Obliczenia emisji – magazynowanie cieczy lotnych w zbiornikach

    Opisane poniżej równania umożliwiają wyznaczenie emisji z wykorzystywanych powszechnie zbiorników do magazynowania cieczy łatwo parujących. Z reguły z uwagi na nieznaczną skalę emisji w obliczeniach pomija się ładunek substancji uwalnianych do atmosfery podczas magazynowania właściwego cieczy, to jest przy braku zmiany jej poziomu, odnosząc się wyłącznie do emisji w trakcie napełniania zbiornika. Sytuacja taka odpowiada w rzeczywistości wyłącznie zbiornikom z poduszką azotową o nadciśnieniu dobranym w taki sposób, by w warunkach magazynowania nie dochodziło do emisji. W praktyce bilansowania emisji model uproszczony uwzględniający wyłącznie emisje towarzyszące załadunkowi zbiornika uznaje się za dostatecznie dokładne odzwierciedlenie całkowitej emisji jaka jest związana z eksploatacją zbiornika. W przypadku gdy jednak konieczne jest uwzględnienie emisji z magazynowania właściwego cieczy, poniższe równania należy uzupełnić korzystając z prawa Ficka.

    Do emisji ze zbiorników wyposażonych w poduszę azotową dochodzi przeważnie wyłącznie podczas ich napełniania. Kiedy wtłaczana do zbiornika ciecz powoduje wzrost ciśnienia oparów powyżej nastawy zaworu oddechowego (z reguły w zakresie od 1,5 do 5 kPa), dochodzi do uwolnienia części oparów, tak zwanego „oddechu zbiornika”. Etap magazynowania właściwego cieczy w tego rodzaju zbiornikach powoduje emisję wyłącznie, gdy po napełnieniu magazynowana ciecz ulega podgrzaniu. Przy wzroście ciśnienia powyżej nastawy zaworu oddechowego może w takiej sytuacji dość do „oddechu zbiornika”. Etap opróżniania zbiornika nie powoduje emisji. W miejsce pobieranej cieczy wprowadzany jest azot uzupełniający poduszkę azotową.

    Opisany poniżej model wyznaczania emisji bazuje na stężeniu składników magazynowanych cieczy wyrażonych w kg/m3 w fazie gazowej nad cieczą, dla stanu równowagi. Model ten w niektórych przypadkach pracy zbiorników może powodować zawyżenie emisji, jednak jest znacznie prostszy i łatwiejszy do zastosowania w obliczeniach niż modele dynamiczne.

    Dla roztworów nie wykazujących znaczących odchyleń od prawa Raoulta stężenie w stanie równowagi można wyznaczyć na podstawie prawa Raoulta oraz prawa Daltona. Zgodnie z prawem Raoulta ciśnienie cząstkowe składnika w fazie gazowej (pi) nad roztworem doskonałym (bez oddziaływań międzycząsteczkowych składników cieczy) jest proporcjonalne do ciśnienia pary nasyconej czystej substancji (pio) i ułamka molowego składnika w fazie ciekłej (xi):

    pi = pio xi

    Z kolei zgodnie z prawem Daltona ciśnienie mieszaniny gazów (P) jest sumą ciśnień wywieranych przez jej składniki (pi):

    P = Σpi

    Prężność par czystej substancji w danej temperaturze określa równanie Antoine'a:

    logP = A – B/(C+T)

    Do obliczenia równowagowego stężenia w fazie gazowej nad cieczą magazynowaną w zbiorniku wystarczające są zatem podstawowe dane:

    • skład cieczy,

    • temperatura.

    Wyznaczone wskaźniki mogą posłużyć zarówno do obliczenia emisji godzinowej, np. jako iloczyn stężenia (kg/m3) i natężenia przepływu odgazów (m3/h) jak i ładunku w dowolnym okresie rozliczeniowym, np. w ciągu roku jako iloczyn wskaźnika (kg/Mg) i tonażu przeładowanych cieczy (Mg/rok).

