石油化工行业VOCs排放量计算办法要点.docx

1、石油化工行业VOCs排放量计算办法要点附2石油化工行业VOCs排放量计算方法本方法所涉及监测和检测方法应符合相关标准标准要求。石化行业的VOCs排放源分为：设备动静密封点泄漏；有机液体储存与调和挥发损失；有机液体装卸挥发损失；废水集输、储存、处理处置过程逸散；燃烧烟气排放；工艺有组织排放；工艺无组织排放；采样过程排放；火炬排放；非正常工况含开停工及维修排放；冷却塔、循环水冷却系统释放；事故排放等12类源项。企业某个核算周期以年计 VOCs排放量为：11E石化= Em 公式1m1式中：Em 石化行业各源项污染源 VOCs排放量，千克 /年。各源项污染源的 VOCs排放量应为该源项每一种污染物排放

2、量的加和，见公式 2：nEm Ei 公式2i11式中：Ei某源项污染源排放的污染物i的排放量，千克/年NWFiEi=E排放源n,i公式3WFVOCsn1式中：Ei污染物i的排放量，千克/年；E排放源n,i含污染物i的第n个排放源的VOCs排放量，千克/年；N含污染物i的排放源总数；WFi流经或储存于排放源的物料中污染物i的平均质量分数；WFVOCs流经或储存于排放源的物料中VOCs的平均质量分数。有机液体储存与调和、装卸过程中涉及附表1中单一物质的，应按本方法进行单一污染物排放量核算，并可在VOCs总量中予以扣除。鼓励有条件的企业进行全过程单一污染物排放量核算。进入气相的VOCs，可按以下方法

3、进行核算：VOCs排放量=废气处理设施未投用的排放量+废气处理设施投用但未收集的排放量 +废气处理设施投用收集后未去除的排放量=VOCs产生量总量-废气处理设施投用收集且去除的量。2一、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。nWFVOCs,iE设备eTOC,iti公式4WFTOC,ii1式中：E设备密封点的VOCs年排放量，千克/年；ti密封点i的运行时间段，小时/年；eTOCs,i密封点i的TOCs排放速

4、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，那么WFVOCs按1WFTOC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,i 0 SV 1neTOC ep,i SV 50000i1公式5ef,i 1 SV 50000式中：eTOC 密封点的TOC排放速率，千克 /小时；SV 修正后的净检测值， mol/mol；e0,i 密封点i的

5、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/排放源克/小时/排放源排放源50000mol/mol石油炼制的排放速率炼油、营销终端和油气生产SVSVSVSVSVSV石油化工的排放速率SV4液体阀门SV轻液体泵cSV连接件SV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，

6、 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，mol/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：eTOCnFA,iWFTOC,iWFTOC,iNi公式6WFTOC,iWF甲烷,ii1石油化学工业排放速率计算公式：eTOCnFA,iWFTOC,iNi公式7i1式中：eTOC密封点的TOC排放速率，千克/小时；FA,i密封点i排放系数；WFTOC流经密封点i的物料中TOC的平均质量分数；WF甲烷

7、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筛选范围排放系数a石油炼制系数bc石油化工系数设备类10000mol/mol10000mol/mol10000mol/mol10000mol/mol介质排放系数千克/排放系数千克/型排放系数千克/小时/排放源排放系数千克/小时/排放源小时/排放源小时/排放源法兰、连所有5接件注：a：EPA，1995b报告的数据。b：这些系数是针对非甲烷有机化合物排放。c：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

8、大于等于 10000mol/mol的点，以10000mol/mol为界，分析已检测法兰或连接件净检测值可能10000mol/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10000mol/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a设备类型介质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轻液

9、体重液体压缩机气体泄压设备气体法兰、连接件所有开口阀或开口所有管线6设备类型介质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采样连接系统所有注：对于表中涉及的千克/小时/排放源每个排放源每小时的TOC排放量千克。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。a：摘自 EPA，1995b；b：石油炼制排放系数用于非甲烷有机化合物排放速率；c：石油化工排放

