Спосіб утилізації летких органічних сполук керосину в аеропортах

1. Спосіб утилізації летких органічних сполук керосину в аеропортах, згідно з яким пари керосину, що утворюються під час заправки палива у C2 2 (19) 1 3 90219 ної хвилини означає 150000м3 палива, що заправляється щодоби. Далі наведена оцінка втрати палива з парами у великих аеропортах, що ґрунтується на двох моделях. Модель 1 /Оцінка викидів ЛОС у великому аеропорті/ На основі дослідження Західної нафтогазової асоціації (Western Oil and Gas Association, WOGA): завантаження нафти для морських перевезень Операція Завантаження сирої нафти (танкери) Завантаження бензину (танкери) Заправка палива для реактивних двигунів (танкери) Викиди, фунти/1000 галонів заправки Джерело коефіцієнту викидів 1,0 Дослідження WOGA 1,8 Дослідження ARB 0,8 Дослідження ARB Чинники викидів при заправці палива для реактивних двигунів відповідно до дослідження Управління з ресурсів повітря (Air Resources Board, ARB) - Завантаження нафти для морських перевезень - танкери і баржі; категорія джерела кадастру викидів 330-366-1600- 0000 (46573) - є такими: 0,8 фунту на 1000 галонів на заправку, що у підсумку дає 1,6 фунтів на 1000 галонів на заправку. Пояснення; Більшість аеропортів ще й досі не мають системи збирання парів з автоцистерн паливом для реактивних авіаційних двигунів. Вантаж Сира нафта Нафта для реактивних двигунів/інші Дистилят Нафта/керосю /залишковий нафтопродукт 4 ДОДАТОК IV. ВИМОГИ ДО НАЛИВУ ЗНИЗУ, УЛОВЛЮВАННЯ ПАРІВ І ЗАХИСТУ ВІД ПЕРЕПОВНЕННЯ ЄВРОПЕЙСЬКИХ АВТОЦИСТЕРН Для розрахунку взяті викиди, що утворюються при заправці автоцистерн на паливних терміналах, і викиди з паливних баків повітряних суден, тобто: 2 0,8 фунтів на 1000 галонів або 1,6 фунтів на 1000 галонів палива, заправленого у повітряне судно: 1000 галонів 3,785 л = 3,385 м3 палива, заправленого у повітряне судно 1 фунт = 0,4536кг, 1,6 фунтів = викиди 0,725кг палива / 3,385м3 Одна заправка на зліт -100 м3 у середньому Коефіцієнт оцінки викидів, галони/м3/г: 100 : 3,385 = 29,54 0,725кг=21,42кг Викиди на одну заправку: 24,42кг палива Добове число зльотів 1500 24,42кг, тобто добові викиди палива складають 36630кг Річна заправка палива: 365 36,63тон=13370тон. Річні викиди палива у великих аеропортах складають 13 370 тон При ціні 700 доларів США за тону річні втрати, що виникають через неконтрольовані викиди, складають 9358965 доларів США. Модель 2 /Кадастр викидів відповідно до Програми покращення кадастру викидів Агентства із захисту навколишнього середовища (США)/ Джерело: USEPA Emission Inventory Improvement Programme - Volume III, Chapter 1998 (Програма покращення кадастру викидів Агентства із захисту навколишнього середовища (США), том III, глава 1998) 73 60 Завантаження баржі (мг/л) 12 14 0,60 1,44 Дані відсутні 0,60 0,00 0,01 Дані відсутні 0,00 Завантаження великого судна (мг/л) а) Викиди ЛОС не включають етан і метан Вихідні дані: Завантаження баржі керосином 144г/м3 Заправка керосину з баржі у повітряне судно 144г/м3 Викиди на 1/м3 заправленого керосину 288 грам Щоденне число заправок: 1500 100м3 Щоденні викиди: 150000м3 0,288кг=43,2тон Разом річні викиди: 365 43,2=15768тон керосину Ekgy, NMVOC = викиди не метанових ЛОС з заправки вантажу керосину, у кг/рік EFNMVOC = коефіцієнт викидів для заправки керосину, у кг/м3 (0,288кг/м3) V = кількість заправленого продукту, м3/рік (365 1500 100=54750000м3/рік) Баластування (мг/л) Перевезення (мг/тиждень/л) 13 Дані відсутні 15 84 Eksy, NMVOC=0,288 54750000=15768000 кг Ekgy, NMVOC=15768тон/рік Річні викиди керосину у великих аеропортах відповідно до Програми покращення кадастру викидів Агентства із захисту навколишнього середовища (США) складають 15768 тон. При ціні 700 доларів США за тону річні втрати, що виникають через викиди ЛОС з палива для реактивних повітряних суден у великих аеропортах складають 11030600 доларів США. Відомі технології рекуперації ЛОС: * Адсорбція * Низькотемпературна конденсація * Термічне окислювання * Мембранне відділення * Абсорбція у псевдозрідженому шарі 5 Ці технології включають рекуперацію необхідних парів розчинників і - з великою