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排放因子篇1:环保部:石油化工行业VOCs排放量计算办法(下)
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财政部 国家发展改革委 环境保护部《关于印发<挥发性有机物排污收费试点办法>》的通知》(财税[2015]71号)的附件《挥发性有机物排污收费试点办法》包括《石油化工行业VOCs排放量计算办法》,该办法实用性较强,但内容较长,故分为两个文案发出,供大家闲暇时学习参考。
三、有机液体装卸挥发损失
(一)实测法。
(公式39)
(公式40)
(公式41)
(公式42)
(公式43)
式中:
E装卸装载过程VOCs年排放量,千克/年;
E0装载物料的VOCs理论挥发量,千克/年;
E1进入有机气体控制设施的VOCs量,千克/年;
E2从有机气体控制设施出口排入大气的VOCs 量,千克/年;
Q 物料年周转量,立方米/年;
Q1有机气体控制设施入口气体流量,标立方米/ 小时;如未检测,可等同于出口流量;
Q2有机气体控制设施出口气体流量,标立方米/ 小时;
C0装载罐车气、液相处于平衡状态,将挥发物料 看做理想气体下的物料密度,千克/立方米;
C1有机气体控制设施入口VOCs浓度,毫克/标立方米;
C2有机气体控制设施出口VOCs浓度,毫克/标立方米;
t投用有机气体控制设施实际年投用时间,小时;
T 实际装载温度,开氏度;
PT温度T时装载物料的真实蒸气压,千帕;
M 油气的分子量,克/摩尔;
R 理想气体常数,8.314焦耳/(摩尔·开氏度)。
若无法监测有机气体控制设施进、出口浓度时,对于挥发油气进行回收再利用的回收设施,可采用收集的物料量表示经油气处理系统处理掉的物料量(即:Q1- Q2)。
(二)公式法。
(公式44)
(公式45)
(公式46)
(公式47)
(公式48)
式中:
LL装载损失排放因子,千克/立方米;
η总 总控制效率,%,见表10;
η收集 收集效率,%;
η处理 处理效率,%;
η投用 投用效率,%;
t投用有机气体控制设施实际年投用时间,小时;
t理论伴随油气装载过程理论运行时间,小时。
表10装载总控制效率取值表
取值条件
效率
装载系统未设蒸气平衡/处理系统
0(总控制效率)
真空装载且保持真空度小于-0.37千帕
100%(收集效率)
罐车与油气收集系统法兰、硬管螺栓连接
100%(收集效率)
其他情况
按公式45计算
1.公路、铁路装载损失排放因子。
(公式49)
式中:
S 饱和因子,代表排出的挥发性有机物接近饱和的程度,见表11;
C0装载罐车气、液相处于平衡状态,将挥发性物 料视为理想气体下的密度,千克/立方米;见公式43。
表11公路、铁路装载损失计算中饱和因子
操作方式
饱和因子s
底部/液下装载
新罐车或清洗后的罐车
0.5
正常工况(普通)的罐车
1.0
喷溅式装载
新罐车或清洗后的罐车
1.45
正常工况(普通)的罐车
1.0
2.船舶装载损失排放因子。
(1)船舶装载原油时:
(公式50)
式中:
LA 已有排放因子,千克/立方米,见表12;
LG 生成排放因子,千克/立方米,见公式51。
表12装载原油时的已有排放因子LA
船舱情况
上次装载
已有排放因子LA(千克/立方米)
未清洗
挥发性物质a
0.103
装有压舱物
挥发性物质
0.055
清洗后/无油品蒸气
挥发性物质
0.040
任何状态
不挥发物质
0.040
注:a:指真实蒸气压大于10千帕的物质。
生成排放因子LG:
(公式51)
式中:
LG 生成排放因子,千克/立方米;
PT温度T时装载原油的饱和蒸气压,千帕;
M 蒸气的分子量,克/摩尔;
G 蒸气增长因子1.02,无量纲量;
T 装载时蒸气温度,开氏度;
R 理想气体常数,8.314焦耳/(摩尔·开氏度)。
(2)船舶装载汽油时:
船舶装载汽油的损失排放因子LL见表13。
表13船舶装载汽油时损失排放因子LL
舱体情况
上次装载物
油轮/远洋驳船a
(千克/立方米)
驳船b
(千克/立方米)
未清洗
挥发性物质
0.315
0.465
装有压舱物
挥发性物质
0.205
驳船不压舱
清洗后
挥发性物质
0.180
无数据
无油品蒸气c
挥发性物质
0.085
无数据
任何状态
不挥发物质
0.085
无数据
无油品蒸气
任何货物
无数据
0.245
典型总体状况d
任何货物
0.215
0.410
注:a:远洋驳船(船舱深度12.2米)表现出排放水平与油轮相似。
b:驳船(船舱深度3.0-3.7米)则表现出更高的排放水平。
c:指从未装载挥发性液体,舱体内部没有VOCs蒸气。
d:基于测试船只中41%的船舱未清洁、11%船舱进行了压舱、24%的船舱进行了清洁、24%为无蒸气。驳船中76%为未清洁。
(3)船舶装载汽油和原油以外的产品时:
装载损失排放因子LL可利用公式49计算,饱和因子s取值见表14。
表14船舶装载汽油和原油以外油品时的饱和因子s
交通工具
操作方式
饱和因子s
水运
