Jednym z najczęstszych tematów, o wyjaśnienie którego proszony jest zespół badawczy ERA ds. środowiska, są tajniki raportowania zarządzania emisjami ze zbiorników. Do tego stopnia, że główny konsultant ERA wygłosił ostatnio prezentację na ten temat na krajowej konferencji. Obejmowała ona emisje robocze i emisje strat stałych z różnych typów zbiorników, a także rzuciła światło na niektóre bardziej złożone scenariusze, takie jak zbiorniki gorące i ogrzewane oraz odgazowywanie zbiorników.
Było to tak pouczające, że postanowiliśmy podzielić się tą wersją z czytelnikami naszego bloga. Jesteśmy pewni, że będzie to dla Was pomocne. Pamiętaj, aby subskrybować nasz blog, aby otrzymywać więcej szczegółowych artykułów na temat zarządzania BHP w zbiornikach.
Na końcu tego artykułu zamieszczamy darmowy przewodnik po niektórych z najbardziej złożonych obliczeń emisji ze zbiorników magazynowych, które znajdziesz w tym artykule. Koniecznie pobierz swój egzemplarz już dziś.
Mówiąc najprościej, na emisje generowane przez zbiorniki magazynowe mają wpływ dwa czynniki: jak jak używacie Państwo swoich zbiorników (zawartość) oraz jakie rodzaj używanych zbiorników (charakterystyka).
Te dwa czynniki determinują ciśnienie pary. I to właśnie ciśnienie pary jest związane z głównymi emisjami ze zbiorników magazynowych: stratami stojącymi i roboczymi.
Dokładniej rzecz ujmując, indywidualne cechy zbiornika mogą mieć znaczący wpływ na generowane emisje. Nawet te mniej oczywiste cechy. Na przykład, kolor zbiornika wpływa na absorpcję ciepła i zwiększa lub zmniejsza ciśnienie pary w zbiorniku. Jaśniejsze kolory będą absorbować mniej ciepła niż ciemne.
Jedną z najbardziej istotnych cech zbiornika jest rodzaj dachu. Najczęściej spotykane rodzaje to dachy pływające i dachy stałe. Dachy stałe są na stałe przymocowane do górnej części zbiornika, co stwarza dużo więcej miejsca na gromadzenie się oparów, gdy zbiornik jest mniej niż pełny. Im mniej materiału w zbiorniku, tym więcej miejsca na gromadzenie się oparów.
Dachy pływające unoszą się na wierzchu materiału, prowadzone przez podpory i uszczelnione uszczelkami parowymi wokół krawędzi. Oznacza to, że pomiędzy powierzchnią cieczy a dachem jest niewielka lub żadna przestrzeń dla oparów. W porównaniu do zbiorników z dachem stałym znacznie ogranicza to generowanie emisji. Zbiorniki z pływającym dachem mogą być wewnętrzne lub zewnętrzne: wewnętrzne zbiorniki z pływającym dachem mają dodatkowy stały dach na szczycie zbiornika, który chroni element pływający przed deszczem i innymi zanieczyszczeniami zewnętrznymi. Zewnętrzne zbiorniki z pływającym dachem są wystawione na działanie powietrza i mogą być narażone na działanie czynników, które mogą powodować zapadanie się dachu.
Istnieje wiele możliwych kombinacji właściwości zbiorników, co oznacza, że dokładnie ten sam materiał w dokładnie tym samym miejscu przechowywany w dwóch różnych zbiornikach będzie generował opary obciążone emisją w różnym tempie.
Straty robocze to kategoria emisji, które są generowane i uwalniane podczas pompowania ciekłego materiału do lub ze zbiornika. Ruch cieczy, w szczególności turbulencje powstałe w wyniku rozpryskiwania w lub z rur napełniających, tworzy unoszące się w powietrzu opary, które muszą być zarządzane.
