焦化厂区空气中SO2和颗粒物的分布及暴露评价研究

对中国山西的土焦炉、热回收焦炉、机焦炉炉顶及周围环境进行采样监测,大型机焦炉颗粒物单位排放浓度高于土焦炉和热回收焦炉,同时超过《炼焦炉大气污染物排放标准》(GB 16171-1996)中国家二级标准限值3.5 mg/m3.机焦炉炉顶在出焦环节超过国家污染物排放标准的5倍.在此种污染物暴露的环境下长期工作生活,对人的健康会造成很大的危害.因此看出全国焦化行业存在着污染物排放治理问题、环保设备更新应用问题以及焦化工人的身体健康问题.     

山西省某市焦化行业大气污染物排放特征

采用实测法与排放因子/排污系数法相结合,建立了山西省某市2018年焦化行业分工序大气污染物精细化排放清单. 通过实测法计算焦炉和地面除尘站有组织大气污染物本地化排放因子/排污系数,并考察了其与炉型、产能和炭化室高度的相关性. 结果表明:①2018年山西省某市焦化行业SO₂、NO_x、PM_2.5、PM₁₀排放量分别为2 779.7、9 092.5、3 357.2和5 687.6 t;炭化室高度为4.3 m的捣固机焦炉企业产能与污染排放量均最大. ②实测机焦炉SO₂、NO_x、颗粒物平均排放因子/排污系数分别为0.069 5、0.624 4、0.024 7 kg/t,地面除尘站颗粒物平均排放因子/排污系数为0.016 8 kg/t,热回收焦炉SO₂、NO_x、颗粒物平均排放因子/排污系数分别为0.186 6、0.642 4、0.045 6 kg/t. ③实测焦炉SO₂、颗粒物排放因子/排污系数均与炭化室高度呈显著负相关. 研究表明,2018年山西省某市焦化行业产能结构相对落后,因原料、炉型和控制技术等差异,相同产能的不同企业间大气污染物排放量差异较大;机焦炉颗粒物、NO_x以及热回收焦炉NO_x的排放均高于全国平均水平,而其SO₂排放偏低.      

炼焦过程及周边环境颗粒物中水溶性无机离子特征

为明确炼焦过程排放颗粒物及周边环境颗粒物中水溶性无机离子的污染特征,于2012年5月利用改良的标准大体积总悬浮颗粒采样器采集燃烧室废气烟囱排放、焦炉顶无组织排放及焦炉周边环境空气TSP（total suspended particulates,总悬浮颗粒物）样品,使用Staplex234大流量采样器采集焦炉顶无组织排放及焦炉周边环境空气PM_1.4样品,采用ICS-90离子色谱仪测试样品中SO₄2-、NH₄+、Ca2+、Cl-、NO₃-、F-、Mg2+、K+、Na+共9种水溶性无机离子.结果表明:SO₄2-为炼焦过程排放的特征离子.炼焦过程燃烧室废气烟囱排放的TSP中总水溶性无机离子质量浓度最高,为（5 493±901）μg/m3;其次为焦炉顶无组织排放的TSP,其总水溶性无机离子质量浓度为（902±222）μg/m3;焦炉周边环境空气的TSP中总水溶性无机离子质量浓度最低,为（712±288）μg/m3.SO₄2-为燃烧室废气烟囱排放TSP与燃煤锅炉烟气排放颗粒物中共有的主要特征离子,但与燃煤锅炉烟气相比,燃烧室废气烟囱排放的w（SO₄2-）略低,w（F-）则相反.NH₄+较易富集于焦炉顶无组织排放的细颗粒物中,而SO₄2-则较易富集于粗颗粒物中.研究显示,炼焦过程及焦炉周边环境空气颗粒物中9种水溶性无机离子分布特征不同,SO₄2-是燃烧室废气烟囱排放、焦炉顶无组织排放的TSP中质量浓度最高的水溶性无机离子.      

