方法问题3921方法的选择

石化和炭黑生产根据所使用的工艺和原料的不同而不同。因此,对于所使用的每种产品、工艺和原料,都应重复选择方法。根据数据的可用性,提供了三个方法层。方法的选择视国情而定,由图3.8和图3.9的决策树给出。

图3.8石化工业CO2排放估算决策树炭黑工业

图3.8石化工业和炭黑工业CO2排放量估算决策树

石化树

注意:

1.关于关键类别和决策树使用的讨论,请参见卷1第4章“关键类别的方法选择和识别”(注意关于有限资源的第4.1.2节)。

注意:

1.关于关键类别和决策树使用的讨论,请参见卷1第4章“关键类别的方法选择和识别”(注意关于有限资源的第4.1.2节)。

图3.9石油化工行业和炭黑行业CH4排放估算决策树

图3.9石油化工行业和炭黑行业CH4排放估算决策树

减排决策树

注意:

1.关于关键类别和决策树使用的讨论,请参见卷1第4章“关键类别的方法选择和识别”(注意关于有限资源的第4.1.2节)。

2.请注意,没有第2级方法来估算CH4排放量。Tier 2方法是一种总原料碳质量平衡方法,适用于估算总碳(CO2)排放,但不适用于估算CH4排放。

注意:

1.关于关键类别和决策树使用的讨论,请参见卷1第4章“关键类别的方法选择和识别”(注意关于有限资源的第4.1.2节)。

2.请注意,没有第2级方法来估算CH4排放量。Tier 2方法是一种总原料碳质量平衡方法,适用于估算总碳(CO2)排放,但不适用于估算CH4排放。

第3层方法可用于估计工厂级别的二氧化碳排放和CH4排放。第三层方法依赖于石化过程中工厂特定数据的可用性。第2层方法是一种质量平衡方法,适用于估算CO2排放,但不适用于估算CH4排放。当使用Tier 2方法时,主要和次要给料的碳流量都包括在质量平衡计算中。初级燃料的碳流可能涉及部分碳氢化合物的燃烧以升温和二次燃料(如废气)的生产。为了应用第2层方法,必须描述工艺中的一级和二级原料的流动以及一级和二级产品的流动,并且必须描述工艺中为能量回收而燃烧的副产物的流动和转移出工艺的副产物的流动。

二氧化碳

CO2排放方法选择的决策树如图3.8所示。介绍Tier 1、Tier 2和Tier 3的方法。

第一级产品发射因子法

第1级排放因子方法用于估算石化工艺的二氧化碳排放量,在这种情况下,石化工艺既没有特定工厂的数据,也没有碳流的活动数据。一级排放因子法不需要石化生产过程中每种含碳原料消耗的活度数据。它只需要生产的产品数量的活动数据。第1层方法不考虑石化过程中可能产生的一氧化碳或NMVOC排放的碳含量。本节中石油化工生产过程的方程也适用于炭黑生产。

Tier 1方法根据每种石化产品的生产活动数据和每种石化产品的特定工艺排放因子计算石化过程的排放,如公式3.15所示,用于每种初级石化产品(如甲醇、乙烯、二氯乙烯、环氧乙烷、丙烯腈)和炭黑的生产。

方程3.15第1层二氧化碳碳排放计算

地点:

ECO2i =石化i生产产生的二氧化碳排放量,吨PPi =石化i年产量,吨

EFi =石化产品的二氧化碳排放系数i,吨二氧化碳/吨产品生产

GAF =地理调整因子(用于乙烯生产的一级二氧化碳排放因子,见表3.15),百分比

乙烯生产的一级二氧化碳排放因子(在第3.9.2.2节中讨论)是根据西欧乙烯蒸汽裂解装置的数据开发的。将地理调整因子应用于一级排放因子,以考虑蒸汽裂解装置运行效率的区域差异。地理调整因素仅适用于乙烯生产。

如果没有每年初级产品生产的活动数据,初级产品生产可由原料消耗估计,如式3.16所示:

公式3.16初级产品产量估算计算

地点:

页!=石化年产量i,吨

FAlk =石油化工生产消耗的原料k的年消耗量(i),吨

SPPj,k =石化i和原料k的特定初级产品生产因子,吨初级产品/吨消耗的原料

式3.15或式3.15和式3.16可分别应用于每种石化工艺的每种已知原料。的一级排放图3.8框1所示的估算值将使用公式3.15,而图3.8框2所示的一级排放估算值将使用其中之一

方程3.15或者同时是方程3.16和方程3.15。方程式3.15可单独用于有石化工艺的年度初级产品生产数据的情况。在没有初级产品年产量数据但有石化过程原料消耗数据的情况下,用式3.16估计初级产品年产量,然后用式3.16估计的初级产品年产量应用于式3.15估计排放量。

第2层总给料碳平衡法

第2层方法是一种特定于原料和特定于工艺的碳平衡方法。这种方法适用于原料消耗和初级和二级产品生产和处置都有活动数据的情况。实施第2层方法需要所有碳流的活动数据。说明甲醇、二氯乙烯、环氧乙烷、丙烯腈和炭黑生产工艺的原料和产品流程的工艺流程图示例包括在第3.9节的附件中。从蒸汽裂解工艺生产乙烯的潜在原料和产品的数量是这样的,用原料-产品矩阵比用工艺流程图更好地说明该工艺。乙烯生产的原料-产品矩阵见第3.9.2.3节的表3.25。Tier 2方法的流程图如图3.10所示。