轮船液下装载(国际)
0.2
驳船液下装载(国内)
0.5
(三)排放系数法。
按公式44核算排放量,典型的公路及铁路装载特定情况下装载损耗排放因子LL的取值见表15和表16。
1.公路及铁路装载。
表15铁路和公路装载损失排放因子(千克/立方米)
装载物料
底部/液下装载
喷溅装载
新罐车或清洗后的罐车
正常工况(普通)的罐车
新罐车或清洗后的罐车
正常工况(普通)的罐车
汽油
0.812
1.624
2.355
1.624
煤油
0.518
1.036
1.503
1.036
柴油
0.076
0.152
0.220
0.152
轻石脑油
1.137
2.275
3.298
2.275
重石脑油
0.426
0.851
1.234
0.851
原油
0.276
0.552
0.800
0.552
轻污油
0.559
1.118
1.621
1.118
重污油
0.362
0.724
1.049
0.724
注:基于设计或标准中雷德蒸气压最大值计算,装载温度取25摄氏度。
2.船舶装载。
表16船舶装载损失排放因子a(千克/立方米)
排放源
汽油b
原油
航空油(JP4)
航空煤油(普通)
燃料油
(柴油)
渣油
远洋驳船
表13
0.073
0.060
0.00063
0.00055
0.000004
驳船
表13
0.12
0.15
0.0016
0.0014
0.000011
注:a:排放因子基于16摄氏度油品获取,表中汽油的雷德蒸气压为69千帕。原油的雷德蒸气压为34 千帕。
b:汽油损失排放因子从表13中选取。
四、废水集输、储存、处理处置过程逸散
废水集输、储存、处理处置过程VOCs排放量核算方法主要包括实测法、物料衡算法和排放系数法,见表17。核算过程需各种方法配合使用。
表17废水收集和处理设施VOCs排放量核算方法
核算方法
适用范围
实测法
加盖并设废气处理设施的废水收集和处理设施(不包括生化处理装置)
物料衡算法
未加盖或加盖但废气未收集处理、加盖处理但排气口未监测的废水收集和处理设施(不包括生化处理装置)
排放系数法
未加盖或加盖并设废气处理设施的废水收集和处理设施
(一)实测法。
适用于加盖并设废气处理设施的废水收集和处理系统,通过测定废气处理设施出口废气流量、VOCs浓度、废气回收处理装置的收集效率、去除效率、设施投用率等计算VOCs排放量。
(公式52)
(公式53)
(公式54)
式中:
E废水挥发性有机物逸散量,千克/年;
Qw,j废水收集、处理系统j工段的废水流量,立方 米/小时;
VOCsj,进水废水收集、处理系统j工段进水中的挥发 性有机物浓度,毫克/升;
VOCsj,出水废水收集、处理系统j工段出水中的挥发 性有机物浓度,毫克/升;
t未投用 j工段未被废气处理设施收集处理的小时数,小时;
t投用 j工段被废气处理设施收集处理的小时数,小时;
n 废水收集、处理系统工段个数;
m 加盖并设废气处理设施的收集和处理系统工 段个数;
Qg废气处理设施进口废气处理流量,立方米/小 时;
VOCs进气废气处理设施进口挥发性有机物浓度,毫 克/立方米;
VOCs出气废气处理设施出口挥发性有机物浓度,毫 克/立方米;
η收集效率加盖收集进入废气处理设施挥发性有机物 的收集效率,%;
η去除效率废气处理设施挥发性有机物的去除效 率,%。
(二)物料衡算法。
(公式55)
式中:
E油相收集系统集水井、处理系统浮选池和隔油池中油层的VOCs排放量,千克/年,见公式10,无浮油真实蒸气压的,按85千帕计算;
E水相废水收集支线和废水处理厂水相中VOCs排放 量,千克/年,见公式56。
(公式56)
式中:
E水相废水收集或处理设施的挥发性有机物年排放
量,千克/年;
Qi废水收集或处理设施i的废水流量,立方米/小
时;
EVOCs进水,i废水收集或处理设施i进水中的逸散性挥
发性有机物浓度,毫克/升;参照《水质总有
机碳的测定燃烧氧化-非分散红外吸收法》HJ
501-2009中可吹脱有机碳(POC)的测试和
计算方法,其中POC为总有机碳(TOC)与不
可吹脱有机碳(NPOC)的差值;
EVOCs出水,i废水收集或处理设施i出水中的逸散性挥
发性有机物浓度,毫克/升;
ti废气处理设施i的年运行时间,小时/年。
(三)排放系数法。
(公式57)
式中:
S 排放系数,千克/立方米,见表18;
Qi废水处理设施i的处理量,立方米/小时;
ti废水处理设施i的年运行时间,小时/年。
表18石化废水处理设施VOCs排放量排放系数法
适用范围
单位排放强度(千克/立方米)
备注
废水收集系统及油水分离
0.6
排放量(千克)=排放系数×废水处理量(立方米)
废水处理厂-废水处理设施a
0.005
排放量(千克)=排放系数×废水处理量(立方米)
注:a:废水处理设施指除收集系统及油水分离外的其他处理设施。
五、燃烧烟气排放
(一)实测法。
(公式58)
式中:
E燃烧燃烧烟气VOCs的排放速率,千克/年;
N 每年测量次数,次/年,(如自动检测仪每1小
时记录1次测量值,则N=8760);
n 测量次数,第n次测量;
