⑶部分碳平衡法
部分碳平衡法适用于温室气体产生量与产品需求量相近,相差在5%以上的产品,如醋酸乙烯装置等。 3.2排放源及温室气体种类
⑴燃料燃烧排放,含固定燃烧排放和移动燃烧排放。工业窑炉如石灰窑燃烧焦炭,一般列入固定燃烧排放。
⑵工艺排放,即工业生产过程排放。如果存在硝酸或己二酸等生产过程,还应包括这些生产过程中排放的N2O。
⑶能源间接温室气体排放,即净购入电力和热力蒸汽消费引起的CO2排放。计算产品的间接温室气体排放便于了解企业实际排放量,方便同行业比较,计算时直接排放量和间接排放量应单列。 ⑷CO2回收利用量,外销可以从排放量中扣减。
⑸其他温室气体排放,即逸散排放源。如汽车冷媒、制冷空调、消防器材、工业废水处理以及化粪池的排放。 3.3氨碱厂温室气体计算物料平衡法 ⑴燃料燃烧排放
固定燃烧源和移动燃烧源, 1万吨原煤参见4.2常见燃料排放因子。4.2示意表为典型固定燃烧源排放因子,没有考虑到实际机械不完全燃烧热损失大小。
运输用柴油和汽油可参见下表: 示例:100吨柴油和汽油温室气体排放
种类 活动数温室气原始排据(吨) 体种类 放因子中国热值排放因子EF(kgs/kgo全球变暖潜值排放量(tco2e 柴油 汽油 100 100 100 100 100 100 CO2 CH4 N2O CO2 CH4 N2O (kg/kj(kj/kg) GWP ) ) ) 74100 42652 3.160513 1 316.05 3.9 42652 0.000166 25 0.42 3.9 42652 0.000166 298 4.96 69300 43070 2.984751 1 298.48 25 43070 0.001077 25 2.69 8 43070 0.000345 298 10.27 其中排放因子等于原始因子乘以低位发热量。
⑵能源间接温室气体排放
购电量为每1万度电,排放二氧化碳8.367吨。 示例:购入1万吨低压蒸汽量温室气体排放
温室气体 单位 CO2 CH4 N2O 低压蒸汽 吨 10000 10000 10000 购热量 GJ 33620 33620 33620 消耗原原始排原煤发煤 放因子 热量 KG/GJ 吨 KJ/KG 55.51 1866.21 107000 23369 55.51 1866.21 1 23369 55.51 1866.21 1.5 23369 实煤耗 排放因排放当GWP 子 量 吨 2.5005 1 4666.4 2.3E-05 25 1.1 3.5E-05 298 19.5 其中列入典型实煤发热量耗23369kJ/kg,对应的吉焦实煤耗为55.51kg/GJ,实际排放因子为原因排放因子乘以实煤低位发热量再除以109,排放当量4666.4等于实煤1866.21乘以排放因子2.5005。购入热量应以实际值计算,如购入0.5MPa250℃焓为2691KJ/kg,应减去环境20℃水焓84 KJ/kg,实际1万吨低压蒸汽购热量为26070GJ。实煤耗为供热单位的供热标准煤耗,除以原煤折标系数,如无供热标准煤耗数值,可取值39kgce/GJ. ⑶逸散排放
示例:某公司年逸散排放数据
排放源 活动数据(t) 温室气体种类 排放因子 GWP 排放量(tco2e) 空调及冰柜冷媒 48.43 HFC-32 0.055 675 52.64 HFC-125 0.055 3500 109.50 HFC-134A 0.055 1100 汽车冷媒 0.006 HFC-134a 0.15 1430 冰水机冷媒 0.20 HFC-407C 0.08 1773.85 冷媒合计 CO2灭火器 0.124 CO2 1 1 七氟丙烷灭火系0.00 HFC 0.02 3220 统 SF6高压开关 0.134 SF6 0.005 22800 化粪池 3323.3 CH4 0.3 25 工业废水处理 574.60 CH4 0.25 25 汇总 其中:工业废水处理数值为含废物量。 1798.0 10133.9 6624.7 1.3 28.4 18586.3 0.12 0.0 15.3 24227.4 3591.3 46420.4 化粪池排废物量按人数计算,其中在公司住宿人数500人,白班人数3784人,倒班人数5836人,总500 × 40 × 0.001 × 1 × 21 + 3784 × 40 × 0.001 × 1 × 21 × 8/24 + 5836 × 40 × 0.001 × 1 × 22.5 × 8/24=3323.3吨。 ⑷工艺排放
氨碱行业,在石灰窑中焦炭燃烧分解石灰石,焦炭燃烧基本上属于按固定燃烧源全部排放;石灰石大部分进入产品,少一部分的二氧化碳进入大气,计算方法有二种。
方法一碳物料平衡法,根据石灰石量计算二氧化碳排放 GEi=CO2排放量(tCO2)=M×w(CaCO3)×EF×GWP 其中:
