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2.3轻液介质阀门无组织泄露的排放因子
美国EPA推荐了四种方法即平均因子法、筛选值法、相关方程式法和特定相关方程式法用于组件VOC无组织排放量估算[20].其中特定相关方程式是针对某个特定工厂,采用包扎方法建立出本厂的相关方程式,准确性最高,从而实现排放因子的本地化修正.吹扫法估算泄露速率公式如下[20]:
式中:Q为包扎袋出口流速,m3/h;MW为包扎袋中有机化合物的平均分子量,kg/(kg⋅mol);GC为包扎袋中排除背景值后的有机化合物浓度,10-6;T为包扎袋内温度,℃;ρ为收集的有机液体密度,g/mL;VL为收集到的液体体积,mL;t为收集液体所用时间,min.
有机化合物的平均分子量计算公式如下:
式中:MWi为第i种VOC成分的相对分子量,kg/(kg⋅mol);xi为VOC组分i的摩尔分数.
测得TVOC总浓度在5×10-6~1500×10-6之间,计算所得的泄露速率在7.60×10-7~5.38×10-4kg/h之间.采用线性回归方程进行回归,如图6所示,得到TVOC总浓度x(10-6)与泄露速率y(kg/h)之间的关系为y=3×10-7x0.993,R2为0.788.与美国相关方程式法[20]以及台湾的特定相关方程式法[21]推估的排放速率进行比较,如图7所示,可以看出,与台湾研究相比,本研究的特定相关方程式所得的排放速率较高,其原因可能是台湾现行的挥发性有机物空气污染防治费收费标准以5×10-6为界,厂商对设备组件的维护也以5×10-6为界,所以组件泄露浓度总体较低;本研究特定相关方程式所得的排放速率低于美国EPA公告的相关方程式推估的排速率,其原因可能是EPA公告的相关方程式时间较早,当时的设备与现在相比较为落后,且对泄漏设备的维护不够重视从而导致排放速率较大.
3结论
3.1采用动态包扎法获得了我国典型石化乙烯生产过程中VOCs的排放源谱和排放速率.在乙烯生产过程中,烷烃是最主要的VOC排放组分,其次是烯烃和芳香烃.但是不同装置的VOC组分比例存在差异.乙烯是裂解装置压缩和分离系统中最主要的VOC成分.2-甲基戊烷是芳烃抽提装置中最主要的VOC成分.2-甲基戊烷、甲基环己烷、3-甲基己烷、2,3-二甲基丁烷在两套装置中都有重要比重.这4种烷烃成分可成为乙烯生产的重要标志组分.
3.2裂解装置的臭氧生成潜势远高于芳烃抽提装置的臭氧生成潜势.其主要贡献来自烯烃.
3.3初步建立了轻液介质阀门组件检测浓度和泄露速率之间的关系式.线性相关方程式为y=3×10-7x0.993,R2为0.788.
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