生量，千克；

ti—统计期内密封点i的运行时间，小时；

eTOCs,i—密封点i的TOCs泄漏速率，千克/小时；

WFVOCs,i—运行时间段内流经密封点i的物料中VOCs的平均质量分数；

WFTOC,i—运行时间段内流经密封点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，则按

计。

2.1.1泄漏速率

泄漏速率可采用相关方程法和系数法计算。

（1）相关方程法

当密封点的净检测值小于1时，用默认零值泄漏速率作为该密封点泄漏速率；当净检测值大于50000μmol/mol，用限定泄漏速率作为该密封点泄漏速率。

当净检测值在两者之间，采用相关方程计算该密封点的泄漏速率，详见表2.1-1。

（公式2.1-2）

式中：

eTOC—密封点的TOC泄漏速率，千克/小时；

SV—修正后的净检测值，μmol/mol；

e0,i—密封点i的默认零值泄漏速率，千克/小时；

ep,i—密封点i的限定泄漏速率，千克/小时；

ef,i—密封点i的相关方程计算泄漏速率，千克/小时。

各类型密封点的泄漏速率按表2.1-1计算。

表2.1-1石油炼制和石油化学工业设备组件的设备泄漏速率a

密封点类型

默认零值泄漏速率

（千克/小时/排放源）

限定泄漏速率

（千克/小时/排放源）

相关方程

（千克/小时/排放源）

石油炼制工业的泄漏速率（炼油、营销终端和油气生产）

泵

2.4E-05

0.16

5.03E-05×SV0.610

压缩机

4.0E-06

0.11

1.36E-05×SV0.589

搅拌器

4.0E-06

0.11

1.36E-05×SV0.589

泄压设备

4.0E-06

0.11

1.36E-05×SV0.589

阀门

7.8E-06

0.14

2.29E-06×SV0.746

连接件

7.5E-06

0.030

1.53E-06×SV0.735

法兰

3.1E-07

0.084

4.61E-06×SV0.703

开口阀或开口管线

2.0E-06

0.079

2.20E-06×SV0.704

其它

4.0E-06

0.11

1.36E-05×SV0.589

石油化学工业的泄漏速率

气体阀门

6.6E-07

0.11

1.87E-06×SV0.873

液体阀门

4.9E-07

0.15

6.41E-06×SV0.797

轻液体泵

7.5E-06

0.62

1.90E-05×SV0.824

重液体泵

7.5E-06

0.62

1.90E-05×SV0.824

压缩机

7.5E-06

0.62

1.90E-05×SV0.824

搅拌器

7.5E-06

0.62

1.90E-05×SV0.824

泄压设备

7.5E-06

0.62

1.90E-05×SV0.824

法兰或连接件

6.1E-07

0.22

3.05E-06×SV0.885

开口阀或开口管线

2.0E-06

0.079

2.20E-06×SV0.704

其他

4.0E-06

0.11

1.36E-05×SV0.589

注：

对于表中涉及的千克/小时/排放源＝每个排放源每小时的TOC产生量（千克）。

a：

EPA报告的数据。

对于密闭式的采样点，如果采样瓶连在采样口，则使用“连接件”的泄漏速率；如采样瓶未与采样口连接，则使用“开口管线”的泄漏速率。

（2）系数法

未开展泄漏检测的密封点，或不可达密封点，应采用表2.1-2系数并按公式2.1-3和公式2.1-4计算泄漏速率。

石油炼制工业泄漏速率计算公式：

（公式2.1-3）

石油化学工业泄漏速率计算公式：

（公式2.1-4）

式中：

eTOC—密封点的TOC泄漏速率，千克/小时；

FAi—密封点i泄漏系数，千克/小时/排放源，见表2.1-2；

WFVOC,i—流经密封点i的物料中VOC的平均质量分数；

WFTOC,i—流经密封点i的物料中TOC的平均质量分数；

WF甲烷,i—流经密封点i的物料中甲烷的平均质量分数，最大取10%；

Ni—密封点的个数。

表2.1-2石油炼制和石油化学工业组件平均泄漏系数a

设备类型

介质

石油炼制工业泄漏系数

（千克/小时/排放源）b

石油化学工业泄漏系数

（千克/小时/排放源）c

阀

气体

0.0268

