一种设备及管线挥发性有机物泄漏排放量获取方法

专利2026-03-08  16


本发明涉及一种挥发性有机物排放检测及定量计算,特别是涉及一种设备及管线挥发性有机物泄漏排放量获取方法,属于挥发性有机物排放检测及定量计算。


背景技术:

1、设备及管线泄漏是石油炼制、石油化学、合成树脂等行业vocs无组织排放的主要来源之一。

2、目前,现有技术中通常关于设备及管线有机物泄漏排放量的计算方法为包括包袋实测法、相关方程法、筛选范围法和排放系数法。

3、其中包袋实测法操作难度极大,且无标准化的采样方法可以参照执行;

4、范围筛选法应用于核算不可达法兰或连接件的泄漏排放速率,使用条件需满足至少检测50%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10000μmol/mol的点,因此使用局限性大,不具备普遍推广应用条件;

5、排放系数法,不同企业或生产装置使用的相同的排放系数,未考虑不同企业间建设水平差异以及不同生产装置间生产工艺差异,因此不能准确反映企业真实排放水平,计算误差大。

6、因此,目前设备及管线有机物泄漏排放表征较为可行的方法为相关方程法,使用泄漏检测浓度和经验公式换算泄漏排放速率,结合泄漏时间计算泄漏排放量。

7、但需要说明的是,现有技术中虽然依托相关方程法获得的有机物排放量为总有机碳(toc)排放量,不能够直接获取各vocs物种的排放量,也不能直接获得vocs排放总量。

8、这是因为中国发布的设备及管线泄漏浓度检测方法和排放速率经验公式,均引用的美国环保署发布的技术文件。

9、而美国设备及管线有机物泄漏排放浓度和泄漏速率用toc来表征,中国直接引用美国排放核算体系获得的toc排放量与我国vocs排放管理核算的vocs排放量不一致,因此,有必要提出一套与中国环境管理相衔接的设备及管线vocs泄漏排放核算方法。


技术实现思路

1、本发明的主要目的是为了提供一种设备及管线挥发性有机物泄漏排放量获取方法。

2、本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到:

3、一种设备及管线挥发性有机物泄漏排放量获取方法,包括如下步骤:

4、采用检测设备对设备或管线密封泄漏处进行泄漏检测获取泄漏设备或管线的toc泄漏浓度c(ppm);

5、获取泄漏设备或管线的组件类型v;

6、通过泄漏浓度c和相关方程法获取泄漏设备或管线的toc泄漏质量排放速率etoc(kg/h);

7、获取泄漏设备或管线内流通的有机物料vocs物种组成,获得泄漏有机物料vocs物种i的体积百分比xi(%);

8、获取泄漏有机物料vocs物种i在氢火焰离子化检测器上的相对响应因子rrfi;

9、获得泄漏有机物料中vocs物种i分子式中碳原子数ni和摩尔分子质量mi(g/mol);

10、采用泄漏有机物料vocs物种i的体积百分比xi、在氢火焰离子化检测器上的相对响应因子rrfi和分子式中碳原子数ni计算vocs物种i在氢火焰离子化检测器上响应的碳原子数占比pi;

11、采用泄漏设备或管线的toc泄漏质量排放速率etoc、泄漏有机物料vocs物种i在氢火焰离子化检测器上响应的碳原子数占比pi、物种i在氢火焰离子化检测器上的相对响应因子rrfi、vocs物种i分子式中碳原子数ni和摩尔分子质量mi,计算获得vocs物种i质量泄漏排放速率evoci(kg/h),计算公式如下:

12、

13、将泄漏物料各vocs物种i的泄漏速率加和获得总vocs泄漏质量排放速率evoc(kg/h),计算公式如下:

14、evoc=∑evoci;

15、泄漏有机物料vocs泄漏质量排放速率evoc和泄漏时间t(h)计算获得泄漏设备或管线的vocs泄漏排放量g(kg),计算公式如下:

16、g=evoc×t。

17、优选的,在进行toc泄漏浓度c(ppm)检测时使用校准过的氢火焰离子化检测器原理的便携式检测设备,检测探头要尽可能贴近泄漏位置,检测获取泄漏设备或管线的toc泄漏浓度c(ppm)。

18、优选的,设备或管线的组件类型v为阀门、泵、连接件、法兰、开口阀或开口管线、气体阀门、液体阀门、轻液体泵。

19、优选的,toc泄漏质量排放速率etoc(kg/h),计算公式如下:

20、

21、其中,etoc,0指toc泄漏浓度c检测值在0~1ppm间的toc泄漏速率;

22、etoc,p指toc泄漏浓度c检测值大于或等于50000ppm的toc泄漏速率;

23、etoc,f指toc泄漏浓度c检测值在1~50000ppm间的toc泄漏速率。

24、优选的,通过企业生产工艺设计方案内的物料平衡表或者取样监测法,获取泄漏设备或管线内流通的有机物料vocs物种组成。

25、优选的,利用氢火焰离子化检测器响应因子相关研究的文献资料或理论计算,或使用具体vocs物种进行直接实验法测试获得泄漏有机物料vocs物种i在氢火焰离子化检测器上的相对响应因子rrfi。