вартістю енергії - конденсату. Зазначені технології не спрямовані на вирішення проблеми конденсатів (летких, займистих і токсичних сполук), приймається як певна річ, що вони повертаються для повторного використання. Окрім проблеми необхідності витрачати приблизно 3кВт енергії на регенерацію палива з парів (рекуперацію ЛОС) з теплотою згоряння 1кВт, є ще проблема вимог до високої якості палива для авіаційних реактивних або турбінних двигунів. Жодна шановна авіакомпанія не дозволить заправляти своє повітряне судно продуктом вторинної перегонки після повернення парів палива, тому це регенероване паливо у будь-якому разі має малу цінність. З цієї причини в установках аеропортів не відомі жодні заявки про існуючі патентні права, і жодних таких даних не можна знайти на webсайтах провідних світових авіаперевізників, які встановлюють системи зменшення викидів ЛОС. Максимальні ємності заправки паливом деяких типів повітряних суден: 1. БОЇНГ 777-300 171м3 137 тон 2. БОЇНГ 747-400 241м3 193 тон 3. БОЇНГ 747-100 183м3 145 тон 4. БОЇНГ 767-200 156м3 125 тон 5. БОЇНГ 767-400 90м3 72 тон ВИСНОВОК Річні викиди палива у великих аеропортах, розраховані відповідно до Програми покращення кадастру викидів Агентства із захисту навколишнього середовища (США), мають теплоту згоряння, розраховані на основі того факту, що 0,1кг рідкого палива видає 1кВт енергії: 15768000кг 10кВт.г=157680000кВт.г або 157ГВт.г електричної енергії. Ця кількість енергії задовольняє і навіть перевищує потреби аеропорту. Викиди ЛОС керосину, що утворюються при заправці палива у повітряне судно, повинні уловлюватися у замкненій системі з використанням штуцерів на паливних автоцистернах і баках повітряних суден (місця отворів). Ці штуцера можуть адаптуватися до інших стандартних з'єднань. Через дуже складні установки й устрій допоміжних паливних баків рішення вважатиметься задовільним, якщо відповідними штуцерами для видалення й уловлювання газів, що утворюються при заправці паливом, будуть оснащені лише основні керосинові баки. Регенерація парів керосину в аеропортах і рекуперація енергії з викидів ЛОС показані на доданих ілюстраціях: Фіг.1 - концентрації ЛОС в атмосфері з відходами і рекомендовані технології очистки; Фіг.2 - графічне представлення замкненої системи заправки керосину з термінальних контейнерів в автоцистерни і повернення газів до термінального газосховища; Фіг.3 - заправка керосину з автоцистерни у повітряне судно; 90219 6 Фіг.4 - графічне представлення замкненої системи заправки керосину з автоцистерн у повітряне судно і повернення газів у транспортний засіб; Фіг.5 - аеропорт вночі (споживання електричної енергії). Під час заправки керосину з термінальних контейнерів в автоцистерни гази уловлюються і подаються до термінального газосховища аеропорту. Викиди керосину можуть мати концентрацію або більшу, ніж 40г/м3, або меншу, ніж 40г/м3. Якщо концентрація більша, ніж 40г/м3, то газ може спалюватися "як він є", тобто безпосередньо. Тобто викиди керосину і похідних з концентрацією понад 40г/м3 безпосередньо використовують для приводу електричних двигунів і виробництва електроенергії з можливим додаванням атмосферного повітря. З іншої сторони, якщо концентрація менша, ніж 40г/м3, то вказана концентрація перед спалювання газу повинна бути підвищена. Це означає, що викиди парів із вмістом керосину і бензину нижче 40г/м3 використовують, але з доданням метану СНЦ або зрідженого нафтового газу С3 - С4, що не знижує енергетичну ефективність використання відпрацьованих газів і повністю вирішує проблему забруднення повітря. Після доставки палива на приангарну площадку і перед заправкою в паливні баки повітряного судна спеціальна автоцистерна прикріпляє штуцер до відповідного штуцера для заправки палива на транспортному засобі, потім прикріпляє штуцер до отвору бака повітряного судна і випускну лінію зі штуцером до заправленого паливом транспортного засобу з верхнього боку. Під час заправки палива у баки повітряного судна пари з баків повітряного судна уловлюються і зберігаються в автоцистернах. Зрозуміло, що газове з'єднання оснащене точно відрегульованим запобіжним дренажним клапаном на випадок необхідності скинути недопустимий надлишковий тиск у баку повітряного судна. Після завершення заправки баків повітряного судна паливом, клапани закриваються, і автоцистерна від'їжджає зі збереженими парами для повторної заправки і вивантаження у термінальне газосховище. Звідки пари передаються до генераторної установки [описаної у документі Ρ 20050481 А, опубл. 