Qn第n次测量时的烟气流量(干基),
标立方米/小时;
Cn第n次测量时排放口的VOCs浓度,毫克/标立方米;
t两次测量之间间隔的时长,小时。
(二)排放系数法。
(公式59)
式中:
Qfuel,i 燃料i的消耗量,煤(吨/小时)、天然气(立
方米/小时)、液化石油气(立方米/小时,液态);
EFi燃料i的排放系数,千克/单位燃料消耗,
见表19;
t 装置的年运行时间,小时/年。
表19燃料VOCs排放系数
燃料类型
锅炉形式
排放系数(千克/吨-煤)
烟煤和亚烟煤a
煤粉炉,固态排渣
0.030
煤粉炉,液态排渣
0.020
旋风炉
0.055
抛煤机链条炉排炉
0.025
上方给料炉排炉
0.025
下方给料炉排炉
0.650
手烧炉
5.000
流化床锅炉
0.025
褐煤a
煤粉炉,固态排渣,切圆燃烧
0.020
旋风炉
0.035
抛煤机链条炉排炉
0.015
上部给料链条炉排炉
0.015
常压流化床锅炉
0.015
无烟煤b
炉排炉
0.150
燃油a
电站锅炉
0.038(千克/吨-油)
工业燃油锅炉
0.140(千克/吨-油)
工业燃馏分油锅炉
0.100(千克/吨-油)
天然气b
-
1.762E-04 (千克/立方米天然气)
丁烷b
-
0.132(千克/立方米液化石油气,液态)
丙烷b
-
0.120(千克/立方米液化石油气,液态)
注:a:此处排放系数以总非甲烷有机物(TNMOC)代替VOCs;
b:此处排放系数以总有机化合物(TOC)代替VOCs。
六、工艺有组织排放
(一)实测法。
(公式60)
式中:
E有组织 有组织排放工艺废气的VOCs年排放量,
千克/年;
N 每年测量次数,次/年,(如自动检测仪每1小
时记录1次测量值,则N=8760);
n 测量次数,第n次测量;
Qn第n次测量时排放口的废气流量(干基),标 立方米/小时;
Cn第n次测量时排放口的VOCs浓度(干基), 毫克/标立方米;
t两次测量之间间隔的时长,小时。
(二)物料衡算法。
没有化学反应的操作单元或过程的VOCs排放量可用核算:
(公式61)
式中:
∑G排放单元或过程VOCs年排放量,千克/年;
∑G进料单元或过程进料量,千克/年;
∑G产(副)品单元或过程产品和副产品量,千克/年;
∑G废物单元或过程排放液体及固体废物量,千克/年;
∑G回收单元或过程回收的物料量,千克/年。
采用物料平衡法核算VOCs排放量时,需分析生产工艺过程、物料组成、产品(副产品)转化率、污染物控制指标基本运行参数。
(三)排放系数法。
用于延迟焦化装置开焦炭塔之前的VOCs排放量核算。
(公式62)
式中:
E有组织延迟焦化装置焦炭塔VOCs年排放量,
千克/年;
ti延迟焦化装置i的年运行时间,小时/年;
ri延迟焦化装置i的生焦周期,次/小时;
EF 排放系数,千克/(单塔·单次循环),取25.9;
Ni延迟焦化装置i的单次循环焦炭塔个数。
七、工艺无组织排放
排放系数法适用于延迟焦化装置切焦过程的VOCs排放量核算。
(公式63)
式中:
E无组织 延迟焦化装置切焦过程VOCs年排放量,
千克/年;
Flow进料,i延迟焦化装置i的进料量,吨/小时;
EF VOCs排放系数,吨/吨-装置进料,取1.63E-04;
ti延迟焦化装置i的年运行时间,小时/年。
八、采样过程排放
采样过程的排放量核算依据设备动静密封点的核算方法。
密闭式采样或等效设施的排放速率可采用相关方程法,见公式5和表1。采样瓶与采样口连接的,采用“连接件”系数核算排放量;采样瓶不与采样口连接的,采用“开口管线”系数核算排放量。
开口式采样的排放速率应采用平均排放系数法,见表3和公式6。采样过程中排出的置换残液或气未经处理直接排入环境的,采用“采样连接系统”和“开口管线”系数分别核算排放量;置换残液或气排入收集处理设施的,采用“开口管线”系数核算排放量。
九、火炬排放
(一)基于火炬的物料衡算法。
(公式64)
式中:
E火炬,i火炬i的VOCs排放量,千克/年;
n 测量序数,第n次测量;
N 年测量次数或火炬每次工作时的测量次数;
Qn第n次测量时火炬气的流量,立方米/小时;
tn第n次测量时火炬的工作时间,小时;
Cn第n次测量时VOCs的体积分数;
Mn第n次测量时VOCs的分子量,千克/千摩尔;
22.4 摩尔体积转换系数,立方米/千摩尔;
Feff火炬的燃烧效率,%。
本方法需对进入火炬气体的成分和流量进行连续测量。当火炬非连续工作时,在火炬工作状态下应至少每3小时取样分析一次。本方法假定火炬正常操作过程中Feff>98%。部分条件下需修正火炬排放效率,见表20。
表20火炬的燃烧效率取值
火炬工况
助燃气体类型
火炬操作条件
火炬燃烧效率
正常
无助燃
A. 火炬气体的净热值≥7.45MJ/m3;
B. 当直径≥DN80 mm、氢含量≥8%(体积百分数)时,出口流速<37.2 m/s且<Vmax;
C. 出口流速<18.3 m/s,但当燃烧气体的净热值>37.3 MJ/m3时,允许排放流速≥18.3 m/s,但应<Vmax且<122 m/s