    Poniżej przedstawiamy obliczone prężności par dla stanu równowagi w różnych temperaturach, oraz stężenia w fazie gazowej wybranych substancji.

    Nazwa substancji

    10 °C

    20 °C

    40 °C

    Prężność par [Pa]

    Stężenie fazy gazowej w stanie równowagi [kg/m3]

    Prężność par [Pa]

    Stężenie fazy gazowej w stanie równowagi [kg/m3]

    Prężność par [Pa]

    Stężenie fazy gazowej w stanie równowagi [kg/m3]

    Aceton

    15 529

    0,383

    24 658

    0,588

    56 249

    1,255

    Benzen

    6 070

    0,201

    10 026

    0,321

    24 369

    0,731

    Anilina

    19

    0,001

    45

    0,002

    211

    0,008

    Chloroform

    13 190

    0,669

    20 908

    1,024

    47 368

    2,172

    Cykloheksan

    6 333

    0,226

    10 338

    0,357

    24 632

    0,796

    Dietyloamina

    15 759

    0,490

    25 215

    0,757

    57 923

    1,627

    Etylobenzen

    512

    0,023

    952

    0,041

    2 866

    0,117

    Fenol

    11

    0,0004

    20

    0,001

    185

    0,007

    Glikol etylenowy

    3

    0,0001

    8

    0,0002

    44

    0,0011

    Izopropanol

    2 281

    0,058

    4 421

    0,109

    14 248

    0,329

    Ksylen (p-ksylen)

    473

    0,021

    882

    0,038

    2 646

    0,108

    Oktan

    764

    0,037

    1 412

    0,066

    4 185

    0,184

    Propylobenzen

    168

    0,009

    332

    0,016

    1 109

    0,051

    Styren

    328

    0,015

    629

    0,027

    1 935

    0,077

    Toluen

    1 657

    0,065

    2 911

    0,110

    7 887

    0,279

    Stronę zaktualizowano 05.09.2015

    Aktualności
    • 19
      czerwiec
      6 maja 2019 r. opublikowany został wyrok Trybunału Sprawiedliwości z dnia 13 marca 2019 r. w sprawie Rzeczpospolita Polska - Parlament Europejski, Rada Unii Europejskiej (C-128/17) ze skargi o stwierdzenie nieważności Dyrektywy 2016/2284 dot. redukcji krajowych emisji niektórych rodzajów zanieczyszczeń atmosferycznych. Trybunał w całości oddalił skargę Polski na dyrektywę NEC. Artykuł zawiera wyjaśnienia Ministerstwa dotyczące implementacji dyrektywy NEC i braku ryzyka uruchomienia mechanizmu określonego w art. 195 ust. 1 pkt 4 Prawa ochrony środowiska, zgodnie z którym pozwolenie może zostać cofnięte lub ograniczone bez odszkodowania, jeżeli nastąpiło przekroczenie krajowych pułapów emisji, o których mowa w art. 15 ust. 1 ustawy z dnia 17 lipca 2009 r. o systemie zarządzania emisjami gazów cieplarnianych i innych substancji.
    • 12
      czerwiec
      W Centralnej Bazie Orzeczeń Sądów Administracyjnych opublikowany został Wyrok WSA w Gdańsku z dnia 28 maja 2019 r. (II SA/Gd 181/19) w sprawie ze sprzeciwu od decyzji SKO uchylającej decyzję organu I instancji i kierującej do ponownego rozpatrzenia sprawę o wydanie decyzji o środowiskowych uwarunkowaniach przedsięwzięcia polegającego na rozdrabnianiu materiału pochodzącego z rozbiórki budynków. Orzeczenie cenne z uwagi na czytelny opis błędów postępowania sądowo-administracyjnego, jak i komentarze do analiz merytorycznych. Poruszone przez SKO i WSA kwestie dotyczą, między innymi możliwości odmowy wydania decyzji o środowiskowych uwarunkowaniach przedsięwzięcia w sytuacji braku miejscowego planu zagospodarowania przestrzennego, interpretacji zasady zrównoważonego rozwoju, zapewnienia oceny merytorycznej przewidywanego oddziaływania na środowisko poprzez instytucję biegłego oraz znaczenie konfliktu społecznego w postępowaniu o decyzję środowiskową. © Pixabay
    • 06
      marzec
      Zapraszamy na Konferencję Paliwa z odpadów, która odbędzie się w dniach 19 – 21 marca br. w Katowicach. Problematyka paliw z odpadów staje się obecnie  kluczowa w gospodarce odpadami wraz z polepszaniem technologii segregacji. Konferencja od lat stanowi  największą w Polsce platformę wymiany informacji na temat wytwarzania i wykorzystywania paliw z odpadów. Wśród wielu ciekawych tematów, zaplanowanych przez organizatora – ABRYS Sp. z o.o. znajdzie się między innymi prezentacja stanowiska ministerstwa Środowiska w sprawie perspektyw zagospodarowania frakcji energetyczne w lokalnych ciepłowniach.
    NEWSLETTER:
    Jeśli chcesz otrzymywać powiadomienia o nowych artykułach zapisz się
     
