无组织排放废气污染物估算方法---综述

组织排放废气污染物源强估算方法
1.定义与来源
1.1定义
简单说,无组织排放指大气污染物不经排气筒的无规则排放或经高度小于15m排气筒的排放,属于面源污染类型。因此,在执行“无组织排放监控浓度限值”指标时,由低矮排气筒造成的监控点污染物浓度增加不予扣除(《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996))。
1.2来源
无组织排放通常包括面源、线源和点源等,主要来自于医药化工行业生产过程、仓储以及其它露天堆放场所和交通运输等。
生产过程的无组织排放源主要包括管道、设备及连接处的跑冒漏以及原辅材料和产品储罐产生的无组织排放。
露天堆放的煤炭、粘土、石灰石、油漆件表面的散失物等,均属面源的无组织排放;汽车在有散状物料的道路上行驶时的卷带扬尘污染物排放属于线源污染;散状物料在汽车装料机械落差起尘量以及汽车卸料时的扬尘污染排放等都属于点状无组织排放源。
2.生产区无组织排放源强分析
2.1无组织废气排放源分析
无组织废气排放主要来自装置区、储罐区以及废弃物(料桶)堆场等。
装置区:无组织排放是指工艺过程中的无组织、间歇式的排放,在生产材料准备、工艺反应、产品精馏、萃取、结晶、干燥、卸料等工艺过程中,污染物通过生产加注、反应、分离、净化等单元操作过程,通过蒸发、闪蒸、吹扫、置换、喷溅、涂布等方式逸散到大气中,属于正常工况下的无组织排放。
储罐区:主要包括原辅材料和产品装卸、进出料泄露,储罐静态呼吸损耗等。
堆场:主要包括废气的原辅材料料桶堆放区域、废弃的固(液)态物料、危险废物堆放场所。
2.2装置区源强分析
2.2.1经验系数法
泄漏
跑冒滴漏一般与工厂的管理水平以及设备、管道管件的材质、耐压等级和设备的运行状况有关,也与关键设备技术水平低有关。
与设备管线老化关系更为密切:在正常工况下,明显的跑冒、滴漏现象不会发生,但随着运行时间的增加,设备零部件的腐蚀,损耗增加,要完全消除物料的泄漏是不可能的。因此,发生泄漏的随机性较大。泄漏的发生又决定于生产流程中设备和管道管件的密封程度,以及操作介质和操作工艺条件,如操作的温度、压力等。
工艺流程的泄漏与产品产量的比率,即污染物的泄漏紧密相关,目前尚无具体的统计数据。设备的泄漏情况虽然不能杜绝,但控制静密封泄漏率,可将泄漏降到最低程度。
静态泄漏:我国大型石油化工企业,生产工艺技术和设备基本为引进技术和设备,装置的静密封泄漏率可控制在0.2-0.3‰;
发达国家大型化工企业(如拜耳、巴斯夫、道化学等)静密封泄漏率在0.01‰左右。
2.2.2物料平衡法
根据物质不灭定律,单位时间内进入和离开某一生产系统的物质元素,应符合以下关系:
(无组织排放量)=(输入量)-(贮有增量)-(有组织排放量)
式中,有组织排放量应包括随产品、废水、废渣及经由排气筒排出的废气中所含的该物质元素总量。
由于等号右边各项往往比无组织排放量大得多,因此能否对它们作出准确的定量分析,是能否用元素平衡法确定无组织排放量的关键问题。
2.2.3公式法
生产设备、阀门和管道不严密处的散发量,各种生产设备和管道都有不严密之处,不严密处泄漏出有害气体量往往随使用期增大而增大。有害气体的泄漏量一般可采用下式计算:
⎪⎪⎭
⎝⎛=T M KCV G c 式中,Gc ——设备或管道不严密处的散发量,kg/h ;
K ——安全系数1-2,视设备的磨损程度而定,一般取K=1;C ——随设备内部压力而定的系数,可用C=0.106+0.0362lnP 计算,
其值列于表1;
P ——绝对压力,atma
V ——设备和管道的内部容积,m 3;
M ——设备和管道内的有害气体和蒸气的分子量;T ——设备和管道内部的有害气体和蒸气的绝对温度,K 。
表2-1
不同压力时的系数C 值绝对压力P (atm )<2
2
3
7
17
41
161
401
1001系数C
0.210.1210.1660.1820.1890.250.290.31
0.37
2.3储罐区源强分析
储罐区无组织废气污染源主要有:扫线废气、储罐静态蒸发损耗、装罐损耗以及装车发货损耗引起的化学品无组织排放。2.3.1无组织排放环节
储罐区以及装卸作业产生的化学原料废气见图1。
2.3.2扫线废气
在物料装卸完毕后,需进行扫线将管道内剩余物料吹回船舱或储罐,扫线
图1废气产生节点图
船舶/车
