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液体化工原料储罐大气污染及其防治的对策doc

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液体化工原料储罐大气污染及其防治的对策doc

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  1.本站不保证该用户上传的文档完整性,不预览、不比对内容而直接下载产生的反悔问题本站不予受理。 液体化工原料储罐大气污染及其防治的对策 摘要:在包含有液体化工原料(或产品)储罐的化工企业环境影响评价工作中,液体化工原料储罐对大气环境影响特别是对厂界大气污染物浓度的贡献不容忽视,本文重点介绍了液体化工原料储罐大气污染物源强的两种确定方法——中国石化行业标准法、API和WPI经验公式法,并针对造成液体化工原料储罐大气污染的原因,提出相应的液体化工原料储罐大气污染防治对策。 关键词:储罐 污染源强 大气污染 防治 对策 中图分类号:X51 文献标识码:A 文章编号: 随着我国国民经济的快速发展,作为国民经济重要支柱的化工行业也迅猛发展,这些年国内新建、改建和扩建的化工企业大大增加。在进行化工企业的环境影响评价工作中往往会遇到化工企业拥有自己的液体化工原料(或产品,以下相同)储罐,环境影响评价单位对化工企业生产工艺中的各种污染类型、排污节点、主要污染源及污染物排放规律、排放浓度、排放量及污染治理情况分析比较清楚,而经常忽视这些作为辅助工程的液体化工原料储罐在储存液体化工原料过程中产生的污染物对环境的影响,特别是对大气环境的影响。由于生产工艺、消防和安全生产等因素的要求,化工企业特别是大型石化企业的液体化工原料储罐在厂区平面布置中大多布置在厂区的四周或边界,对大气环境特别是对化工企业厂界大气污染物浓度贡献值比较大,因此在化工企业环境影响评价工作中不能忽视液体化工原料储罐在储存液体化工原料过程中排放的污染物对大气环境的影响。 1 液体化工原料储罐的大气污染物排放情况 化工企业的液体化工原料储罐主要有固定顶储罐、氮封拱顶储罐、球型储罐、外浮顶储罐和内浮顶储罐等,其中氮封拱顶储罐主要用于储存特殊化工原料(比如有毒或高蒸气压化学品的储存)、球形储罐主要用于储存液化的气体(比如液化石油气等),化工企业利用比较多的主要有固定顶储罐、外浮顶储罐和内浮顶储罐,因此主要介绍固定顶储罐、外浮顶储罐和内浮顶储罐产生和排放的大气污染物。 无论是固定顶储罐还是外浮顶储罐和内浮顶储罐,产生和排放的大气污染物主要是由于储罐储存的物料由于储罐的“大呼吸”作用和“小呼吸”作用产生和排放大气污染物。所谓储罐的“大呼吸”作用是指液体化工原料在装卸过程中的挥发和散逸,“大呼吸”作用大气污染物排放性质为无组织、间断排放,主要是通过储罐的通气孔排放;所谓储罐的“小呼吸”作用是指一定种类、形式的储罐中储存的液体化工原料由于品种、温度、蒸气压、粘度等自身条件以及风速、大气压等外部条件变化产生的挥发和逸散,“小呼吸”作用大气污染物排放性质为无组织、连续排放,主要通过储罐的通气孔排放。液体化工原料储罐的“大呼吸”作用和“小呼吸”作用是储存在储罐中的液体化工原料由于装卸料和自身、外界条件变化排放到大气中形成大气污染物,并且往往还是化工企业形成爆炸、火灾的潜在危险源。 由于液体化工原料储罐的“大呼吸”作用和“小呼吸”作用均为无组织排放,利用化工企业液体化工原料储罐区的有效面积为无组织排放源的面积、储罐通气孔高度为有效源高、“大呼吸”作用和“小呼吸”作用的大气污染物排放量为源强,就可以利用《环境影响评价技术导则 大气环境》(HJ/T2.2-93)中推荐的面源预测模式来预测液体化工原料储罐区排放的大气污染物对周围环境的影响或对厂界大气污染物浓度的贡献值。液体化工原料储灌区无组织排放源面积、有效源高比较好确定,而“大呼吸”作用和“小呼吸”作用的大气污染物排放量的计算方法比较多,下面介绍两种常用的计算方法——中国石化行业标准法、API和WPI经验公式法。 2 液体化工原料储罐排放大气污染物源强的计算方法 对于固定顶储罐、外浮顶储罐和内浮顶储罐的“大呼吸”作用、“小呼吸”作用产生和排放大气污染物源强的计算,目前被我国认可的主要有国家石油和化学工业局《石油库节能设计导则》(SH/T3002-2000)中附录A推荐的计算公式(中国石化行业标准法)以及美国石油学会(API)和西方石油学会(WPI)推荐的经验计算公式(API和WPI经验公式法)两种方法,下面分别进行介绍。 