26、优选的,相对响应因子选取过程应对引用的相对响应因子对应的标准物质进行匹配,选取与泄漏设备或管线toc泄漏浓度检测设备校准使用的相同标准物质获得的响应因子;

27、对于引用的相对响应因子对应的标准物质和与泄漏设备或管线toc泄漏浓度检测设备校准使用的相同标准物质不同的,可通过不同标准物质在氢火焰离子化检测器上的响应因子进行等比例换算校正。

28、8、根据权利要求1所述的一种设备及管线挥发性有机物泄漏排放量获取方法,其特征在于:计算vocs物种i在氢火焰离子化检测器上响应的碳原子数占比pi,计算公式如下:

29、p1:p2:…:pi=x1·rrf1·n1:x2·rrf2·n2:…:xi·rrfi·ni;

30、∑ipi=1。

31、其中,pi为泄漏有机物料vocs物种i在氢火焰离子化检测器上响应的碳原子数占比;

32、xi为泄漏有机物料vocs物种i的体积百分比;

33、rrfi为泄漏有机物料vocs物种i在氢火焰离子化检测器上的相对响应因子;

34、ni为泄漏有机物料vocs物种i分子式中碳原子数ni。

35、本发明的有益技术效果:

36、本发明提供的一种设备及管线挥发性有机物泄漏排放量获取方法,利用企业生产工艺设计说明书或取样测试获取泄漏物料voc成分信息,结合泄漏设备或管线的toc泄漏检测浓度,通过理论计算获得泄漏时间内的vocs排放量的方法,该方法利用企业现有条件和已实施的泄漏检测技术方法,实现快速、有效获取vocs泄漏排放量,较采用包袋法直接测试计算vocs排放量更具可行性,获取的voc排放量计算结果可以与vocs排放量管理体系相衔接,为企业排放计算和环境管理部门科学决策提供了关键技术支持。



技术特征:

1.一种设备及管线挥发性有机物泄漏排放量获取方法,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种设备及管线挥发性有机物泄漏排放量获取方法,其特征在于:在进行toc泄漏浓度c(ppm)检测时使用校准过的氢火焰离子化检测器原理的便携式检测设备,检测探头要尽可能贴近泄漏位置,检测获取泄漏设备或管线的toc泄漏浓度c(ppm)。

3.根据权利要求1所述的一种设备及管线挥发性有机物泄漏排放量获取方法,其特征在于:设备或管线的组件类型v为阀门、泵、连接件、法兰、开口阀或开口管线、气体阀门、液体阀门、轻液体泵。

4.根据权利要求1所述的一种设备及管线挥发性有机物泄漏排放量获取方法,其特征在于:toc泄漏质量排放速率etoc(kg/h),计算公式如下:

5.根据权利要求1所述的一种设备及管线挥发性有机物泄漏排放量获取方法,其特征在于:通过企业生产工艺设计方案内的物料平衡表或者取样监测法,获取泄漏设备或管线内流通的有机物料vocs物种组成。

6.根据权利要求1所述的一种设备及管线挥发性有机物泄漏排放量获取方法,其特征在于:利用氢火焰离子化检测器响应因子相关研究的文献资料或理论计算,或使用具体vocs物种进行直接实验法测试获得泄漏有机物料vocs物种i在氢火焰离子化检测器上的相对响应因子rrfi。

7.根据权利要求6所述的一种设备及管线挥发性有机物泄漏排放量获取方法,其特征在于:相对响应因子选取过程应对引用的相对响应因子对应的标准物质进行匹配,选取与泄漏设备或管线toc泄漏浓度检测设备校准使用的相同标准物质获得的响应因子;

8.根据权利要求1所述的一种设备及管线挥发性有机物泄漏排放量获取方法,其特征在于:计算vocs物种i在氢火焰离子化检测器上响应的碳原子数占比pi,计算公式如下:


技术总结
本发明公开了一种设备及管线挥发性有机物泄漏排放量获取方法,属于挥发性有机物排放检测及定量计算技术领域,利用企业生产工艺设计说明书或取样测试获取泄漏物料VOCs成分信息,结合泄漏设备或管线的TOC泄漏检测浓度,通过理论计算获得泄漏时间内的VOCs排放量的方法,该方法利用企业现有条件和已实施的泄漏检测技术方法,实现快速、有效获取VOCs泄漏排放量,较采用包袋法直接测试计算VOCs排放量更具可行性,获取的VOCs排放量计算结果可以与VOCs排放量管理体系相衔接,为企业排放计算和环境管理部门科学决策提供了关键技术支持。

技术研发人员:孙西勃,梁小明,叶代启,陈礼敏,廖程浩,张永波
受保护的技术使用者:华南理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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