图3.10二级碳质量平衡流程图

图3.10二级碳质量平衡流程图

第二级方法计算的是作为一级和二级原料进入生产过程的碳总量与作为石化产品离开生产过程的碳总量之间的差值。一级和二级原料的碳含量差,以及由该工艺生产和回收的一级和二级产品的碳含量差,以CO2计算。第2级质量平衡方法是基于这样一个假设,即过程中输入的所有碳要么转化为初级产品,要么转化为二级产品,要么转化为二氧化碳。这意味着为了质量平衡计算的目的,任何转化为CO、CH4或NMVOC的过程中的碳输入都被假设为二氧化碳排放。

第2层方法的总体质量平衡方程为式3.17。

方程3.17

整体第2层质量平衡方程

ECO2i =\z(FAhk * FCk)-

PPt * PCi + * SCj)

I * 44/12

[k

_ j _

ECO2i =石化生产产生的二氧化碳排放量i,吨

FAik =生产石化i所需原料k的年消耗量,吨

FCk =原料k含碳量,吨C/吨原料

PPi =初级石化产品年产量i,吨

PCi =初级石化产品含碳量i,吨C/吨产品

SPy =石化i生产过程中产生的二次产品j的年产量,吨

[对于甲醇、二氯乙烯、环氧乙烷和炭黑工艺,SPy值为零,因为这些工艺不产生二次产物。对于乙烯生产和丙烯腈生产,请参见下面公式3.18和3.19计算SPy值。

SCj =二次产品j含碳量,吨C/吨产品

对于乙烯生产和丙烯腈生产,该工艺生产的初级产品和次级产品都有。如果没有这些过程产生的二次产品数量的活动数据,则可以通过对主要原料消耗应用默认值来估计产生的二次产品数量,如式3.18和3.19所示:

方程3.18

估算初级产品[乙烯]的二次产品产量

生产

spe乙烯,j = Z (fa乙烯,k•SSPj,k)

地点:

SPEthyiene j =乙烯生产的二次产物j的年产量,吨

乙烯k =乙烯生产消耗的原料k的年消耗量,吨

SSPj,k =二次产品j和原料k的特定二次产品生产因子,吨二次产品/吨消耗的原料

方程3.19

估算初级产品[丙烯腈]的二级产品产量

生产

spacylonitrile, jz (fparylonitrile,k * SSPj,k) k

地点:

SP Aoybmtniej =丙烯腈生产中二次产物j的年产量,吨FP丙烯腈,k =原料k中丙烯腈的年产量,吨

SSPj,k =二次产品j和原料k的特定二次产品生产因子,吨二次产品/吨丙烯腈生产

注:预计在大多数情况下,丙烯腈生产只使用一种原料(丙烯)。

原料和产品碳含量

表3.10列出了石化生产过程中原料和产品的碳含量,单位为每吨原料或产品的碳吨。纯物质(如甲醇)的碳含量由化学公式计算。其他原料和产品的碳含量(例如,炭黑原料炭黑)是根据文献资料估计的。化石燃料(如天然气、石脑油)的代表性碳含量见《第二卷:能源》第一章表1.3;然而,化石燃料的碳含量因国家和地区而异,最好从国家能源统计数据或化石燃料产品规格或国家标准中获得。

第三层直接估算工厂特定排放量

最严格的良好实践方法是使用工厂特定的数据来计算石化生产过程中的二氧化碳排放量。为了应用Tier 3方法,需要特定于植物的数据和/或特定于植物的测量。石化生产过程的排放包括为生产过程提供热量或热能而燃烧的燃料或过程副产物排放的二氧化碳、过程通风口排放的二氧化碳和燃烧废气排放的二氧化碳。这些排放用公式3.20到3.22计算。

石化生产过程的CO2总排放量由式3.20计算

公式3.20三级CO2排放计算公式

ECO2i - ECombustion,i + EProcessVent,i + EFlare,i

地点:

ECO2i =石化生产产生的二氧化碳排放量i,吨

E燃烧,i =为石化生产过程提供热量或热能而燃烧的燃料或过程副产品排放的二氧化碳i,吨

E工艺排气口,i =石化生产过程中工艺排气口排放的二氧化碳i,吨

E燃烧,i =石化生产过程中燃烧废气排放的二氧化碳i,吨

E燃烧和E耀斑由公式3.21和3.22给出,其中针对特定的工厂或国家净热值应该使用数据。排放系数由燃料的碳含量、燃烧氧化系数和将碳转化为二氧化碳的常数(44/12)给出。如果不知道排放因子,则可以在第二卷第一章的表1.4中找到一个默认值:能源。净热值载于第二卷第一章:能源的表1.2。碳含量包括在第二卷第一章的表1.3:能源。对于工艺排气口,库存编纂者应直接测量/估计CO2排放量,因此没有提供进一步的方程。

公式3.21燃料燃烧三级CO2排放计算

燃烧,i - Z {FAt,k•NCVk•EFk) k

地点:

FAlk =生产石化产品i消耗的燃料k,吨

NCVk =燃料k的净热值,TJ/吨

(注:第二卷第一章表1.2中,净发热量单位为TJ/kg)

EFk =燃料k的CO2排放系数,吨CO2/TJ

(注:第二卷第一章表1.4中,CO2排放因子单位为kg/TJ)

公式3.22火炬气第3层CO2排放量计算

继续阅读:发射因子的选择

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