2.1 中国石化行业标准法 国家石油和化学工业局于2000年10月26日发布、并于2001年3月1日开始实施的《石油库节能设计导则》(SH/T3002-2000)附录A中推荐的计算公式可以用于计算固定顶储罐、外浮顶储罐和内浮顶储罐“大呼吸”作用和“小呼吸”作用的大气污染物排放量的计算。 2.1.1 “大呼吸”作用大气污染物排放量计算 (1) 固定顶储罐“大呼吸”作用大气污染物排放量利用以下公式计算: (当N36时,;当N≤36时,KT=1) 式中:LDW —— 固定顶储罐“大呼吸”作用大气污染物年排放量,m3/a; KT —— 周转系数,查图可得; K1 —— 液体化工原料系数; Py —— 液体化工原料平均温度下的蒸气压,kPa; uy —— 液体化工原料蒸汽摩尔质量,kg/kmol; K —— 单位换算系数,K=51.6; V1 —— 送入固定顶储罐的液体化工原料量,m3; N —— 液体化工原料储罐年周转次数; Q —— 液体化工原料储罐年周转量,m3/a; V —— 液体化工原料储罐容积,m3; Py1 —— 液体化工原料储罐内液面最低温度所对应的蒸气压,kPa; Py2 —— 液体化工原料储罐内液面最高温度所对应的蒸气压,kPa。 (2) 外浮顶储罐“大呼吸”作用大气污染物排放量利用以下公式计算: 式中:LW —— 外浮顶储罐“大呼吸”作用大气污染物年排放量,kg/a; Q1 —— 液体化工原料储罐年周转量,103m3/a; C —— 液体化工原料储罐壁粘附系数,m3/1000m2,查表可得; ρY —— 液体化工原料的密度,kg/m3; D —— 液体化工原料储罐的直径,m。 (3) 内浮顶储罐“大呼吸”作用大气污染物排放量利用以下公式计算: 式中:LW —— 内浮顶储罐“大呼吸”作用大气污染物年排放量,kg/a; NC —— 内浮盘支柱个数; FC —— 内浮盘支柱有效直径,m。 2.1.2 “小呼吸”作用大气污染物排放量计算 (1) 固定顶储罐“小呼吸”作用大气污染物排放量利用以下公式计算: 式中:LDS —— 固定顶储罐“小呼吸”作用大气污染物年排放量,m3/a; K2 —— 单位换算系数,K2=3.05; K3 —— 液体化工原料系数; P —— 储罐内物料本体温度下的蒸气压,kPa(如缺乏这类资料,可取当地大气温度加2.8℃); Pa —— 当地大气压,kPa; H —— 储罐气体空间高度,m; ΔT —— 大气温度的平均日温差,℃; FP —— 涂料系数,查表可得; C1 —— 小直径储罐的修正系数,(当D≥9.14m时,C1=1;当1.83mD9.14时,C1=0.082626+0.073631×D+0.0013099×D2+0.0000019891×D3)。 (2) 外浮顶储罐“小呼吸”作用污染物排放量利用以下经验公式计算: 式中:LS —— 外浮顶储罐“小呼吸”作用大气污染物年排放量,kg/a; K4 —— 单位换算系数,K4=0.46; K5 —— 单位换算系数,无需 领导特殊上彀筑立,K5=3.28; Fr —— 密封损耗系数; Ff —— 浮顶盘附件总损耗系数; P* —— 蒸气压函数,无量纲; Mv —— 液体化工原料蒸气摩尔质量,kg/kmol; Ke ——液体化工原料系数; Kr —— 密封相关系数,查表可得; K6 —— 单位换算系数,K6=2.24; v —— 储罐所在地平均风速,m/s; n —— 与密封有关的风速指数,查表可得; Nfj —— 某种附件的个数; Kfj —— 某种附件的蒸发损耗系数; K7 —— 单位换算系数,K7=2.24; Kfaj、Kfbj、m —— 某种附件的蒸发损耗相关系数,查表可得。 (3) 内浮顶储罐“小呼吸”作用大气污染物排放量利用以下公式计算: 式中:LS —— 内浮顶储罐“小呼吸”作用大气污染物年排放量,kg/a; K8 —— 单位换算系数,K8=0.45; KC —— 边圈密封损耗系数,查表可得; Fm —— 浮盘附件总损耗系数; Fd —— 顶板接缝长度系数,指顶板接缝长度与顶板面积的比值; Kd —— 顶板接缝损耗系数(焊接顶板Kd=0;非焊接顶板Kd=3.66); Nmj —— 某种附件的个数; Kmj —— 某种附件的蒸发损耗系数,查表可得。 2.2 API和WPI经验公式法 美国石油学会(API)和西方石油学会(WPI)推荐的计算液体化工原料储罐“大呼吸”作用和“小呼吸”作用的大气污染物排放量的经验公式比较早,在我国也有一定范围的利用。 2.2.1 “大呼吸”作用大气污染物排放量计算 (1) 固定顶储罐“大呼吸”作用大气污染物排放量利用以下经验公式计算: 式中:F —— 固定顶储罐常压下 “大呼吸”作用大气污染物年排放量,m3/a; P —— 散装温度下液体化工原料的真空蒸气压,mmHg; VL —— 送入储罐的液体化工原料量,m3/a; KT —— 储罐周转系数。 (2) 浮顶储罐“大呼吸”作用大气污染物排放量利用以下经验公式计算(内浮顶储罐和外浮顶储罐相同): 式中:W —— 浮顶储罐“大呼吸”作用大气污染物年排放量,m3/a; V —— 送入储罐的液体化工原料量,m3/a; D —— 液体化工原料储罐直径,m。 2.2.2 “小呼吸”作用大气污染物排放量计算 (1) 固定顶储罐“小呼吸”作用大气污染物排放量利用以下经验公式计算: 式中:Ly —— 固定顶储罐“小呼吸”作用大气污染物年排放量,m3/a; K —— 液体化工原料系数; H —— 储罐气体空间高度,m; T —— 大气温度的平均日温差的年平均值,℃; FP —— 涂料系数,铝漆=1.39,白漆=1.02; Ke —— 物料系数。 (2) 浮顶储罐“小呼吸”作用大气污染物排放量利用以下经验公式计算(内浮顶储罐和外浮顶储罐相同): 式中:Ly —— 浮顶储罐“小呼吸”作用大气污染物年排放量,m3/a; Kf —— 罐型系数(焊接罐Kf=0.045;鉚接罐Kf=0.13); Vw —— 储罐所在地平均风速,m/s; Ks —— 密封系数(Ks取1~1.33之间); KC —— 液体化工原料系数; KP —— 二次密封系数。 3 液体化工原料储罐大气污染防治对策 对于大部分化工企业来说比较重视生产工艺中污染物的产生和排放以及治理措施,而往往忽视辅助工程中液体化工原料储罐排放大气污染物对周围大气环境的影响和对化工企业厂界大气污染物浓度的贡献,液体化工原料储罐由于“大呼吸”作用和“小呼吸”作用排放的大气污染物不但污染了环境、增加了物料的损耗,有时还会引起爆炸、火灾等安全事故,因此必须重视对液体化工原料储罐的污染防治措施。 3.1 采用合理的储存方式 针对不同性质的液体化工原料采用不同形式的储罐,一般情况下液体化工原料闪点在28℃以下应选用内浮顶储罐,闪点在28~40℃之间宜选用外浮顶罐或内浮顶罐,闪点在40~60℃之间应选用固定顶储罐并加设呼吸阀挡板,对于闪点大于60℃的可选用固定顶储罐。 但是,由于某些液体化工原料价格比较昂贵,或化工企业比较重视环境保护和安全生产,尽量减少液体化工原料在储存过程中的损失,也有一些企业不考虑液体化工原料的闪点,全部使用内浮顶储罐或对固定顶储罐加装内浮盘成为内浮顶储罐进行储存液体化工原料,由于内浮顶储罐的内浮盘可以将液面与空气隔开,内浮盘和液面间基本无气体空间存在,因此液体化工原料基本无法蒸发,可以基本上消除物料蒸发损耗,减少大气污染物的产生和排放。 3.2 罐体外壁涂敷隔热胶 隔热胶在涂膜中添加了特殊组分,不仅具有普通涂料的防腐效果,而且对太阳辐射和其它热辐射具有反射和隔热的能力,在储罐外壁涂敷隔热胶可以达到隔热、降温、减少罐内温度变化和减少物料挥发的作用。另外浅颜色有利于阳光的反射,减少罐体吸收的热量,可以降低液体化工原料储存过程的温度,减少液体化工原料在储存过程的损失。 3.3 设置气相连通管 将储存同种物料的储罐气体空间用管道连通,成为一个储罐间的气相连通线,储罐间可以互相交换物料蒸气,减少罐内吸入空气和排除气体。 3.4 优化储罐操作规程 储罐的大小对储罐操作次数是有影响的,倒罐次数越多“大呼吸”作用损失就越大,尽量将液体化工原料集中储存,不要分散在许多储罐中,这样可以减少罐顶与液面间的气体空间;储罐的测量、取样作业尽量在温度偏低的清晨或傍晚进行,减少呼吸损失;降温时罐内气体因温降而收缩,其蒸气分子凝结加快或蒸发减缓,这样加入液体化工原料时从罐体内排出的气体体积必然小于过了体积,可以减少污染物的排放量。 3.5 开发并推广应用新型储罐 据有关资料报道国内已经开发出专利产品的新型浮顶式储罐,推广使用可减少经济损失,对保护环境大有益处。 4 结论 环境影响评价单位应重视液体化工原料储罐在储存液体化工原料过程中产生的污染物对环境的影响,特别是对大气环境的影响。利用中国石化行业标准法或API和WPI经验公式法(推荐使用中国石化行业标准法)计算液体化工原料储罐由于“大呼吸”作用和“小呼吸”作用排放的大气污染物排放量为源强和无组织排放源面积、有效源高来预测液体化工原料储罐区排放的大气污染物对周围环境的影响或对厂界大气污染物浓度的贡献值。 通过采用合理的储存方式、在储罐体外壁涂敷隔热胶、在储罐之间设置气相连通管、优化储罐操作规程、开发并推广应用新型储罐可以大大减少液体化工原料在储存过程中由于呼吸作用的损失。 参考文献 [1] 《石油库节能设计导则》(SH/T3002-2000) [2] American Petrateum Institute.API Bulletin2518,2512,2517

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