98%
蒸汽助燃
A. 火炬气体的净热值≥11.2MJ/m3
B. 出口流速<18.3 m/s,但当燃烧气体的净热值>37.3 MJ/m3时,允许排放流速≥18.3 m/s,但应<Vmax且<122 m/s;
C. 蒸汽/气体≤4
98%
空气助燃
A. 火炬气体的净热值≥11.2MJ/m3;
B. 出口流速<Vmax
98%
非正常
无助燃
不满足火炬气净热值、出口流速的条件
93%
蒸汽助燃
不满足火炬气净热值、出口流速的条件
93%
不满足蒸汽与气体比值的条件
80%
空气助燃
不满足火炬气净热值、出口流速的条件
93%
故障
火炬气流量超过设计值、火炬故障停用或未投用
0%
(二)基于装置的物料衡算法。
(公式65)
式中:
E火炬火炬系统的VOCs年排放量,千克/年;
N 每年排放次数,次/年;
n 排放次数,第n次排放;
Qn第n次排放时的排入火炬的总废气量(干基),
千克;
Feff 火炬燃烧效率。
本方法适用于未对火炬进行实际测量的情况,假定火炬燃烧效率为80%。
(三)基于热值的排放系数法。
(公式66)
式中:
E火炬,i火炬i的VOCs排放量,千克/年;
n 测量序数,第n次测量;
N 年测量次数或火炬每次工作时的测量次数;
Qn第n次测量时火炬气的体积流量,立方米/小 时;
tn第n次测量时火炬的工作时间,小时;
LHVn第n次测量时火炬气的低热值,兆焦耳/立方 米;
EF VOCs的排放系数,千克/兆焦,成分是总烃(以甲烷计)的情况下,系数取6.02 E-05。
测量气体体积应和测定气体热值的标准条件相同。火炬停用或故障时,公式66应乘以1/(1-Feff),其中Feff默认值取98%。
十、非正常工况(含开停工及维修)排放
除火炬系统按公式64和公式66核算VOCs排放量时,开停工过程的VOCs排放量可不重复核算外,均应单独核算。
(一)公式法(气体加工容器)。
(公式67)
E开停工 开停工过程的VOCs排放量,千克/年;
PV 泄压气体排入大气时容器的表压,千帕
T 泄压气体排入大气时容器的温度,开氏度;
Vv容器的体积,立方米;
f空置 容器的体积空置分数,除去填料、催化剂或塔盘等所占体积后剩余体积的百分数,在容器中不存在内构件时,取1;
C 泄压气体中VOCs的浓度,毫克/标立方米;
i 每年的开停工次数。
(二)公式法(液体加工容器)。
(公式68)
式中:
E开停工 开停工过程的VOCs排放量,千克/年;
Vv容器的体积,立方米;
V′容器内填料、催化剂或塔盘等所占体积分数,在容器中不存在内构件时,取0;
f1容器吹扫前液体薄层或残留液体的体积分数,取值在0.1%至1%之间;
d 液体的密度,千克/立方米;
WF容器内VOCs的质量分数;
f2液体薄层或残留液体被吹扫至火炬或其它处 理设施的质量分数;
Eeff 火炬或处理设施的效率%,其中火炬效率可在九火炬排放中查找,处理设施的效率采用实测值。
十一、冷却塔、循环水冷却系统释放
(一)物料衡算法。
(公式69)
式中:
E冷却塔 冷却塔VOCs排放量,千克/年;
Qi冷却塔i的循环水流量,立方米/小时;
EVOCs入口冷却水暴露空气前EVOCs的浓度,毫克/升;
EVOCs出口冷却水暴露空气后EVOCs的浓度,毫克/升;
ti冷却塔i的年运行时间,小时/年;
EVOCs入口和EVOCs出口有多组检测数据的,取平均值。公式69假定冷却水补水与蒸发损失、风吹损失相等且冷却塔进出流速不变。
(二)排放系数法。
无循环水检测数据时,可采用排放系数法进行核算:
(公式70)
式中:
E冷却塔 冷却塔VOCs年排放量,千克/年;
Flow冷却水,i 冷却塔i的循环水量,立方米/小时;
EFVOCs排放系数,千克/立方米-循环水,
取7.19E-04;
ti冷却塔i的年运行时间,小时/年。
十二、事故排放
(一)工艺装置事故。
在工艺装置处于正常运行状态下使用特定排放系数或本书提供的其他方法进行排放量计算时,均应考虑工艺装置的去除效率。表21提供了催化裂化装置和焦化装置默认去除效率和事故状态下的修正系数。如果控制状态的排放量数据已知,则事故状态或停机状态下的非控制排放量可使用公式71进行计算。
(公式71)
式中:
E事故,i事故状态或停机状态下污染物i的排放量,千 克/事件;
e事故,i根据测量数据或现场的排放测试数据得出的 控制状态下的污染物i的排放速率,千克/小时;
EMi基于21工艺装置中污染物i的受控排放乘数;
t 事故持续时间,小时/事件。
表21 工艺装置的效率及工艺装置事故乘数
污染源/工艺装置描述
污染物种类a
工艺装置效率b/%
受控排放的乘数c
催化裂化或焦化/静电除尘
PM、金属HAP
92
12.5
VOCs、有机HAP
0
1
催化裂化或焦化/锅炉
VOCs、多数有机HAP
98%
50
PAH、甲醛
~100%
0.5
注:a 污染物种类。仅列出受工艺装置影响的污染物。对其他污染物,假定工艺装置的去除效率为0%且排放倍数为1。
b 工艺装置效率。负值表示工艺装置会造成某种污染物的增加。