“组合火焰型”焦炉大气主要污染物排放特征分析

为了研究"组合火焰型"焦炉对大气环境的实际影响,通过实测主要污染物排放浓度,对其排放规律及达标情况进行分析。结果表明:颗粒物有组织排放浓度特征规律为,筛焦处>备煤处>焦炉烟囱>装煤处>推焦处;SO2、NOx有组织排放浓度特征规律为,焦炉烟囱>推焦处>装煤处;BaP有组织排放浓度特征规律为,装煤处>推焦处>焦炉烟囱;装煤处、推焦处以BaP污染为主,焦炉顶以NOx污染为主。受装煤、出焦的双重影响,颗粒物无组织排放由塔南向塔北浓度逐渐降低,BaP、BSM在装煤塔两侧浓度水平相当。在生产负荷大于90%的情况下,所测污染物排放浓度均能达标且优于传统型焦炉,在BaP、BSM控制方面具有明显优势。     

挥发回转窑处置钢丝绳行业污泥的污染物排放研究

通过利用挥发回转窑处置钢丝绳行业污泥的工业化试验,测定了烟气排放参数及污染物排放指标,分析了污泥添加对挥发回转窑烟气排放的影响程度及各项污染物指标之间的相关性。结果表明,污泥添加量18%～22%,对挥发回转窑烟气排放无影响,烟尘、SO2、氮氧化物、Zn、Pb、HCl等各项污染物指标均符合国家控制标准;烟尘排放浓度与Pb、Zn排放浓度呈显著正相关;SO2排放浓度与烟气含氧量、空气过剩系数、排放浓度呈显著负相关。通过控制烟气中烟尘浓度可减少Zn、Pb的排放,在满足SO2排放浓度达标的同时,还应加强工艺供氧量的管理,控制的产生,减少烟气对生产设备的腐蚀。     

中华人民共和国国家标准：锅炉大气污染物排放标准

为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》,促进锅炉行业科技进步,减少锅炉污染物排放,防治大气污染,制定本标准。 1 主题内容与适用范围 1.1 主题内容本标准分年限规定了燃煤锅炉最高允许烟尘与二氧化硫排放浓度、烟气黑度及锅炉初始排放最高允许烟尘浓度和烟气黑度。     

现行焦炉烟气SO_2排放现状及整改措施分析

《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)实施后,部分现有焦化企业焦炉烟囱二氧化硫排放浓度已不满足排放标准,本文通过对焦炉烟囱二氧化硫超标原因的分析,为现有焦化厂实现达标排放提出整改措施。     

兰州市大气污染特征及其成因探讨

为探讨兰州市大气污染特征及其影响因素,对兰州市能源结构、空气污染物及大气颗粒物中水溶性离子进行研究,结果表明,兰州市能源结构以燃煤为主逐渐向多元化过度;重点工业废气排放量由2001年1 010.40亿m3增加到2007年1 406.54亿m3,废气污染物排放量具有波动性,而SO2和NOx等标污染负荷比远高于其他污染物;PM10、SO2和NO2浓度在采暖期高于其他月份,且PM10浓度受沙尘影响也较严重,而NO2浓度季节波动较小;由于沙尘天气影响,每年3-5月出现降尘峰值,硫酸盐化速率与SO2浓度呈正相关性,冬季浓度高于春夏秋季;大气颗粒物中水溶性离子冬春季浓度较夏秋季高,且主要富集在细颗粒物中,以SO42-浓度最高。     

炼焦工序颗粒物排放特征

为探究钢铁企业炼焦工序各排放源颗粒物的排放特征,根据固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法,使用崂应3012H自动烟尘(气)测试仪和安德森分级采样器对某钢铁企业炼焦工序的装煤/推焦、干熄焦排气、筛焦转运等环节的颗粒物排放源进行现场采样.将不同排放源的颗粒物分别进行了微观形貌、粒径分布和化学成分分析.结果表明,各排放源单颗粒分为富铁、富硅、富钙、炭质和烟气聚合体这5种类型,外观上主要呈多角块状、不规则层片、团状和絮状4种形态;装煤/推焦排放颗粒物的粒径集中在3.3~4.7μm,干熄焦排气为3.3~4.7μm和5.8~9.0μm,筛焦转运为4.7~5.8μm;炼焦工序各排放源颗粒物的主要化学成分为C、Si O_2、Al_2O_3、S、Ca O、TFe,质量分数分别为76.30%~81.30%、5.36%~5. 91%、3. 96%~4. 26%、1. 15%~1. 34%、0. 52%~1. 59%、0. 81%~1. 34%.     