船舶料泵
管线
罐区料泵
储罐
静态蒸发损失
车发货损失
装罐损失
扫线废气码头
扫线废气
时瞬间污染物浓度较高,扫线废气通过储罐呼吸口和船舱呼吸口排放,如果储罐采用气相收集、狭窄板设置,可将部分物料进行回收和截留等因素,处理效率按80%计算。
根据《工业交通环保概论》统计,万吨级船舶扫线时总烃发生量为19.45g/s,5000吨级为13.06g/s,3000吨级为8.81g/s。一般每次吹扫5-10分钟,扫线时瞬间污染物浓度较高,达到100~150g/
m3。
常见化学品扫线源强详见表2-2
序号物料名称扫线源强(g/m3)最大瞬时浓度(g/s)管线长度(m)/管径(mm) 1正构烷烃100  5.89500/300
2醋酸仲丁酯100  2.62500/200
3丙三醇100  2.62500/200
4间二甲苯100  2.62500/200
5对/邻二甲苯100  2.62500/200
6氯化苯100  2.62500/200
7乙二醇100  2.62500/200
8正丁醇100  2.62500/200
9异丁醇100  2.62500/200
10丙酮120  3.77600/200
11丁酮120  3.77600/200
12煤油100  5.89500/300
13航油100  5.89500/300
14醋酸乙酯1208.48600/300
15基础油100  2.62500/200
16叔丁醇120  3.14500/200
17醋酸丁酯100  2.62500/200
18氯甲烷150  3.14400/200
19乙醇胺1007.07600/300
20异丁烯1200.63400/100
21石油脑12023.55600/500
22正十四烷1007.07600/300
23丁二烯1500.79400/100
24重整油120  3.14500/200
25混合碳41507.07400/300
26混合碳51507.07400/300
27溶剂油1207.07500/300
282-丁烯1500.79400/100
29烷基苯100  2.62500/200
30环己酮100  3.14600/200
31稀硫酸1007.07600/300
32丙烯酸100  3.14600/200
33丙烯酸丁酯100  3.14600/200
2.3.2卸船装罐损耗
张家港甲苯和甲醇的装卸损耗率0.023‰,泰州港甲醇装卸损耗0.019‰,二甲苯装卸损耗0.02‰。故未采取污染防治措施的情况下,装罐作业气体外逸量可按总量的0.02‰计;挥发性差的物料乙二醇、苯乙烯的装罐损耗可按0.004‰计,由此计算装罐作业时物料蒸汽逸散总量。
若卸船装罐时采用气相平衡管,可降低装罐损耗量80%,即:甲苯和甲醇
表2-3
物料装罐损耗量
2.3.3装车发货损耗
未采取污染防治措施的情况下,挥发性较强的物料,如:二甲苯、甲苯、丙酮、油品等发货作业的损耗为发货量的0.02‰,挥发性差的物料,如:乙二醇、苯乙烯等发货损耗约为0.004‰,见表2-4。
表2-4
物料装车发货损耗量
2.3.4储罐蒸发损耗(大小呼吸)
环境温度和大气压变化等情况下,物料装卸过程等均会产生一定量储罐呼吸废气,主要包括大呼吸和小呼吸。其中,
大呼吸废气是由于人为的装料与卸料而产生的损失。因装料的结果,罐内压力超过释放压力时,蒸气从罐内压出;而卸料损失发生于液面排出,空气被抽入罐体内,因空气变成有机蒸气饱和的气体而膨胀,因而超过蒸气空间容纳的能力。
序号物料名称未采取防治措施采取防治措施
损耗率‰损耗率‰损耗防治措施及效率1二甲苯0.020.004气相平衡管,降低损耗80%2甲苯0.020.004气相平衡管,降低损耗80%3丙酮0.020.004气相平衡管,降低损耗80%4乙二醇0.0040.0008气相平衡管,降低损耗80%5苯乙烯0.0040.0008气相平衡管,降低损耗80%6
油品
0.02
0.004气相平衡管,降低损耗80%
序号物料名称发货量(万t/a)
损耗率‰发货挥发量(t/a)
1二甲苯150.02  3.02甲苯150.02  3.03丙酮80.02  1.64乙二醇80.0040.325苯乙烯80.0040.326
油品
99
0.02
19.8

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