Poza ruchem cieczy generującym emisje, w czasie gdy zbiornik staje się systemem otwartym w celu napełnienia lub wycofania z niego cieczy, istnieje możliwość wydostania się do atmosfery oparów, które nagromadziły się pomiędzy operacjami. W większości przypadków, właściciele zbiorników dołączają jakiś rodzaj systemu kontroli lub systemu odzyskiwania oparów, aby odzyskać część tych emisji strat roboczych, zanim dostaną się one do atmosfery.
W zależności od sposobu załadunku zbiornika, emisje będą się różnić. Istnieją dwa główne rodzaje załadunku: Rozbryzgowy i zanurzony. Rozpryskiwanie, jak sama nazwa wskazuje, powoduje więcej turbulencji, a zatem więcej emisji. Załadunek zanurzony redukuje turbulencje i emisje. ERA posiada cały artykuł poświęcony dokładniejszemu zbadaniu różnic pomiędzy procesami załadunku rozpryskowego i zanurzeniowego.
Emisje związane ze stratami roboczymi wydostają się z ładowanego lub odbieranego zbiornika różnymi drogami, w zależności od rodzaju dachu zbiornika. A zbiornik z dachem stałym uwalnia emisje przez odpowietrznik oparów, gdy ciecz jest wpychana do zbiornika, wypierając nagromadzone opary.
A zbiornik z dachem pływającym uwalnia emisje za każdym razem, gdy ciecz jest wycofywana ze zbiornika z powodu utratę przyczepności. Gdy poziom powierzchni cieczy obniża się, obniża się również dach pływający. Ciecz przylegająca do mokrego płaszcza zbiornika, teraz odsłonięta, odparowuje i uwalnia emisję poza zbiornik. Jeśli zbiornik z pływającym dachem jest zbiornikiem wewnętrznym (co oznacza, że na górze zbiornika nad pływającym dachem znajduje się stały dach), opary te będą gromadzić się w pustej przestrzeni, zamiast wydostawać się bezpośrednio do powietrza. Straty wynikające z przylegania mogą również wystąpić w innych częściach powłoki, które były zanurzone, takich jak nogi prowadzące dachu.
Więcej na: http://chemiadoczyszczenia.pl
Oba typy zbiorników generują emisje również w czasie, gdy nie odbywają się operacje załadunku lub rozładunku. Ciecze petrochemiczne w zbiornikach zawsze generują opary, w zależności od tego, jak dużo miejsca na opary jest dostępne w zbiorniku, i czasami te opary mogą wydostać się z zamkniętego systemu zbiornika - znane jako straty oddechowe.
Dla zbiorników z dachem stały poziom cieczy ma istotne znaczenie dla generowania emisji: im bardziej pusty zbiornik, tym więcej miejsca na gromadzenie się oparów. Jednak dopiero, gdy opary te zostaną wypchnięte na zewnątrz z siłą wystarczającą do przejścia przez dachowy otwór wentylacyjny, stają się one emisjami niezorganizowanymi.
Zmiany temperatury w miejscu, w którym znajduje się zbiornik, powodują rozszerzanie się gazów petrochemicznych. Rozszerzanie się gazu podnosi ciśnienie pary wewnątrz zbiornika, a powstałe ciśnienie wymusza wydostanie się części nagromadzonych oparów przez otwór wentylacyjny. Dlatego też zbiornik, w którym występują mniejsze wahania temperatury (stabilne ciśnienie pary) lub taki, który pochłania mniej ciepła (jaśniejszy kolor lub bardziej odblaskowy materiał), uwalnia mniejszą ilość emisji.
W przypadku zbiorników z pływającym dachem, pod dachem nie ma zbyt wiele miejsca na gromadzenie się oparów. Jednakże, ta mniejsza ilość oparów może wydostać się na zewnątrz przez uszczelki obręczy, armaturę pokładową i szwy pokładowe, gdy zmiany temperatury spowodują wzrost ciśnienia pary w zbiorniku. Jeśli chodzi o obliczanie tych emisji, trzeba będzie określić wydajność uszczelek wieńca i innych systemów kontroli emisji.