0.00597

轻液体

0.0109

0.00403

重液体

0.00023

0.00023

泵d

轻液体

0.114

0.0199

重液体

0.021

0.00862

压缩机

气体

0.636

0.228

泄压设备

气体

0.16

0.104

法兰、连接件

所有

0.00025

0.00183

开口阀或开口管线

所有

0.0023

0.0017

采样连接系统

所有

0.0150

0.0150

其他

所有

0.0268

0.00597

注：

对于表中涉及的千克/小时/排放源＝每个排放源每小时的TOC产生量（千克）。

对于开放式的采样点，采用系数法计算产生量。

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”泄漏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”泄漏系数进行计算。

a：

摘自EPA，1995b报告的数据；

b：

石油炼制工业泄漏系数用于非甲烷有机化合物泄漏速率；

c：

石油化学工业泄漏系数用于TOC（包括甲烷）泄漏速率；

d：

轻液体泵密封的系数可以用于估算搅拌器密封的泄漏速率。

2.1.2运行时间

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。

2.2有机液体储存与调和挥发损失

有机液体储存与调和通常采用储罐，常见的储罐类型有：

固定顶罐（包括卧式罐和立式罐）与浮顶罐（包括内浮顶罐和外浮顶罐）。

固定顶罐VOCs的产生主要来自于储存过程中蒸发静置损失（俗称小呼吸）和接受物料过程中产生的工作损失（俗称大呼吸）。

浮顶罐VOCs的产生主要包括边缘密封损失、浮盘附件损失、浮盘盘缝损失和挂壁损失。

其中边缘密封损失、浮盘附件损失、浮盘盘缝损失属于静置损失，挂壁损失属于工作损失。

2.2.1公式法

公式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）。

（公式2.2-2）

式中：

E储罐—统计期内储罐的VOCs产生量，千克；

E固,i—统计期内固定顶罐i的VOCs产生量，千克；

n—固定顶罐的数量，个；

E浮,i—统计期内浮顶罐i的VOCs产生量，千克；

m—浮顶罐的数量，个。

储罐周转量指统计期内进入或流出储罐的物料量。

当采用公式法计算工作损失时，储罐真实周转量按修正后的周转次数进行折算，见公式2.2-3。

（公式2.2-3）

式中：

Q修正—修正后的周转量，立方米；

ΔH—平均液位高度变化，统计期内（第n+1次测量的平均液位高度）与（第n次测量的平均液位高度）所有差值为正值的液位高度变化的平均值（负值不计），米；

HT—储罐设计最大液位高度，米。

2.2.2.1固定顶罐总损失

（公式2.2-4）

式中：

E固—统计期内固定浮顶罐总损失，磅；

Es—统计期内静置损失，磅，见公式2.2-5；

Ew—统计期内工作损失，磅，见公式2.2-30。

（1）静置损失

（公式2.2-5）

式中：

ES—统计期内静置损失（地下卧式罐的ES取0），磅；

VV—气相空间容积，立方英尺，见公式2.2-6；

WV—储藏气相密度，磅/立方英尺,见公式2.2-19；

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。

a）气相空间容积VV计算

立式罐气相空间容积VV，通过公式2.2-6计算：

（公式2.2-6）

式中：

VV—气相空间容积，立方英尺；

D—罐径，英尺；

HVO—气相空间高度，英尺。

（公式2.2-7）

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；（注：

罐顶容积折算为相等容积的罐体高度）。

锥顶罐罐顶折算高度：

（公式2.2-8）

式中：

HR—罐顶高度，英尺。

（公式2.2-9）

式中：

SR—罐锥顶斜率，英尺/英尺；无数据时，取0.0625；

Rs—罐壳半径，英尺。

拱顶罐灌顶折算高度：

（公式2.2-10）

式中：

Rs—罐壳半径，英尺；

HR—罐顶高度，英尺；

（公式2.2-11）

式中：

RR—罐拱顶半径，英尺；RR的值一般介于0.8D-1.2D之间