【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于尾气泄放，特别涉及一种多杂质含碳尾气放空扩散安全阙值确定方法。
技术介绍
1、为满足我国碳达峰、碳中和战略的发展需求，在能源化工行业节能减排和环境保护需求逐日增长的背景下，实施降碳排放与碳捕集后回注是有效的实施路径。由于我国部分气田不具备二氧化碳捕集后驱油增产的地质条件，因此降碳重点宜关注碳捕集、输送、回注与封存。相比而言，与回注驱油的需求不同，碳回注封存的实施侧重点在于低能耗碳捕集与含碳杂质介质回注封存，从整体节能降耗、低成本捕集与回注封存等方面体现“减碳”的特点。
2、为此，部分气田修建了从处理厂低成本捕集后的含碳尾气，开展枯竭气藏回注。捕集后尾气的典型特点是含有较多的氮气、二氧化碳，并含有一定浓度的硫化氢，由此可见，回注尾气具有不可燃烧的典型特点，同时还具有窒息性、微量毒性，无法通过常规点火燃烧对硫化氢进行处理，因此，必须高度关注多组分含碳尾气在长距离回注管道检修时的泄放问题，泄放介质应充分考虑扩散安全，避免对周围人员造成伤害。
3、常规天然气管道在阀室泄放时，一般通过直接放空进行排放处理，主要核算最大放空介质放散后的扩散范围(50％爆炸下限)覆盖范围和意外点火情况下的热辐射范围；进一步地，由于天然气密度小于空气，其放散介质趋于向天空运动，因此在近地面区域一般不存在接近50％爆炸下限的情况，地面人员的风险相对较小，且扩散范围、热辐射范围可以通过商业软件进行直接模拟。然而，对于多杂质含碳尾气而言，由于其不可燃特点，因此不需要考虑放空后的热辐射影响，但由于其密度大于空气、且含有硫化氢、二氧
4、为此，鉴于多杂质含碳尾气回注的发展前景，结合多杂质含碳尾气的物理特性与危害性，有必要充分考虑多杂质含碳尾气管道的放空浓度安全阙值问题，通过研发混合介质安全阙值浓度确定方法，提供后果模拟的基础输入，并为后续项目提供参考与借鉴。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够高效、合理地实施多杂质含碳尾气管道阀室泄放后影响范围确定的多杂质含碳尾气放空扩散安全阙值确定方法。
2、本专利技术基于多杂质含碳尾气的基本组成与物性特点，从泄放过程中毒性、窒息性等影响出发，以保障地面人员健康安全、确定放散介质影响范围为目标，依照单组分有害阙值推荐值，修正并提出多种有毒有害组分耦合影响阙值计算方法和不可燃介质大量排放下的窒息阙值计算方法，兼顾考虑排放介质的毒性影响与窒息性影响，形成基于多因素协同的安全扩散阙值的确定方法。通过本方法，实现多组分含碳尾气泄放的安全扩散阙值计算，为保障多杂质含碳尾气安全排放提供关键支撑与计算基础。
3、本专利技术采用的技术方案是：一种多杂质含碳尾气放空扩散安全阙值确定方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
4、步骤一：判定尾气组分中的有毒有害介质，确定各种有毒有害介质的摩尔质量、摩尔分数以及可接受的毒害接触浓度；
5、步骤二：计算有毒有害组分混合物的当量允许接触浓度，
6、具体包括，计算各类有毒有害组分的实际含量下的危害权重，对毒性介质的危害权重进行修正，计算混合气体中各组分危害权重之和，计算排放气体的折算可接受浓度；
7、步骤三：计算混合物排出后的防窒息可接受浓度，
8、具体包括，确定大气环境中因大量介质释放可能导致缺氧窒息的最低氧含量，计算作业场所最高允许的新排入气体绝对当量浓度，计算作业场所最高允许的新排入气体相对浓度；
9、步骤四：确定尾气排放安全阙值，即根据步骤二和步骤三分别确定的有毒有害介质可接受浓度和可接受窒息浓度，选择较低浓度，作为尾气排放安全阙值。
10、本专利技术所述的多杂质含碳尾气放空扩散安全阙值确定方法，其在所述步骤一中，具体方法是：
11、s1.根据输送介质组分确定硫化氢、二氧化碳、一氧化碳有毒有害组分的摩尔分数xh2s、xco2和xco，数据来源为项目的物料平衡表；
12、s2.获得输送介质中各有毒有害组分的摩尔质量，表示为mh2s、mco2和mco；
13、s3.获得各有毒有害组分的单组分有害阙值。