    Operat FB
    szkolenia rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń
    Szkolenia Bilans LZO
    Szkolenia Obliczenia emisji

    Zobacz komunikaty JRC / US EPA / EEA / NIK / GDOŚ / GIOŚ / IOŚ / MŚ:

    EPA Announces Biofuel and Small Refinery Exemption Priorities (09.08.2019)

    EPA: Sixteen Organizations Receive 2019 Emergency Planning Awards at EPA Conference in Omaha (09.08.2019)

    NIK: Bomby ekologiczne wciąż trują (05.08.2019)

    IOŚ-PIB stworzy bazę informacji o urządzeniach grzewczych 

    EPA Proposes Amendments to the Coal Ash Regulations, Reconsiders the Beneficial Use Provisions and Provides Greater Clarity on Managing Piles of Coal Ash (30.07.2019)

    zanieczyszczenie powietrza PM10 lotny popiół EPA
    © Pixabay

    EU Member States make only mixed progress in reducing emissions under UN convention, latest air pollution data shows (22.07.2019)

    redukcja emisji przemysłowych EEA
    © Pixabay

    NIK o termomodernizacji – efekty są, choć mniejsze niż oczekiwano (26.07.2019)

    efekty ekologiczne termomodernizacja NIK
    © NIK

    GDOŚ: Dodatkowe informacje dotyczące nowelizacji ustawy OOŚ (25.07.2019)

    zmiana ustawy OOŚ 100 m zanieczyszczenie powietrza
    © GDOŚ

    JRC: New database to monitor national energy use and CO2 emissions (22.07.2019)

    emisje do powietrza narzędzia JRC PM10
    © JRC

    EPA: Air Pollution Trends Show Cleaner Air, Growing Economy (17.08.2019)

    EEA: Mercury emissions per unit of steel production and number of facilities reporting to the E-PRTR in the EEA-33 countries (08.07.2019)

    EEA: CH4 emissions from landfills and CO2 emissions from waste incinerators in the EEA-33 countries (08.07.2019)

    EEA: European Union Emissions Trading System (EU ETS) data from EUTL (05.07.2019)

    EEA: Exceedance of air quality standards in urban areas (03.07.2019)

    EEA: NEC Directive reporting status 2019 (28.06.2019)

    EEA: Rural concentration of the ozone indicator AOT40 for vegetation, 2016 (28.06.2019)

    EEA: Assessing the effectiveness of EU policy on large combustion plants in reducing air pollutant emissions (26.06.2019)

