广东省涂料油墨制造行业VOCs排放量.doc
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1、广东省涂料油墨制造行业VOCs排放量计算方法(试行)广东省生态环境厅目录1.适用范围32.计算方法32.1设备动静密封点泄漏52.2有机液体储存与调和挥发损失92.3 废水集输、储存、处理处置过程逸散272.4工艺废气排放282.5溶剂再生挥发损失402.6实验室废气排放40附录A 单位换算表43广东省涂料油墨制造行业VOCs排放量计算方法1. 适用范围本方法适用于广东省涂料、油墨及类似产品制造企业生产过程中VOCs排放量计算。2. 计算方法涂料油墨制造业的VOCs排放主要来自物料生产、运输和加工等过程。涂料油墨制造业的主要VOCs污染源项包括:(1)设备动静密封点泄漏;(2)有机液体储存与调
2、和挥发损失;(3)废水集输、储存、处理处置过程逸散;(4)工艺废气排放;(5)溶剂再生挥发损失;(6)实验室废气排放。企业应根据自身生产实际,选择相应的污染源项进行VOCs排放量计算。根据涂料油墨制造业的VOCs排放特点,采用源项归类解析法计算VOCs排放量,见公式2-1。 (公式2-1)式中:E涂料油墨统计期内VOCs排放量,千克;Em,统计期内第m个源项VOCs的产生量,千克;Dm统计期内第m个源项污染控制设施VOCs的去除量,千克;N污染源总数。各源项VOCs产生量为该源项每一种VOCs组份产生量的加和,见公式2-2。 (公式2-2)式中:Ei统计期内某个源项排放的VOCs组分i的产生量
3、,见公式2-3。 (公式2-3)式中:Ei统计期内含VOCs组份i的排放量,千克;E排放源n,i统计期内含VOCs组份i的第n个排放源的VOCs产生量,千克;M含VOCs组份i的污染源总数;WFi流经或储存于污染源的物料中VOCs组份i的平均质量分数;WFVOCs流经或储存于污染源的物料中VOCs的平均质量分数。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
4、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多种方法进行计算,准确度从高到低排序为:实测法、相关方程法、筛选范围法、系数法,其中前三种方法是基于实测的计算方法,系数法不需要进行实测。(1)实测法采用包袋法和大体积采样法对密封点进行实测,所得泄漏速率最接近真实泄漏
5、情况,企业可选用该方法对密封点泄漏速率进行检测。(2)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50000mol/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,mol/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的相关方程核算泄漏速率,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 相关方程
6、计算泄漏速率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)气体阀门6.6E-070.111.87E-06SV0.873液体阀门4.9E-070.156.41E-06SV0.797轻液体泵7.5E-060.621.90E-05SV0.824重液体泵7.5E-060.621.90E-05SV0.824压缩机7.5E-060.621.90E-05SV0.824搅拌器7.5E-060.621.90E-05SV0.824泄压设备7.5E-060.621.90E-05SV0.824法兰或连接件6.1E-070.223.05E-06SV0.
7、885开口阀或开口管线2.0E-060.0792.20E-06SV0.704其他4.0E-060.111.36E-05SV0.589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:数据摘自EPA报告。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”的泄漏系数;如采样瓶未与采样口连接,则使用“开口管线”的泄漏系数。(3)筛选范围法筛选范围法用于核算装置不可达法兰或连接件的VOCs泄漏速率时,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10000mol/mol的点,以10000mol/mol为界,分析已检测法兰或连接件净检测值
8、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2.1-2系数并按公式2.1-3计算泄漏速率。 (公式2.1-3)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,见表2.1-2;WFTOC,i流经密封点i的物料中TOC的平均质量分数;Ni密封点的个数。 表2.1-2 筛选范围泄漏系数(单位:千克/小时/排放源)密封点类型介质10000mol/mol10000mol/mol法兰、连接件所有0.1130.000081注:数据摘自EPA,1995b报告的数据。(4
9、)系数法未进行测试的密封点,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2.1-3系数,并按公式2.1-3计算泄漏速率。表2.1-3 平均泄漏系数a(单位:千克/小时/排放源)密封点类型介质泄漏系数b阀气体0.00597轻液体0.00403重液体0.00023泵c轻液体0.0199重液体0.00862压缩机气体0.228泄压设备气体0.104法兰、连接件所有0.00183开口阀或开口管线所有0.0017采样连接系统所有0.0150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,采用系数法计算排放量。如果采样过程中排出的置换残液