c 受控排放的乘数。提高控制状态排放系数使之能反应事故状态的排放,该乘数=1/(1?工艺装置效率)。
(二)容器超压排放。
如容器超压排放气体送入火炬,并且对进入火炬气体进行监测,并选择合适的方法进行排放量估算,则可不单独计算容器超压,否则需单独计算容器超压排放的VOCs。
(三)喷溅。
喷溅出的液体蒸发分为闪蒸蒸发、热量蒸发和质量蒸发三种,其蒸发总量为这三种蒸发之和,可用以下公式进行排放量计算。
(1)闪蒸量的估算。
过热液体闪蒸量可按下式估算:
(公式72)
式中:
Q1闪蒸量,千克/秒;
WT液体泄漏总量,千克;
t1闪蒸蒸发时间,秒;
F 蒸发的液体占液体总量的比例;按下式计算:
(公式73)
式中:
CP液体的定压比热,焦耳/(千克·开氏度);
TL泄漏前液体的温度,开氏度;
Tb液体在常压下的沸点,开氏度;
H 液体的气化热,焦耳/千克。
(2)热量蒸发估算。
热量蒸发的蒸发速度Q2按下式计算:
(公式74)
式中:
Q2热量蒸发速度,千克/秒;
λ 表面热导系数,瓦/(米·开氏度);
T0环境温度,开氏度;
Tb沸点温度,开氏度;
S 液池面积,平方米;
H 液体气化热,焦耳/千克;
a 表面热扩散系数(见表22),平方米/秒;
t 蒸发时间,秒。
(3)质量蒸发估算。
质量蒸发速度Q3:
(公式75)
式中:
Q3质量蒸发速度,千克/秒;
a,n 大气稳定度系数,见表23;
P 液体表面蒸汽压,帕;
R 气体常数,焦耳/摩尔·开氏度;
M 分子量,克/摩尔;
T0 环境温度,开氏度;
u 风速,米/秒;
r 液池半径,米。
有围堰时,以围堰最大等效半径为液池半径;无围堰时,设定液体瞬间扩散到最小厚度时,推算液池等效半径。
(4)液体蒸发总量的计算。
(公式76)
式中:
WP液体蒸发总量,千克;
Q1闪蒸蒸发液体量,千克;
Q2热量蒸发速率,千克/秒;
t1闪蒸蒸发时间,秒;
t2热量蒸发时间,秒;
Q3质量蒸发速率,千克/秒;
t3从液体泄漏到液体全部处理完毕的时间,秒。
表22 某些地面的热传递性质
地面情况
λ/[瓦/(米·开氏度)]
a/(平方米/秒)
水泥
1.1
1.29×10?7
土地(含水8%)
0.9
4.3×10?7
干阔土地
0.3
2.3×10?7
湿地
0.6
3.3×10?7
砂砾地
2.5
11.0×10?7
表23 液池蒸发模式参数
稳定度条件
n
a
不稳定(A,B)
0.2
3.846 ×10?3
中性(D)
0.25
4.685 ×10?3
稳定(E,F)
0.3
5.285 ×10?3附录
附录一 响应因子确定
根据物料的组分及浓度,查阅仪器制造商提供的数据或按照HJ 733中3.2.1规定的方法通过实验确定仪器对各组分的响应因子。如果各组分的响应因子在泄漏定义浓度到仪器最大测量值范围内均小于3,则不需要修正检测值;如果有一种或多种组分的响应系数大于等于3,则需要按照公式77计算检测仪器对物料的合成响应因子。RFm<3,不需要修正检测值;3≤RFm<10,需要修正检测值;如果RFm≥10,则需要更换仪器或选择其它校准气体校准仪器,并测定新响应因子,直到物料响应因子RFm<10为止。
(公式77)
式中:
RFm物料合成响应因子;
RFi组分i的响应因子;
Xi组分i占物料中TOC的摩尔百分数。
(公式78)
式中:
SV 修正后的净检测值,μmol/mol;
SV0净检测值,μmol/mol;
附录二 废气流量干基、标准状态转化
Qn第n次测量时的气体流量(干基),
标立方米/小时;
Qact第n次测量时的气体流量,立方米;
fH2O 第n次测量时烟气的含水量,体积分数(% V);
T0标准状态下温度,273.15K;
Tn第n次测量时的温度,开氏度;
Pn第n次测量时的平均压力,千帕;
P0标准状态下压力,101.325千帕;
附录
附录一 响应因子确定
根据物料的组分及浓度,查阅仪器制造商提供的数据或按照HJ 733中3.2.1规定的方法通过实验确定仪器对各组分的响应因子。如果各组分的响应因子在泄漏定义浓度到仪器最大测量值范围内均小于3,则不需要修正检测值;如果有一种或多种组分的响应系数大于等于3,则需要按照公式77计算检测仪器对物料的合成响应因子。RFm<3,不需要修正检测值;3≤RFm<10,需要修正检测值;如果RFm≥10,则需要更换仪器或选择其它校准气体校准仪器,并测定新响应因子,直到物料响应因子RFm<10为止。
(公式77)
式中:
RFm物料合成响应因子;
RFi组分i的响应因子;
Xi组分i占物料中TOC的摩尔百分数。
(公式78)
式中:
SV 修正后的净检测值,μmol/mol;
SV0净检测值,μmol/mol;
附录二 废气流量干基、标准状态转化
Qn第n次测量时的气体流量(干基),
标立方米/小时;
Qact第n次测量时的气体流量,立方米;
fH2O 第n次测量时烟气的含水量,体积分数(% V);
T0标准状态下温度,273.15K;
Tn第n次测量时的温度,开氏度;
Pn第n次测量时的平均压力,千帕;
P0标准状态下压力,101.325千帕;
附表
附表1需单独核算的污染物