10、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。n106C入口,iE储罐E计算量,iC出口,iQitii1公式8式中：7E储罐 含有机气体控制设施的储罐 VOCs年排放量千克/年；E计算量，i连接在有

11、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。nE储罐E固,iE浮,

12、i公式9i1式中：E储罐 储罐的VOCs年排放量，千克 /年；8E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。E固ESEW公式10式中：E固固定顶罐总损失，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式中：ES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：VVD2HVO公式124式中：

13、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。9卧式罐气相空间容积VV，通过公式13核算：VD2HVO公式13V4E式中：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；DELD公式14A.气相空间膨胀因子 KEKETVTAX TAN I公式15式中：KE气相空间膨胀因子，无量纲量；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；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

14、能吸收率序号罐漆颜色太阳能吸收因序号罐漆颜色太阳能吸收10子1白色4浅灰色2铝色5中灰色3黑色6绿色B.气相空间高度， HVOHVO HSHLHRO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：HRO 1/3HR式中：HRO 罐顶计量高度，英尺；HR 罐顶高度，英尺；HR SRRS式中：因子公式16a，拱顶公式17公式18SR 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：1111HR2H

15、ROHR公式1926RS式中：HRO 罐顶计量高度，英尺；RS 罐壳半径，英尺；HR 罐顶高度，英尺；HR RR RR2 RS2 公式20RR 罐拱顶半径，英尺；RS 罐壳半径，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， KSKs1公式211VAHVO式中：KS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；HVO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，WVWVMVPVA公式22RTLA12式中：WV 气相密度，磅/立方英尺；MV 气相分子质量

16、，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， TLATLAAAB ITAX TANTAA2TB TAA 6 1式中：公式23公式24公式25TLA日平均液体外表温度，兰氏度；TAA日平均环境温度，兰氏度；TAX计算月的日最高环境温度，兰氏度；TAN计算月的日最低环境温度，兰氏度。TB储液主体温度，兰氏度；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。13

17、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：PVAexpAB公式26TLA式中：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：-RVPB72611216lnRVP14式中：RVP雷德蒸气压，磅/

18、平方英寸；S10%蒸发量下ASTM蒸馏曲线斜率，F/vol%。15%馏出温度-5%馏出温度S515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。lgPVABATLAC式中：公式27A、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28RTLA式中：EW工作损失，磅/年；MV气相分子量，磅/磅-摩尔；TLA日平均液体外表温度，兰氏度；PVA真实蒸气压，磅/平方英寸绝压，见公式26；15Q 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

19、 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KNPBPPA公式29PIPA时PIPAPVAKN公式30KBPAPVAPBP式中：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；PA大气压，磅/平方英寸绝压；KN工作排放周转饱和因子，无量纲量，见公式28；PVA日平均液面温度下的蒸气压，磅/平方英寸绝压，见公式26；PBP呼吸

20、阀压力设定，磅/平方英寸表压。2.浮顶罐总损失。E浮EREWDEFED公式31式中：E浮浮顶罐总损失，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。ERKRaKRbvnDP*MVKC公式32式中：ER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；17KR有风时边缘密封损失因子，磅-摩尔/迈n英尺年，见表6；v罐点平均环境风速，迈；n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；PVA*PA

21、公式33P21PVA1PA式中：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；MV 气相分子质量，磅 /磅-摩尔；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KRaKRbn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只有一级18挡雨板边缘刮板气体镶嵌式不接触液面只有一级挡雨板边缘刮板机械式鞋形密封只有一级铆接边缘靴板边缘刮板注：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。QCSWLNFEWD1CC公式34DD式中：EWD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；D 罐体直径，英尺； 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储罐罐壁油垢因子介质罐壁状况桶/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。EFFP*MKC公式35FV式中：EF浮盘附件损失，磅/年；FF