    EPA: Reducing Regulatory Burdens: EPA’s Proposal Levels the Playing Field for Sources That Reduce Hazardous Air Emissions (25.06.2019)

    EPA Proposes Approval of Georgia’s Coal Ash Permit Program, Encourages Other States to Follow Suit (24.06.2019)

    JRC: The future of road transport – what we will drive, if we still drive at all (21.06.2019)

    GIOS: Warsztaty IMPEL w ramach projektu dotyczącego wdrażania dyrektywy o emisjach przemysłowych (21.06.2019)

    EPA Meets with Oneida Nation to Discuss Important Step to Further Protect Children from Exposure to Lead-Contaminated Dust (21.06.2019)

    EPA: Sinclair Oil to pay $1.6 million penalty and install additional pollution controls at Sinclair, Wyoming Refinery (20.06.2019)

    Zobacz bieżące artykuły w Atmospheric Environment:

    Reliable data from low cost ozone sensors in a hierarchical network

    1951–2017 changes in the frequency of days with visibility higher than 10 km and 20 km in Italy

    Atmospheric dry deposition processes of particles on urban and suburban surfaces: Modelling and validation works

    Zobacz EUR-Lex:

    ETS – Opinia Europejskiego Komitetu Ekonomiczno-Społecznego „Wniosek dotyczący rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady zmieniającego rozporządzenie 2015/757 w celu właściwego uwzględnienia globalnego systemu gromadzenia danych na temat zużycia paliwa olejowego przez statki” (16.07.2019)

    Opinia Europejskiego Komitetu Ekonomiczno-Społecznego – Praca z azbestem w ramach termomodernizacji (16.07.2019)

    Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2019/1161 z dnia 20 czerwca 2019 r. zmieniająca dyrektywę 2009/33/WE w sprawie promowania ekologicznie czystych i energooszczędnych pojazdów transportu drogowego (12.07.2019)

    Wyrok Trybunału Sprawiedliwości z dnia 8 maja 2019 r. (wniosek o wydanie orzeczenia w trybie prejudycjalnym) – Kwalifikacja spalarni odpadów jako strategicznych obiektów infrastruktury i instalacji o istotnym znaczeniu krajowym z poszanowaniem procedury oceny wpływu na środowisko (08.07.2019)

    Decyzja wykonawcza Komisji 2019/1119 z dnia 28 czerwca 2019 r. w sprawie zatwierdzenia energooszczędnego oświetlenia zewnętrznego pojazdów wykorzystującego diody elektroluminescencyjne do stosowania w pojazdach wyposażonych w silnik spalinowy wewnętrznego spalania i zelektryfikowanych pojazdach hybrydowych bez doładowania zewnętrznego, jako technologii innowacyjnej umożliwiającej zmniejszenie emisji CO2 pochodzących z samochodów osobowych (01.07.2019)

    Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady  2019/1021 z dnia 20 czerwca 2019 r. dotyczące trwałych zanieczyszczeń organicznych (25.06.2019)

    Rozporządzenie delegowane Komisji 2019/986 z dnia 7 marca 2019 r. zmieniające załączniki I i II do rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady nr 510/2011 w odniesieniu do monitorowania emisji CO2 z nowych lekkich samochodów dostawczych, którym udzielono homologacji typu w wyniku procesu wielostopniowej homologacji typu (18.06.2019)

    Rozporządzenie wykonawcze Komisji 2019/987 z dnia 29 maja 2019 r. zmieniające rozporządzenie wykonawcze nr 293/2012 w odniesieniu do monitorowania emisji CO2 z nowych lekkich samochodów dostawczych, którym udzielono homologacji typu w wyniku procesu wielostopniowej homologacji typu (18.06.2019)

    Sprawozdanie specjalne nr 8/2019 – „Energia wiatrowa i słoneczna w produkcji energii elektrycznej – do osiągnięcia celów unijnych potrzebne są istotne działania” (07.06.2019)