序号
污染物
污染当量值(千克)
1
苯
0.05
2
甲苯
0.18
3
二甲苯
0.27
4
丙烯醛
0.06
5
甲醇
0.67
6
酚类
0.35
7
苯胺类
0.21
8
氯苯类
0.72
9
硝基苯
0.17
10
丙烯氢
0.22
11
二甲二硫
0.28
12
苯乙烯
25
13
二硫化碳
20
14
苯并[a]芘
0.000002
附表2存储物料理化参数(部分)
油品名称
液体密度
(吨/立方米)
温度(℃)
真实蒸气压(千帕)
15.6°C时油气分子量(克/摩尔)
轻质原油
0.86
37.8
65
50
重质原油
0.86
37.8
45
50
汽油
0.77
37.8
85
68
轻石脑油
0.72
37.8
100
80
重石脑油
0.72
37.8
40
80
航煤
0.78
37.8
30
140
柴油
0.84
37.8
7
140
烷基化油
0.7
37.8
80
68
抽余油
0.67
37.8
80
80
污油
0.77
37.8
85
68
热蜡油
0.88
100
0.67
190
热渣油
0.92
100
0.39
190
注:表中的真实蒸气压取值为理论计算的最大值
附表3单位换算表
类别
单位换算
长度
1米=4.2808英尺
体积
1立方米=264.2加仑
1立方米=6.28 桶
1 立方米=45.41立方英尺
质量
1千克=2.20磅
密度
1 克/立方米=8.44磅/加仑
1 克/立方米=0.00006磅/立方英尺
压力
1千帕=7.5毫米汞柱
1千帕=0.145磅/平方英寸(绝压)
风速
1米/秒=2.24迈
边缘密封损失系数
1摩尔/(米·年)=0.67磅-摩尔/(英尺·年)
油垢因子
1 立方米/1000 平方米=0.58桶/1000平方英尺
太阳辐射因子
1瓦/平方米= 4.711英热/(平方英尺·天)
排放因子篇2:中国碳排放,高估还是低估?
占全球碳排放总量约30%的中国,其真实数据一直是全球焦点。巴黎气候大会之前中国及时调高数据,承认低估,获国际社会认可
记者 张嫣
举世瞩目的巴黎气候变化大会接近尾声。一个值得关注的现象是,与2009年哥本哈根气候大会不同,中国的碳排放数据不再是会议焦点。
碳排放第一大国、占全球总量约30%的中国碳排放数据有多重要?六年前的哥本哈根大会上,中国代表团强硬地抵挡了发达国家要求发展中国家接受碳排放数据“可检测、可报告、可核实”(MRV)原则的压力,但中国因此被许多国家指责为哥本哈根大会失败的重要原因。而美国国会,则长期以中国数据缺乏可信度为由拒绝通过减排法案。
哥本哈根气候谈判失败,全球196个缔约方对巴黎气候变化大会寄予更大期望。但在巴黎会议开始前不到一个月的11月3日,美国《纽约时报》在头版发表文章,称中国二氧化碳年排放被低估了10亿吨。该文在全球范围内影响较大,舆论一时对中国不利。但这一次,中国轻松回应了质疑。原因是《纽约时报》得出高排放数字使用的基础数字,其实是中国官方数据——2015年2月和8月,中国官方分两次公布了一系列调整后的能源消费数字。
国际能源署(IEA)在11月20日发布的最新一份化石燃料燃烧二氧化碳排放报告中就纳入了中国统计局对2011至2013年的数据修改。对比上一版中2012年85.2亿吨的二氧化碳排放,修正数据后,IEA将同一年的二氧化碳排放量提高了3.2%至89.8亿吨。
2015年11月19日,在赴巴黎气候变化大会之前,中国气候变化事务特别代表解振华大方地回应了《纽约时报》的报道,称中国向气候大会提交自主贡献减排方案中,基础数据已是调整后的数据,所以该数据不会影响到中国的减排承诺。
从此次巴黎气候变化大会上196个缔约国并未对中国碳排放数据过于计较一事看,中国主动调整碳排放数据获得国际社会认可。然而,对于中国碳排放总量这个重要数据的学术争执,从前没有停止,之后也不会停止。未来国际社会显然会继续要求中国数据“可检测、可报告、可核实”。
一直以来,国际和国内学术界对中国碳排放总量存在两种看法。主流看法是数据被低估,另一派则认为数据被高估。双方均有不同研究得来的数据支撑。
在巴黎气候变化大会召开之前的几个月,两派争论到达高峰。
争论有利于明辩。学者偏向认为,中国政府并没有作低或作高碳排放数值的故意,数据不准确更多是由于统计能力有限以及现有统计方法的弊端。
高估说波澜
2015年8月,国际权威科学期刊《自然》中一篇“中国化石能源燃烧与水泥生产所产生碳放排量”的论文被广泛传播、议论。
论文得出了惊人的结论:中国在2000年至2013年间,被高估了106亿吨二氧化碳排放量,占世界总体二氧化碳排放量的5%,比全世界森林自1990年至2007年间从大气中吸附的二氧化碳总量还要大。而发达国家自签订《京都议定书》起20年来减排量才1亿吨。这一结论挑战了当下几乎所有主流的中国碳排放估算。
财新记者随后采访了论文的通讯作者之一、哈佛大学肯尼迪政府学院博士刘竹。刘竹介绍,他们的研究重新计算了能源的表观消费量,同时取样实测了中国本地产燃煤的平均碳排放因子。这项研究受到了中国科学院碳专项项目等多个国内外项目的资金支持。