31.05.2005] для виробництва і постачання електроенергії. Вказана генераторна установка, що включає дизельний двигун та електрогенератор, розрахована на напругу від 380 до 10000В та потужність від 50 до 1000кВт. Вартість енергії, що постачається, в ідеальному випадку великих аеропортів оцінюється у 10млн. доларів США або 157ГВт.г/рік. Терміни і визначення для мети цієї заявки на патент: - "керосин" - будь-яка похідна нафти, з присадками або без них, що має пружність парів за Рейдом 27,6 кілопаскалів або більше, яка призначена для використання як паливо для автомобілів і повітряних суден за винятком зрідженого нафтового газу; 7 - "пари" - будь-яка газоподібна сполука, що випарюється з бензину і керосину; - "установка для зберігання " - будь-яка стаціонарна цистерна або бак на терміналі, що використовується для зберігання бензину; - "термінал" - будь-яке устаткування, що використовується для зберігання і завантаження бензину в автоцистерни, залізничні цистерни або судна, включаючи усі установки для зберігання на місці цього устаткування; - "мобільний контейнер" - будь-яка цистерна, що транспортується автомобільним, залізничним або водним транспортом, що використовується для передачі бензину з одного терміналу до іншого або з терміналу до станції обслуговування; - "станція обслуговування" - будь-яка установка, з якої бензин видається у паливні баки автомобілів зі стаціонарних цистерн або баків для зберігання; - "існуючі" установки для зберігання бензину, установки для заправки (завантаження), станції обслуговування і мобільні контейнери - установки, станції обслуговування і мобільні контейнери, які експлуатувалися до дати, зазначеної у статті 10, або для яких окрема ліцензія на конструкцію або ліцензія на експлуатацію, що вимагається за чинним національним законодавством, була видана до дати, зазначеної у статті 10; - "нові" стосовно установок для зберігання бензину, установок для заправки (завантаження), станцій обслуговування і мобільних контейнерів установки, станції обслуговування і мобільні контейнери, які не відносяться до існуючих установок; 90219 8 - "пропускна спроможність" - при розрахунках, найбільша загальна кількість керосину або бензину, завантаженого в установку для зберігання на терміналі або зі станції обслуговування у мобільний контейнер упродовж трьох попередніх років; - "агрегат рекуперації ЛОС" - устаткування для рекуперації керосину і бензину з парів, включаючи будь-які застарілі системи резервуарів на терміналі, якщо існують; - "судно" - судно внутрішнього плавання відповідно до визначення цього терміну у главі 1 директиви Ради 82/714/ЕЕС від 4 жовтня 1982 року, що викладає технічні вимоги до суден внутрішнього плавання (1); - "цільове контрольне значення" - настанова, видана для загальної оцінки адекватності технічних заходів у додатках, і не граничне значення, відносно до якого оцінюватимуться експлуатаційні характеристики окремих установок, терміналів і станцій обслуговування; - "проміжне зберігання парів" - зберігання парів у цистерні або баку зі стаціонарною крівлею на терміналі для передачі пізніше до іншого терміналу і рекуперації у ньому (у цій заявці на патент - до установки, описаної у документі Ρ 20050481 А). - "установка для завантаження" - будь-яке устаткування на терміналі, в якому керосин або бензин може завантажуватися у мобільні контейнери. Установки для навантаження для автоцистерн містять одну або кілька „платформ"; - "платформа" - будь-яка конструкція на терміналі, в якій керосин або бензин може завантажуватися в одну автоцистерну у будь-який один момент часу. 9 90219 10 11 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 90219 Підписне 12 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601