10、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:数据摘自EPA,1995b报告的数据;b:涂料油墨制造泄漏系数用于TOC(包括甲烷)泄漏速率;c: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
11、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实测法采用包袋法和大体积采样法对固定顶罐进行实测,所得逸散速率最接近真实排放情况。2.2.2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
12、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。2.2.2.1固定顶罐总损失静置损失是指由于罐体蒸汽空间呼吸导致的储存气相损耗。通常不考虑地下卧式罐的静置损失,因为地下土层的绝缘作用使得地下储罐的昼夜温差的变化较小。 (公式2.2-3)式中:E固统计期内固定浮顶罐总损失,磅;Es统
13、计期内静置损失,磅,见公式2.2-4;Ew统计期内工作损失,磅,见公式2.2-24。(1)静置损失 (公式2.2-4)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;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。a) 气相空间容积VV计算立式罐气相空间容积VV,通过公式2.2-5计算: (公式2.2-5)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2.2-6)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
14、算为相等容积的罐体高度)锥顶罐罐顶折算高度: (公式2.2-7) 式中:HR罐顶高度,英尺; (公式2.2-8)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2.2-9)式中:Rs罐壳半径,英尺;HR罐顶高度,英尺。 (公式2.2-10)式中:RR罐拱顶半径,英尺;RR的值一般介于0.8D-1.2D之间,其中D=2Rs;如果RR未知,则用罐体直径代替;Rs罐壳半径,英尺。如果是卧式罐,公式2.2-5中的罐径D则为有效罐径DE: (公式2.2-11)式中:L卧式罐(含封头)总长,英尺;D卧式罐垂直剖面的直径,英尺。b) 气相空间膨胀因
15、子KE计算 (公式2.2-12)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2.2-1;I太阳辐射强度,英热/(平方英尺天);0.0018常数,(兰氏度)-1;0.72常数,无量纲量;0.028常数,兰氏度平方英尺天/英热。表2.2-1 罐漆太阳能吸收率()罐漆颜色喷漆色光罐漆吸收率()罐漆状况好差银白色高光0.390.49银白色散射0.600.68铝罐光面、不涂漆0.100.15米黄/乳色/0.350.49黑色/0.970.97棕色/0.580.67灰色淡0.540.63灰色中等
16、0.680.74绿色暗0.890.91红色底漆0.890.91锈色红色氧化铁0.380.50茶色/0.430.55白色不适用0.170.34c) 排放蒸汽饱和因子Ks (公式2.2-13) 式中:Ks排放蒸汽饱和因子,无量纲;PVA日平均液面温度下的蒸气压,磅/平方英寸(绝压),见公式2.2-18;HVO蒸汽空间高度,英尺,见公式2.2-6;0.053-常数,(磅/平方英寸(绝压)英尺)-1。d) 蒸汽密度Wv计算 (公式2.2-14)式中:WV蒸汽密度,磅/立方英尺;MV蒸汽分子质量,磅/磅-摩尔;R理想气体状态常数,10.731磅/(磅-摩尔英尺兰氏度);PVA日平均液面温度下的蒸气压,磅
17、/平方英寸(绝压),见公式2.2-18;TLA日平均液体表面温度,兰氏度,取年平均实际储存温度,见表2.2-2;如无该数据,用公式2.2-15计算。日平均液体表面温度TLA的计算方法如下: (公式2.2-15) (公式2.2-16) (公式2.2-17)式中:TLA日平均液体表面温度,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,见表2.2-1;I太阳辐射强度,英热/(平方英尺天)。当TLA值无法取得时,可用表2.2-2计算。表2.2-2 年平均储藏温度计算表罐体颜色年平均储
18、藏温度,TS(华氏度)白TAA+0铝TAA+2.4灰TAA+3.5黑TAA+5.0注:此表格中TAA为年平均环境温度(华氏度)。真实蒸气压PVA的计算方法如下:对于石油液体出料的日平均液体表面温度下的蒸汽压,可按照公式2.2-18计算。 (公式2.2-18)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日平均液体表面温度,兰氏度;PVA日平均液体的表面蒸气压,磅/平方英寸(绝压)。对于油品: (公式2.2-19) (公式2.2-20)对于原油: (公式2.2-21) (公式2.2-22) (公式2.2-23)式中:RVP雷德蒸气压,磅/平方英寸;S10%蒸发量下AS
19、TM蒸馏曲线斜率,F/vol%。对于单一物质(如苯、对二甲苯)的日平均液体表面蒸气压,可按照公式2.2-24计算。 (公式2.2-24)式中:A、B、C安托因常数;TLA日平均液体表面温度,摄氏度;PVA日平均液面温度下的饱和蒸气压,毫米汞柱。(2)工作损失工作损失与储料的装卸作业相关,固定罐的工作损失按公式2.2-25计算。 (公式2.2-25)式中:EW统计期内工作损失,磅;MV气相分子量,磅/磅-摩尔;PVA日平均液体表面温度下的蒸气压,磅/平方英寸(绝压),见公式2.2-18;Q统计期内物料周转量,桶;KP工作损失产品因子,无量纲量;原油 KP=0.75,其他有机液体KP=1;KN工作
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