Temperatura odgrywa ogromną rolę w emisji spalin ze zbiorników. Im większa zmienność temperatury, tym więcej emisji trzeba kontrolować.
W tym miejscu do gry wchodzą zupełnie inne typy zbiorników: zbiorniki gorące i podgrzewane.
Zbiorniki gorące to zbiorniki używane do przechowywania gorących cieczy petrochemicznych o określonej temperaturze i pozwalające im powoli stygnąć. Zbiorniki ogrzewane to zbiorniki, które są fizycznie utrzymywane w określonej temperaturze, aby utrzymać materiały w stałej temperaturze. Jeżeli zbiornik jest wystarczająco zaizolowany i posiada odpowiednią temperaturę, wymiana termiczna z otoczeniem jest pomijalna. W takim przypadku można założyć, że wszystkie wewnętrzne regiony zbiornika mają tę samą temperaturę, co oznacza, że nie występuje zmiana ciśnienia pary. Gdy nie zachodzi zmiana ciśnienia pary, nie powstają straty oddechowe.
Zaskakująco mało jest literatury na temat dokumentacji przedstawiającej koncepcję, że izolowane i ogrzewane zbiorniki mogą być stosowane w celu wyeliminowania strat oddechowych.
Obliczenia emisji oparte na wytycznych AP-42 dla tego typu zbiorników są następujące:
TB = TL dlatego brak zmian w TV
Gdzie:
TV - dzienna temperatura pary
TB - temperatura cieczy luzem
TL - temperatura użytkowa cieczy
Jeżeli temperatura cieczy w zbiorniku jest utrzymywana na stałym poziomie, to nie występują straty oddechowe (brak strat stojących). Zmiana TV = 0, co oznacza brak rozprężania pary.
Czyszczenie i odgazowywanie zbiorników również przyczynia się do rocznej emisji podlegającej raportowaniu. W procesie czyszczenia zbiornika, aby można było w nim przechowywać zupełnie nowy produkt, pewna ilość nagromadzonych oparów jest wypychana ze zbiornika do atmosfery. Odgazowanie, w którym usuwasz opary ze zbiornika w celu przeprowadzenia konserwacji lub czyszczenia, może również spowodować uwolnienie niebezpiecznych zanieczyszczeń powietrza do atmosfery.
Całkowite wyczyszczenie zbiornika przed załadowaniem do niego nowego materiału spowoduje uwolnienie części nagromadzonych oparów do atmosfery, ale nie na każdym etapie tego procesu.
W pierwszej kolejności usuwana jest jak największa ilość cieczy ze zbiornika. Świeże powietrze jest zasysane do Na tym etapie do zbiornika zostanie zassane świeże powietrze, dlatego należy założyć, że nie dojdzie do żadnych emisji. Następnie odpowietrzniki zbiornika są zamykane na czas postoju na biegu jałowym. W tym czasie niewielka ilość cieczy uwalnia swoje opary, które zbierają się w zbiorniku.
Następnym krokiem jest przedmuchiwanie przestrzeni parowej, podczas którego powstałe pary są wypychane na zewnątrz poprzez wymuszoną wentylację. W tym momencie emisje wydostają się na zewnątrz zbiornika. W tym samym czasie, pozostały szlam jest fizycznie usuwany ze zbiornika, tworząc odpady szlamu, które również powinny być śledzone.
Gdy zbiornik jest czysty, nie będzie więcej emisji w zbiorniku, dopóki nowy materiał nie zostanie załadowany.