M ——统计期内石灰石消耗总量(不含碎石和返石),单位为t/年,1321974吨; w(caco3)——采购的石灰石所含CaCO3质量百分比,如2013年某厂采购的石灰石所含CaCO3质量百分比为90.37%;
EF——排放因子;实质是二氧化碳分解量减去进入成品量。
其中,EF=W1×W2×(1-W3)
W1 ——质量比石灰石CO2气体产生率,取值0.44;
W2 ——化学反应转化率;此数据为假定或经验推定值,石灰石分解率取值约为96%。
W3 ——CO2气体进产品百分比;根据正常液体内石灰石携带率为每生产一吨纯碱,携带68
千克100%石灰石进入液体内(其中28千克为固体砂石,其他为反应碳酸钙,此数据为假定或经验推定值),计算未分解进入液体内的石灰石。根据某厂年总产量,计算未分解进入液体内的90.37%石灰石为74330吨。计算出进入液体率5.63%,其他分解率96%,得出石灰石总分解率为90.6%,总分解二氧化碳的476217吨。然后根据2013年产品产量质量989158吨纯碱及小苏打10672吨,倒推得到进入产品的CO2气体为414941吨,计出CO2气体进产品百分比W3=87.3%;排放二氧化碳61276吨。
GWP——全球变暖潜值CO2为1。
从以上计算过程看,有多个不确定的数值。首先统计期内石灰石消耗总量(不含碎石和返石)要准确;其次采用采购的石灰石所含CaCO3质量百分比也不太准确,石灰石中含有的碳酸镁没有考虑,考虑后应为96.46%;第三石灰石分解率96%为估算或假定数据;第四液体中携带的石灰石量也为估计或经验推定值;因此此方法虽然正确,但因多个计量因素的不确定性,数值不是很准确,容易出假数据。
如考虑碳酸镁的质量,1321974吨96.46%石灰石分解率90.6%,总分解二氧化碳508309吨,减去成品中414941吨,石灰石分解排放二氧化碳93368吨。
方法二碳平衡法,等摩尔当量法
根据化学方程式,我们知道,石灰窑产生的二氧化碳和灰乳中氧化钙存在定量的摩尔当量关系。只要知道灰乳产量量比浓度,可以反推二氧化碳分解产生量。公式为:
二氧化碳排放量GEi=(Fhi×Chi×fs×44/1000-Psi×44/100- Pbi×44/84)
其中,Fhi为灰乳体积量立方米,Chi为灰乳浓度为kmol/m3,fs为含碳酸碳酸镁后灰乳浓度修正系数。Psi 纯碱产量,Pbi小苏打产量。
注:Chi为灰乳浓度为kmol/m3,纯碱行业常用浓度为tt,二者关系为1tt=0.025 kmol/m3。
示例,某氨碱装置石灰石纯度90.37%含碳酸镁1.09%(年数据),年
生产灰乳总量2587569立方米,灰乳浓度164.73tt,该装置年生产纯碱989158吨,生产小苏打10672吨,则该装置二氧化碳排放量
为:
GEi=2587569×164.73×0.025×(90.37/100+6.09/84)/(90.37/100)×44/1000-989158×0.997×44/106- 10672×44/84=91539(吨)
其中上述有一个假定或推定:即碳酸镁的分解率和碳酸钙的分解率相等。
4.1全球变暖潜值GWP,维基百科数据
特定的时间跨度的全球变暖潜能值(GWP) 气体名称 化学式 寿命(年) 20年 100年 1 12 114 72 289 1 25 298 500年 1 7.6 153 二氧化碳甲烷CO2 CH4 N2O 一氧化二氮二氯二氟甲烷二氟一氯甲烷CCl2F2 100 11 000 10 900 5 200 CHClF2 CF4 C2F6 SF6 NF3 12 50 000 10 000 3 200 740 5 160 5 210 8 630 16 300 12 300 1 810 7 390 12 200 22 800 17 200 549 11 200 18 200 32 600 20 700 四氟化碳六氟乙烷六氟化硫三氟化氮在温室气体排放量计算中,二氧化碳GWP取1,甲烷取25,一氧化二氮取298,HFC视不同种类取值为675、1100、1430、3220、3550,六氟化硫取22800,全氟碳化物(PFCs)也视不同种类取值。 4.2常见燃料排放因子,一万单位原料
排放源 活动数据(吨) A 10000 10000 10000 10000 温室气体种类 B CO2 CH4 N2O CO2 原始排放低位实测排放因子因子热值GWP EF(kg/kg) (kg/Tj) (kj/kg) E=C×C D F 9D/10 98300 20353 2.0 1 20353 2.035E-05 1.5 20353 3.05E-05 94600 23369 2.21 排放量(tco2e) G=E×F 1 20007.0 25 5.1 298 91.0 1 22107.1 说明 无烟煤 吨 烟煤
工业企业温室气体排放计算方法和原则
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