14、本专利技术所述的多杂质含碳尾气放空扩散安全阙值确定方法，其在所述步骤二中，具体的计算方法是：
15、s1.计算各类有毒有害组分的实际含量下的危害权重，表示混合气体中各组分实际含量对混合气体总体毒害性的贡献，计算方法如下：
16、
17、式中，xi为i组分的摩尔分数，单位未％；ci为i组分的可接受浓度，单位为ppm；ni为i组分的危害权重；
18、s2.设置有毒介质安全系数f，赋予毒性介质硫化氢、一氧化碳危害权重的二次修正，对于有害介质二氧化碳，不再考虑有毒介质安全系数，即取fco2＝1；设置有毒介质安全系数f的目的是为了修正混合气体总体危害权重，进一步提高安全阙值的可靠性，因此，修正后的危害权重计算方法如下：
19、
20、式中，fi为i组分的安全系数；
21、s3.计算混合气体中各组分危害权重之和，计算方法为：
22、
23、具体可表示为：
24、
25、s4.计算排放气体的折算可接受浓度，混合介质总摩尔分为为100％，上述计算了其中有毒有害部分的危害权重，在不考虑混合气体排放后，内部组分分层的情况下，采用混合介质的总体摩尔量、混合气体总体危害权重，即可获得混合气体的折算可接受浓度，具体计算方法为：
26、
27、由此，获得混合介质的可接受浓度cmixture1，单位为ppm。
28、本专利技术所述的多杂质含碳尾气放空扩散安全阙值确定方法，其在所述步骤三中，具体的计算方法是：
29、s1.确定缺氧浓度为作业场所空气中的氧气含量低于19.5mol％；
30、s2.计算作业场所最高允许的新排入气体绝对当量浓度，即该部分新排入气体对空气中的氧气进行稀释，降低氧气含量至19.5mol％，计算方法为：
31、
32、改写为：
33、
34、s3.计算作业场所最高允许的新排入气体相对浓度，即将排入空气中的尾气作为相对组分，计算导致空气与尾气混合组分达到缺氧条件的尾气相对浓度，计算方法为：
35、
36、本专利技术所述的多杂质含碳尾气放空扩散安全阙值确定方法，其在所述步骤三的s2中，对空气中的氧气含量指标赋予安全裕量，即实际计算时，选择20mol％的窒息浓度。
37、本专利技术所述的多杂质含碳尾气放空扩散安全阙值确定方法，其确定尾气排放安全阙值为：
38、csafety＝min[cmixture本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多杂质含碳尾气放空扩散安全阙值确定方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的多杂质含碳尾气放空扩散安全阙值确定方法，其特征在于：在所述步骤一中，具体方法是：
3.根据权利要求1所述的多杂质含碳尾气放空扩散安全阙值确定方法，其特征在于：在所述步骤二中，具体的计算方法是：
4.根据权利要求1所述的多杂质含碳尾气放空扩散安全阙值确定方法，其特征在于：在所述步骤三中，具体的计算方法是：
5.根据权利要求4所述的多杂质含碳尾气放空扩散安全阙值确定方法，其特征在于：在所述步骤三的S2中，对空气中的氧气含量指标赋予安全裕量，即实际计算时，选择20mol％的窒息浓度。
6.根据权利要求1所述的多杂质含碳尾气放空扩散安全阙值确定方法，其特征在于：确定尾气排放安全阙值为：
【技术特征摘要】
1.一种多杂质含碳尾气放空扩散安全阙值确定方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的多杂质含碳尾气放空扩散安全阙值确定方法，其特征在于：在所述步骤一中，具体方法是：
3.根据权利要求1所述的多杂质含碳尾气放空扩散安全阙值确定方法，其特征在于：在所述步骤二中，具体的计算方法是：
4.根据权利要求1所述的多杂质含碳尾气放...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊文，汤晓勇，周明宇，赵兴元，陈庆，陈运强，陈杰，郭艳林，杨帆，
申请(专利权)人：中国石油工程建设有限公司，
类型：发明
国别省市：
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