化石能源燃烧碳排放量等于能源消费量乘以能源碳排放因子。
化石能源燃烧碳排放量排放占据人类活动二氧化碳排放80%以上。从上述数学公式可以看出,碳排放量的高低,主要取决于能源消费量和能源碳排放因子两大变量。
此项研究有两大重要发现,中国的表观能源消费量在2000年至2013年间比调整前的官方能源消费数据平均要高10%;中国本地产煤在含碳量、热值、氧化率三方面都低于发达国家使用的燃煤,中国煤炭平均排放因子(即燃烧一吨煤平均产生的碳排放量)比政府间气候变化专门委员会(IPCC)温室气体清单中列举的炼焦煤排放因子参考值小了约40%。中国煤炭整体质量较差、灰分较高是主要原因。
刘竹强调,他们得出的平均碳排放因子是依据实测数据得来。2011年,刘竹团队在中国5000多家国有煤矿中调查了其中4232个,被调查的煤矿煤产量占该年原煤产量的36%。
通过收集企业报告的煤炭种类、产量、采挖深度等相关数据,比对602个具体矿点中实际采样的煤炭化验和分析结果,再通过不同煤种产量加权平均数计算,得出平均每燃烧一吨中国本地煤,所排碳量在0.491吨至0.499吨之间。
无论是国际机构还是中国两次的温室气体清单,都没有直接给出用于计算的碳排放因子,但刘竹团队从得出的结果倒推,认为其他计算中所使用的碳排放因子一定高于他们研究中得出的数据。
“我们承认每一年煤的品类分布不一样,产量不一样,但总体来说,最近几年,国际组织对我们碳排放的高估是确凿的。他们使用的因子也没有随年份而变化。”刘竹说。论文显示,相比IPCC评估报告所采用的EDGAR数据库对中国2013年碳排放量的估算,刘竹等人得出的结果要低14%,而相比2005年国家温室气体清单中的相关数据,他们的计算结果也低了12%。
该篇论文发出后,很快被多位国内学者质疑。清华大学能源环境经济研究所副教授滕飞是其中之一。“无论是从方法上还是数据上,国家温室气体清单的估计都比刘竹论文更加全面。因此以刘竹论文的估计为标准,断言包括国家温室清单在内的其他清单高估了中国的温室气体排放在科学上站不住脚。” 滕飞在今年8月撰写的一篇文章写道。
2005年国家气体清单由国家发改委应对气候变化司组织协调相关研究机构、政府单位和行业专家编制,是中国政府于2012年底递交给联合国的第二份温室气体清单。滕飞参与此份国家温室气体清单编制。
滕飞首先指出,国家温室气体清单既采用了与刘竹论文的表观消费量计算法一致的参考法对能源部门的二氧化碳进行了计算,又与按照以部门为基础的温室气体排放核算法所得出的结果作了比对,结果表明两者误差率在3.12%,符合5%的合理误差范围。但刘竹论文仅用参考法进行了测算,并未采用部门法进行校验,这一做法并不严谨。
其次,基于煤炭科学院的煤质数据库及全国商品煤产销合同中涵盖的11亿吨煤质进行的分析,清单以表观消费量计算,得出的平均碳排放因子为0.548tC/t(碳吨/吨)。至于哪个排放因子更准确,滕飞认为,清单所使用的方法和刘竹文中的方法两者目前难分优劣,需要进一步对两个研究所采用的煤质数据库进行对比分析。
滕飞进一步论述,刘竹论文仅计算了能源活动和水泥生产过程的二氧化碳排放,而清单则包含了能源活动、工业生产过程(包括水泥、石灰、钢铁等)以及废弃物焚烧处理。若单比较能源活动排放,按清单部门法和参考法结果,两者的差距应该分别是6.6%与9%,而不是刘文指出的12%。
然而,刘竹论文不乏支持者。
挪威奥斯陆国际气候与环境研究中心高级研究员柯阳毅告诉财新记者:“考虑到他们使用了相当全面的煤炭质量和煤炭燃烧率数据,我认为刘竹他们在研究中得出的碳排放因子是相当准确的。”
当然,柯阳毅认为,这份研究中的其他部分还存在争议,主要问题在于他们在比较自己的数字和其他研究的数字时,所使用的方法不是很科学。“许多差距并没有他们论文中所描述的那么大。”
新数据支持低估说
尽管刘竹团队一系列调查得出中国碳排放因子被高估的结论,但这一因子暂时并未被中国官方和国际气候机构理睬。反倒是,中国能源消费数据从事实上向上调整近10%,这一调整一定程度上支持了低估说。
上调数据中的一部分最早公布于2015年2月的《2014年国民经济和社会发展统计公报》,其中对包括煤炭在内的有关能源数据作了幅度不一的调整。2015年8月印刷的《中国能源统计年鉴2014》公布了覆盖更多年份的能源数据调整细节。其中,煤炭消费量的调整最为显著。
财新记者对比修改前后的两组数据发现,2000年至2012年间煤炭消费总量上调了7.5%,2012年单年上调5.9亿吨,调幅最大,接近17%。
在碳排放因子没有实质改动之前,能源消费总量大幅上调,显然意味着中国碳排放数字的上调。这似乎在一定程度上坐实了中国之前碳排放被低估的说法。
国家统计局在给财新记者的书面回复中指出,此次数据调整基于2013年中国进行的第三次全国经济普查所得数据,对历史数据进行了修订。经济普查每五年开展一次,与常规年度调查相比,普查调查的范围更全,直接调查的单位数量更多。
“第三次全国经济普查后对能源统计数据的修订,表明我国在能源数据统计上更加严谨与透明。调整后的数据更能准确反映我国能源生产和消费的实际情况,为国家制定‘十三五’及今后中长期能源发展规划,实施‘节约、清洁、安全’的战略方针提供更加可靠的数据依据。”国家统计局在回复中写道。
