浅谈影响储罐有机废气大小呼吸的因素及减缓措施

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1、2006 年 第 7 期 广 东 化 工 第 33 卷 总第 159 期 97 浅谈影响储罐有机废气大小呼吸的因素及减缓措施浅谈影响储罐有机废气大小呼吸的因素及减缓措施 何小珍 (广州经济技术开发区怡地工程有限公司，广东 广州 510730) 摘摘 要要简介溶剂储罐有机废气无组织排放的污染问题、影响有机废气无组织排放的因素及减缓措施。 关键词关键词溶剂储罐；有机废气；大呼吸；小呼吸 Discuss Factors which Effect Working Loss and Standard Storage Loss of Solvent Tank and Measures to Reduce

2、 Them He Xiaozhen （GETDD E.D. Engineering .Co Ltd., Guangzhou 510730, China） Abstract: The paper discusses Lw and Ls of TVOC from solvent tank, factors which effect Lw and Ls and measures to reduce them. Keywords: solvent tank；TVOC；Lw（working loss） ；Ls（standard storage loss） 1 溶剂储罐有机废气无组织排放的污染问题溶剂储罐

3、有机废气无组织排放的污染问题 随着城市区域和工业的快速发展，有机溶剂的应用越来越广泛，在化工原料制造、涂料、金属零部件的清洗等等领域都必不可少。有机溶剂的应用在推动我国经济发展中起到了重要的作用，但与此同时，有机废气的排放量与日俱增。随着人们环保意识的日益提高，国家及地方都制定了相关的大气污染物排放标准来限制企业有机废气的排放，主要集中在两大方面：一是推行清洁生产。即寻找替代工艺或原料，在源头上少用或不用有机溶剂，以达到有机废气排放的减少；二是末端治理。即将工艺过程产生的有机废气收集处理，达标排放。目前大部分不可避免使用有机溶剂的行业（如化工原料制造业、油性涂料生产厂、石化企业等）绝大部分都能

4、做到工艺过程有机废气的收集和处理， 在末端治理的层面上尽量减少有机废气的排放。但在对工艺废气处理的同时，往往忽略了溶剂储罐有机废气的无组织排放问题，也就是俗称的“大小呼吸”。下面简单介绍一下大呼吸和小呼吸的发生原理。 储罐发生大呼吸的原理在于槽车向储罐输入液态有机溶剂时，储罐内的有机溶剂蒸汽因原料的输入而向储罐顶部压迫。一般储罐为了维持储罐内的气压平衡，在液态原料输入时，储罐顶部排气管会打开，储罐内的溶剂蒸汽就会排到大气中，此为大呼吸。 储罐发生小呼吸的原理在于环境温度的变化使得储罐内部液态原料向气态的转化，这部分原料蒸汽通过储罐顶部的排气管排入大气，此为小呼吸。 溶剂储罐德高度一般在 10m

5、 以下，即大小呼吸所排放的有机废气排放高度也约 10m 左右。在这个高度条件下，近地面风速较低，而且在近地面由于建筑物的阻隔，容易形成死角。在这种较差的扩散条件下，有机废气难以稀释、扩散，往往在近地面积聚。而近地面又是人们呼吸活动的范围。因此，储罐大小呼吸所排放的有机废气容易对人们造成健康危害。发生大呼吸时，在短时间内吸入大量的有机废气，易发生急性中毒；长时间吸入小呼吸产生的低浓度有机废气，对人体健康也会有慢性影响。此外，大小呼吸所排放的有机废气也会参与到光化学烟雾的形成， 形成有毒有害的气溶胶， 增加空气中 PM10的含量，造成二次污染。华南地区工业发达，目前尚未针对储罐的大小收稿日期收稿日

6、期 2006-05-31 作者简介作者简介 何小珍（1979.11-） ，女，助理工程师，主要从事环境影响评价工作。 广 东 化 工 2006 年 第 7 期 98 第 33 卷 总第 159 期 呼吸所产生的有机废气无组织排放问题制定法律法规，而该区域日照时间长，紫外线强度大，无疑为光化学烟雾的形成提供有利条件。 2 影响大小呼吸的因素影响大小呼吸的因素 影响大小呼吸的因素可以从它们的计算公式中看出。 2.1 大呼吸计算公式大呼吸计算公式 固定顶（球）罐装卸工作损耗（大呼吸）可按下公式计算。 -7NCLWL =4.188 10 MPK KV 式中：LW化工产品储罐的年呼吸量/(m3a-1)

7、 M储罐内产品蒸气分子量。 P大量液体状态下，真实的蒸气压力/Pa。 VL液体年泵送入罐量/(m3a-1)。 KN周转因子，若周转次数 K 小于 36，取 1；若 K 小于220，则 KN11.467K-0.7026，若 K 大于 220，KN 0.26。 Kc产品因子（石油原油 0.65，其他有机液体 1.0） 。 可见，液体原料的蒸汽压越大（即越容易挥发） 、年输入量越大、周转次数越多，大呼吸所排放的有机废气就越多。 以某涂料厂为例，该厂年甲苯使用量为 3600t，年周转次数为 48 次，则仅甲苯储罐一年大呼吸所排放的甲苯即有 2.4t。而该厂涂料生产过程中所散逸的甲苯经活性炭吸附处理后，

8、通过排气筒排入环境中的甲苯不足 0.5t。可见，该厂因储罐大呼吸所排放的甲苯量远远大于生产线所排放的量。 2.2 小呼吸计算公式小呼吸计算公式 固定顶（球）罐储存损耗（小呼吸）可按下公式计算。 0.68 1.730.510.45 ypCPL =0.191MDHTF CK100910-P式中：Ly储罐的年挥发量/(m3a-1)。 M储罐内产品蒸气分子量。 P大量液体状态下，真实的蒸气压力/Pa。 D储罐直径/m。 H平均蒸气空间高度（或罐高度） 。 T每日大气温度变化的年平均值。 Fp涂层系数（11.5，铅漆 1.39，白漆 1.02） 。 C用于小直径罐的调节因子 （直径在 09m 之间，C1

