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
    • 27
      wrzesień
      Strona dotycząca stawek opłat za korzystanie ze środowiska została zaktualizowana o stawki na rok 2018. Podstawą naliczania opłat za emisję substancji do powietrza w roku 2018 będzie Obwieszczenie Ministra Środowiska z dnia 31 sierpnia 2017 r. w sprawie wysokości stawek opłat za korzystanie ze środowiska na rok 2018 (M. P. poz. 875).
    • 26
      wrzesień
      Strona dedykowana ocenie narażenia na pył zawieszony PM2,5 w miastach o liczbie mieszkańców większej niż 100 tysięcy i aglomeracjach została zaktualizowana o wartości wskaźników za rok 2016. Zgodnie z danymi zawartymi w obwieszczeniu Ministra Środowiska z dnia 24 sierpnia 2017 r. w 19 z 30 miast i aglomeracji podlegających ocenie wskaźnik średniego narażenia przekroczył w 2016 roku pułap stężenia ekspozycji pyłu zawieszonego PM2,5. W stosunku do klasyfikacji za rok 2015 i wcześniejsze lata zmianie uległa ocena dla aglomeracji białostockiej. Według oceny za rok 2016 w aglomeracji tej nie miało miejsca przekroczenie kryterium jakości powietrza atmosferycznego.
    • 22
      wrzesień
      Zapraszamy na Konferencję organizowaną przez Polską Izbę Ekologii w dniu 9 października 2017 r. pt. „Wpływ zanieczyszczeń powietrza na zdrowie”. Celem konferencji jest wymiana poglądów i doświadczeń w zakresie metod ograniczania skutków szkodliwych zanieczyszczeń powietrza zagrażających zdrowiu i życiu człowieka. Konferencja skierowana jest do jednostek samorządu terytorialnego, ekspertów specjalizujących się w ochronie powietrza, przedsiębiorstw, uczelni, instytutów badawczo-naukowych, organizacji pozarządowych, osób fizycznych zaangażowanych w problematykę ochrony powietrza. Uczestnictwo w Konferencji jest bezpłatne.
    NEWSLETTER:
    Jeśli chcesz otrzymywać powiadomienia o nowych artykułach zapisz się
     
    Renexpo 2017
    Operat FB
    Efektywność energetyczna
    szkolenie modelowanie
    OZE Energiczny Obywatel

    Zobacz komunikaty JRC / US EPA / EEA / NIK:

    EEA: 93.2 percentile of O3 maximum daily 8-hours mean in 2015 (12.10.2017)


    © EEA

    EEA: Annual mean lead (Pb) concentrations in 2015 (12.10.2017)

    JRC launches two new products for regional authorities (12.10.2017)

    EEA: Air quality in europe - 2017 report (11.10.2017)

    zanieczyszczenie powietrza
    © EEA

    EPA: Advance President Trump's America First Strategy, Proposes Repeal Of "Clean Power Plan" (10.10.2017)

    EU countries should use pesticides more sustainably (10.10.2017)

    EEA: Reported data on large combustion plants covered by Directive 2001/80/EC (06.10.2017)

    Zobacz bieżące artykuły w Atmospheric Environment:

    Carbon sequestration by mangrove forest: One approach for managing carbon dioxide emission from coal-based power plant (12.10.2017)

    Formation of secondary aerosols from the ozonolysis of styrene: Effect of SO2 and H2O (07.10.2017)

    Investigating the role of chemical and physical processes on organic aerosol modelling with CAMx in the Po Valley during a winter episode (07.10.2017)

    Zobacz EUR-Lex:

    Decyzja Komisji (UE) 2017/1797 z dnia 23 maja 2017 r. w sprawie pomocy państwa wdrożonej przez Niemcy na rzecz określonych konsumentów końcowych (obniżona dopłata kogeneracyjna), oraz którą Niemcy planują wdrożyć w celu rozszerzenia systemu wsparcia dla kogeneracji w odniesieniu do instalacji CHP używanych w sieciach zamkniętych (06.10.2017)

    Decyzja Rady UE 2017/1757 z dnia 17 lipca 2017 r. w sprawie przyjęcia w imieniu Unii Europejskiej zmiany Protokołu z 1999 r. do Konwencji w sprawie transgranicznego zanieczyszczania powietrza na dalekie odległości w zakresie przeciwdziałania zakwaszeniu, eutrofizacji i powstawaniu ozonu w warstwie przyziemnej z 1979 r. (27.09.2017)

    Opinia Europejskiego Komitetu Regionów – Zdrowie w miastach: wspólne dobro (15.09.2017)

    Decyzja Rady 2017/1541 z dnia 17 lipca 2017 r. w sprawie zawarcia, w imieniu Unii Europejskiej, poprawki z Kigali do Protokołu montrealskiego w sprawie substancji zubożających warstwę ozonową (14.09.2017)

    Poprawki do Protokołu montrealskiego w sprawie substancji zubożających warstwę ozonową (14.09.2017)

    Wyrok Trybunału Sprawiedliwości: Zanieczyszczenie powietrza z powodu nielegalnego palenia odpadów - Zasada „zanieczyszczający płaci” - Odpowiedzialność solidarna właściciela nieruchomości oraz sprawcy zanieczyszczenia (04.09.2017)

    Wyrok Trybunału Sprawiedliwości: Prawo publicznego dostępu do dokumentów instytucji Unii Europejskiej (04.09.2017)

    Sprostowanie do obwieszczenia Komisji w sprawie dostępu do wymiaru sprawiedliwości w dziedzinie ochrony środowiska (31.08.2017)

    Decyzja Komisji 2017/1508 z dnia 28 sierpnia 2017 r. w sprawie dokumentu referencyjnego dotyczącego najlepszych praktyk zarządzania środowiskowego, sektorowych wskaźników efektywności środowiskowej oraz kryteriów doskonałości dla sektora produkcji żywności i napojów (30.08.2017)

    Decyzja Komisji 2017/1494 w sprawie pomocy państwa, którą Zjednoczone Królestwo planuje wdrożyć na rzecz umowy inwestycyjnej dotyczącej przekształcenia pierwszego bloku elektrowni Drax na spalanie biomasy (23.08.2017)

    Obwieszczenie Komisji w sprawie dostępu do wymiaru sprawiedliwości w dziedzinie ochrony środowiska (18.08.2017)

    konkluzje bat LCPDecyzja wykonawcza Komisji 2017/1442 z dnia 31 lipca 2017 r. ustanawiająca konkluzje dotyczące najlepszych dostępnych technik (BAT) w odniesieniu do dużych obiektów energetycznego spalania zgodnie z dyrektywą Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/75/UE (17.08.2017)