王廷亮

    (中石化上海工程有限公司，上海 200120)

    二氧化碳排放烟囱高度的优化

    王廷亮

    (中石化上海工程有限公司，上海 200120)

    针对某新建环氧乙烷/乙二醇装置脱碳单元排放的二氧化碳扩散后会影响其附近空分装置正常运行的问题，采用高斯烟羽模型建立了符合项目所在地主要气象条件下二氧化碳扩散的模型，计算得到了满足空分装置正常运行时的最低排放烟囱高度；并通过分析影响烟气抬升高度的两个主要因素，提出了针对本项目改善二氧化碳扩散能力的有效措施。

    高斯烟羽模型；烟囱高度；二氧化碳扩散；优化设计

    环氧乙烷 / 乙二醇装置脱碳单元产生大量浓度较高的二氧化碳气体，近年来国内多套装置对这股二氧化碳放空气进行了回收和利用，但仍有部分装置将其直接放空[1]。由于这股排放气中含有少量的乙烷和乙烯(约0.002 % )，根据《石油化学工业污染物排放标准》(GB 31571—2015)中对非甲烷总烃排放要求的规定，新建项目需要对这股二氧化碳气体进行环保处理，达到标准要求后再放空。

    某新建环氧乙烷 / 乙二醇装置其脱碳单元产生的二氧化碳气体按照环评批复要求需经环保处理后采用30 m高的烟囱放空。在进行全厂规划时，发现烟囱的正南方约200 m处新建了一套空分装置，新建装置排放的二氧化碳气体扩散后，会造成空分装置吸风口处二氧化碳浓度的增加，进而影响空分装置的正常运行。一个合理的方法是通过增加烟囱的高度来降低空分装置吸风口处二氧化碳浓度的增加值[2]，因此有必要对这股二氧化碳排放气的扩散情况进行分析，进而得到满足环保要求以及空分装置吸风口二氧化碳浓度要求的最低烟囱高度，为项目决策提供依据。

    目前，关于气体扩散有较多的预测模型[3]，多用于安全生产领域[4-6]。在这些模型中，由于高斯模型简单、易于理解、运算量小且因为提出时间早、试验数据多、试验结果与实验值吻合较好等特点，因而得到了广泛应用[7-9]。本文拟采用《建设项目环境风险评价技术导则》(HJ / T 169—2004)提出的高斯烟羽模型，建立预测二氧化碳扩散的数学模型，研究排烟口高度对二氧化碳扩散的影响，得到了满足空分装置吸风口二氧化碳浓度要求的最低烟囱高度。

    1 问题背景

    1.1 气象条件

    本新建环氧乙烷 / 乙二醇装置布置在广东沿海地区某工业区内，属平原地区，项目所在区域全年主导风向为东南风，频率为16.2 %，北风的频率为5.7 % ，静风频率为6.3 % ；地面上10 m处年平均风速为2.6 m / s；年平均气温23.4 ℃；当地的大气稳定度以中性(D类)出现频率最大 ......