9、0.0123(D9)2，罐径大于 9，C 为 1） ，按照 C10.0123(D9)2计算。 Kc产品因子（石油原油 0.65，其他有机液体 1.0） 。 由小呼吸的计算公式可知，小呼吸的产生量与大气温度的变化（T） 、储罐吸收阳光的面积（D、H） 、储罐表层材质吸收阳光的能力（Fp）有关。总的来说，气候因素占主导作用。以汽油为例，油罐的蒸发损失与装油量、气候存在的关系如表 1所示。 表 1 地上储罐汽油蒸发损失与油罐装油量的关系1 年损耗/% 油罐装油量/% 中部地区 南部地区 90 0.3 0.4 70 1.0 1.5 40 3.6 5.2 20 9.6 13.6 以汽油储罐的装油量为 7

10、0%、全年装油量为 3000t 计算，在南方，因小呼吸而排放的非甲烷总烃有 45t，在北方也有 30t，数量相当可观。 总结起来，影响溶剂储罐大小呼吸的因素有以下几个：液体原料物理性质（分子量、蒸汽压） 、原料年输入量、原料周转次数、储罐直径、储罐内平均蒸气空间高度、区域气候（气温日校差） 、储罐表面涂层吸热能力。 3 降低溶剂储罐大小呼吸的减缓措施降低溶剂储罐大小呼吸的减缓措施 溶剂储罐大小呼吸的发生不仅造成有机废气的污染，同时也是资源极大的浪费。针对影响大小呼吸的因素，撇除原料种类、原料年输入量等对于企业无法改变的条件外，可有如下减缓措施供参考。 (1)储罐表面喷涂浅色涂层 小呼吸损耗量与

11、涂层颜色有关。储罐外表喷涂银灰色或浅色的涂层，可以反射阳光，减少太阳热量吸收，降低储罐内液体原料的温度，减少储罐内原料因吸热向气态转化。由小呼吸计算公式可知，白漆的涂层系数为 1.02，铅漆的涂层细数为1.39。也就是说，在其他条件相同的状况下，采用白漆作为表面涂料的储罐比采用铅漆作为表面涂料的储罐每年少排放有机废气接近 40%。 (2)水喷淋 即使采用白漆作为储罐表面涂料，可大大减少太阳辐射的吸收，但不能完全避免，同时还有来自地面和空气的热辐射。这种情况下可采用水喷淋。利用水吸热汽化带走热量，可在一定程度上降低储罐表面的温度，达到缩窄气温日较差的目的。 (3)地下储罐 对比空气，土壤的比热容

12、大，升温、将温慢，温度日变化量远小于空气。相比前两种方法，地下储罐可将环境温差缩到最小。 (4)氮封 氮封装置由快速泄放阀及微压调节阀两大部分组成。快速泄放阀由压力控制器及单座切断阀组成。储罐内压力升高至设定压力时，快速泄放阀迅速开启，将罐内多余压力泄放。微压调节阀在储罐内压力降低时，开启阀门，向罐内充注氮气。采 （下转第 86 页） 广 东 化 工 2006 年 第 7 期 86 第 33 卷 总第 159 期 （续表 4） 进水 385.3 410.5 392.8 379.4 392.0 CODcr/（mgL-1） 出水 65.8 74.3 60.8 58.4 64.8 83.4 进水

13、195.6 203.0 187.4 185.6 192.9 BOD5/（mgL-1） 出水 18.8 17.9 17.6 17.8 18.0 90.6 进水 289 310 270 285 288.5 SS/（mgL-1） 出水 25 28 24 24 25 91.3 进水 32.6 32.4 31.7 30.5 31.8 NH3-N/（mgL-1） 出水 10.6 10.9 10.8 9.3 10.4 67 进水 3.5 3.6 2.1 1.9 2.8 P 出水 0.42 0.50 0.38 0.37 0.42 85 进水 37.8 36.8 36.5 33.4 36.1 动植物油 出水 5

14、.6 4.8 4.7 4.2 4.8 86.6 由以上监测数据可知， 该系统运行良好， SBR 工艺处理生活污水的去除率高： CODCr： 83.4%； BOD5： 90.6%； SS： 91.3%；NH3-N：67%；P：85%；动植物油：86.6%。经过处理后的生活污水的各项指标，都达到广东省地方标准水污染物排放限值（DB44/26-2001）第二时段一级标准。 5 效益分析效益分析 本工程具有良好的环境效益，可减少 CODCr排放量约 23.9 t/a；减少 BOD5排放量约 12.7 t/ a；减少 SS 排放量约 19.2 t/ a；减少氨氮排放量约 1.56 t/ a；减少磷排放量约 0.17 t/ a。 污水处理工程总投资 38 万元， 运行费用 （不含设备折旧费）0.30 元/m3废水。 其中， 电费： 污水处理站日耗电量为 70.83 kwh，电费以 0.8 元/kwh 计，则日耗电费为 45.33 元。 6 结论结论 (1)监测结果表明：SBR 法处理生活污水技术可行，处理效果好，出水完全能够达到排放标准。 (2)设计中小型工厂污水处理站时应加强自动化控制程度，以减少人工操作，避免因工作人员(非专业技术人员)操作不当造成污水处理站处理效果的不稳定。 (3)SBR 处理工艺在小区生活污水处理工艺，是目前国际上公认的具有处理效