Odgazowanie to wymuszone usunięcie oparów ze zbiornika w ramach przygotowania do czyszczenia lub podczas czyszczenia, zwykle wykonywane w przypadku zbiorników przechowujących benzynę lub ropę naftową.. Metodologia stosowana do obliczania emisji z odgazowania (straty z odgazowania) zależy od rodzaju odgazowywanego zbiornika:
Dla zbiorników z dachem stałym należy obliczyć emisję dla jednego obrotu stosując Kn = 1 w obliczeniach, aby uwzględnić pary wyparte podczas napełniania zbiornika. Następnie dodać emisje z obliczeń dla jednego obrotu tak jakby zbiornik miał dach pływający w celu uwzględnienia przylegania. Oto ogólne obliczenie z AP-42:
Dla zbiorników z pływającym dachem należy obliczyć emisje dla jednego obrotu, a następnie dodać emisje ze zbiornika zakładając, że zbiornik ma stały dach o wysokości równej wysokości nóg prowadzących dachu pływającego w celu przybliżonego określenia ilości pary wodnej wypartej z przestrzeni pod dachem pływającym. Podstawowe obliczenia dla zbiorników z pływającym dachem można znaleźć w rozdziale 7 normy AP-42.
Mimo że większa część tego artykułu przedstawia emisje dla stacjonarnych dla stacjonarnych źródeł cystern, Twoja firma musi również uwzględniać emisje generowane i uwalniane przez źródła mobilne - ciężarówki, wagony kolejowe, a nawet statki morskie, które transportują i ładują/rozładowują materiały pomiędzy zbiornikami.
Podstawową emisją z ruchomych zbiorników są straty podczas załadunku. Kiedy mobilny zbiornik transportuje materiał, wewnątrz zbiornika gromadzą się opary. Opary te składają się z parowania z poprzednich ładunków, oparów przenoszonych do zbiornika przez systemy równoważenia oparów oraz emisji generowanych przez nowy ładowany materiał.
Opary te zazwyczaj nie są uwalniane, dopóki zbiornik nie zostanie później napełniony nowym materiałem, co spowoduje ich wypchnięcie na zewnątrz. Nawet zbiornik mobilny wyglądający na "pusty" może być pełen oparów pochodzących z poprzedniego ładunku. W rzeczywistości wszystkie poniższe cechy będą miały wpływ na ilość i rodzaj emisji uwalnianych ze zbiornika ruchomego:
właściwości fizyczne i chemiczne poprzedniego ładunku
metoda rozładunku poprzedniego ładunku
czynności związane z transportem pustego zbiornika do terminalu załadunkowego
metoda załadunku nowego ładunku
fizyczna i chemiczna charakterystyka nowego ładunku
Zarządzanie BHP w zbiornikach nie jest łatwym zadaniem, o czym świadczy złożoność obliczeń i różnych czynników, które należy uwzględnić. Najłatwiejszym sposobem na zarządzanie tym wszystkim jest scentralizowana platforma do śledzenia i raportowania EHS, zaprojektowana z uwzględnieniem wszystkich funkcji specyficznych dla przemysłu naftowo-gazowego i chemicznego. Zalecamy również subskrybowanie tego bloga, aby otrzymywać najnowsze, szczegółowe artykuły na temat zarządzania EHS w zbiornikach.
ERA oferuje bezpłatny przewodnik po niektórych z najbardziej złożonych obliczeń emisji, o których mówiliśmy w tym artykule. Jest to lektura obowiązkowa dla każdego, kto jest odpowiedzialny za śledzenie i raportowanie emisji ze swoich zbiorników magazynowych. Kliknij poniższy przycisk, aby otrzymać bezpłatną kopię.
Zapytaj eksperta ERA:
Czy masz jakieś pytania lub wątpliwości dotyczące tematu poruszonego w tym artykule? Chcesz uzyskać więcej informacji? Teraz masz szansę zadać pytanie jednemu ze specjalistów ds. środowiska firmy ERA. Proszę zostawić pytanie lub komentarz poniżej, a my upewnimy się, że jeden z naszych naukowców-ekspertów odpowie na nie.