中国能源研究会副理事长、国家发展和改革委员会能源研究所前所长周大地指出,上调最重要原因在于普查补充了规模以下煤炭企业的数据。在中国一万多家煤炭生产企业中,规模以下企业占据了大多数。
一位不愿透露姓名的统计人士评论,这次调整幅度之大,在中国能源统计历史上也是比较罕见的。但一些中美专家认为,这恰恰证明了中国在能源统计方法和数据透明度上有了进步。
多位受访的国内能源专家对此次上调并未表示惊讶,中国能源数据不准确在能源界早已是公开的秘密。
数据不准的证据之一是各省能源统计数据和国家统计局的汇总数字之间不同。据刘竹等人计算,多年来各省总和数字比国家统计局数字平均高了20%。
能源专家指出,中国能源统计误差如此之大的原因,除了国家年度调查会遗漏小企业数据,还有煤炭跨地区生产、调运过程中在各省数据中可能产生重复计算。此外,不容抵赖的是,过去统计局垂直从地方政府收集数据的方式难免会出现地方会塑造政绩而“美化”能源消费数字的可能,而一些地方由于人员专业度受限,也常常“天马行空”地随手编造数据。
此次调整后,地方数据和国家数据之间的差距也大大缩小,这被视为调整后数据更可信的一大依据。
“从国家这次数据调整来看,我们还是很认真的,不是说我们明明知道了,怕报出去引起风波而瞒报,而是选择公开透明的方式。”自然资源保护协会能源、环境与气候变化高级顾问杨富强表示。
呼吁更透明的数据
无论如何,中国根据新经济普查上调碳排放数据的举动,以及让碳排放数据更加透明化的做法,获得了国际社会的理解和支持。这给本次巴黎气候大会铺垫了良好的氛围,也让中国政府在谈判中更加主动。
对《纽约时报》“中国耗煤量远高于报告数据,令气候谈判更为错综复杂”的标题,自然资源保护协会亚洲项目主任费楠茉表达了不同意见。“新的煤炭消费量数据不会打乱巴黎气候谈判,”她在一篇博客中写道,“因为很多气候变化的研究分析已经纳入了今年2月及6月公布的数据。毋庸置疑,中国在对抗气候变化方面作出的承诺,包括其对报告和审查气候行动的全球系统增加了透明度的支持。”
杨富强指出,煤炭消费量的此次提高,不仅不会逆转中国煤炭消费量下降的趋势,甚至从能源消费量对应经济发展速度的曲线中,将显示煤炭消费的峰值会更早到来。“能源消耗已经快到顶了,实现中国碳排放承诺是没有问题的。”杨富强判断,2014年中国煤炭消费已经达到峰值,碳排放峰值预计可能在2025年左右达到,中国可以轻松实现2030年或提前实现碳排放峰值的目标。
但关于中国碳排放数值的争论不会就此而歇。一个更准确的数值,无论对全球碳减排宏业,还是对中国自身的经济社会发展来说,均极为重要。
中国自身有过数据带来的阵痛。2001年左右的一次经济统计大大低估了能源消费数字,造成经济增长与能源消费脱钩的假象,导致能源政策误判,最终出现2003年煤炭产能过剩、超过经济增速的状况。
如今计算中国碳排放总量最重要的两个变量,一个向上走(指能源消费量),一个向下走(指碳排放因子),这场“拔河”的结果又会如何呢?
“中国碳排放肯定是被高估了。”11月16日,刘竹在给财新记者的回复中坚持自己论文中的判断。“我们在《自然》论文中使用的能源消费量和这次统计局修正后的能源消费较为吻合,已经高于先前的国家能源消费统计,但即便如此,由于中国劣质煤的使用,总的排放量还是比国际排放数据库中的估计要低。”
与刘竹一样,中国煤炭和能源专家、中国能源研究会前副理事长王庆一用不同的计算方法同样得出中国碳排放被高估的结论。王庆一认为,中国原煤产量统计中包含了近五分之一的矸石等不产生碳排放的杂质,计算碳排放,应先按照60%的洗煤率及洗煤损耗将原煤数据转化成国际通用的标准商品煤统计口径。据王庆一计算,2013年中国标准商品煤数据要比原煤数据少6亿多吨,这部分被“冤枉”计算的数据足可以抵消煤炭消费量上调的幅度。
但更多的学者仍站在碳排放数据被低估的阵营。“每个人采用不同方法计算在科学上是很正常的。或许确实有高估的可能性,但我们还是认为碳排放被低估的可能性更大。”杨富强告诉财新记者,低估的依据其一是官方能源数据的上调,其二是还有很多碳排放活动其实都还没有算进去。
周大地对财新记者表示,能源数据上调后,确实说明有一块碳排放在过去的数据上没有反映出来。
柯阳毅则认为两者或许可以折衷一下。他认为其他研究确实采用了较高的排放因子,但如果考虑到碳排放因子高估和官方能源消费数据的上调,这两个因素的对冲让许多使用旧能源数据的估算,与“实际”碳排放可能并没有差太多。
周大地告诉财新记者,中国政府从来不存在故意告诉高算或者低算能源消费数据的意向。至于如何算得准确,如何更客观地反映曾经发生过的事实,永远有不断提高的可能性。
美国环保协会副总裁杜丹德博士(Dan Dudek)也在最近的一篇评论中指出,如此大的上调,对任何国家来说都意味着增加了应对气候变化问题的紧迫程度和难度。但重要的是,这则新闻缘起于中国政府对其数据作出的自发调整,而并不来自外部审查机构。“这些新数据,虽然相当麻烦,却是中国在这一领域得到进步的信号。”■