中华人民共和国国家标准锅炉大气污染物排放标准

国家环境保护局1992-05-18批准为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》,促进锅炉行业科技进步,减少锅炉污染物排放,防治大气污染,制定本标准.1 主题内容与适用范围1.1 主题内容本标准分年限规定了燃煤锅炉最高允许烟尘与二氧化硫排放浓度、烟气黑度及锅炉初始排放最高允许烟尘浓度和烟气黑度.1.2 适用范围本标准适用于GB1921和GB3166所规定的单台出     

炼焦过程中单环芳烃排放及源特征

通过不锈钢采样罐采样和液氮预浓缩/气相色谱/质谱系统分析,研究我国山西某地的土法炼焦和机械炼焦生产过程中单环芳烃(MAHs)的排放情况.炼焦过程MAHs以苯、甲苯、(间+对)-二甲苯为主要成分,苯和总MAHs浓度在土法炼焦烟气中最高达3421.0μg/m3和4865.9μg/m³,在机械炼焦无组织排放气体和烟气中分别为548.7μg/m³、1054.8μg/m³和1376.4μg/m³、1819.4μg/m³.焦炭生产过程中MAHs浓度变化显著:土法炼焦过程MAHs前期释放浓度高于后期;机械炼焦无组织排放MAHs在装煤和出焦时明显升高;而机械炼焦烟气中则是装煤时最高,出焦时最低.苯、甲苯、乙苯和二甲苯(BTEX)散点图和相关性分析显示机械炼焦释放MAHs主要来自煤的高温分解,而土法炼焦中MAHs释放则可能除焦煤不完全燃烧释放外还受别的因素影响.苯/甲苯/乙苯/二甲苯比值(B/T/E/X)特别是苯/乙苯(B/E)值显示炼焦释放的MAHs具有不同于其它来源的特征.     

煤焦化生产过程甲烷排放初步研究

本研究选取山西省具有代表性的焦化厂,通过在废气排放烟囱上采集燃烧室废气和装煤/出焦废气,初步研究了煤焦化过程甲烷排放特征。结果显示燃烧室废气中CH4占∑(CH4+NMHC)的比例远高于装煤和出焦废气。基于EPA AP-42排放因子的计算方法,煤焦化三个工段的CH4排放因子为228.5±56.1g/t。结合中国机械炼焦炉焦炭产量,2004年中国机械炼焦CH4排放为0.03Tg/a,占中国总CH4排放的0.1%,可能是山西省除煤炭开采外的重要甲烷排放源,该值还需再进一步的工作中完善和验证。     

天津市大气污染源排放清单的建立

通过调研天津市工、农业生产和居民生活的统计资料,研究分析文献报道的各种污染源排放因子,计算出天津市各行业、各区县NOx、SO2、NMVOC、CO、NH3、PM10、PM2.5等污染物的排放量,发展了天津市2003年排放源清单.结果显示,天津市2003年各类污染物质的排放量NOx为1.77×105t,SO2为2.59 ×105t,NMVOC为2.24×105t,CO为1.33×106t,NH3为7.40×104t,PM10为2.52×105t,PM2.5为1.10×105t.从排放源的行业分布来看,燃煤源、汽车移动源、秸秆燃烧源是天津市大气污染物的重要排放源,燃煤源对各污染物的贡献分别为NOx46%,SO284%,NMVOC 1%,CO 58%,PM1018%,PM2.5 24%.火电、水泥、钢铁、炼焦、原油加工等行业依然是重要的工业污染排放源,火电对SO2的贡献为13%,钢铁对SO2的贡献为24%,对CO的贡献为30%.2003年天津市区对NO,、S02、NMVOC、CO等污染物的贡献均高于其它区县,对PM10、PM2.5的贡献也很高;塘沽区对NOx、SO2、NMVOC、CO等污染物的贡献很大,蓟县、武清区、宝坻区对NH3、PM10、PM2.5的贡献很大.     

基于反演模型的焦炉无组织苯并[a]芘排放因子研究

由于焦炉无组织苯并[a]芘排放因子难以测量,导致了焦炉苯并[a]芘大气污染研究存在一定的不确定性.针对上述问题,本研究根据1999年~2003年上海某焦化厂的产量、空气质量监测等数据,建立了基于AERMOD(AMS/EPA REGULATORY MODEL)模型反演苯并[a]芘排放因子的方法.结果显示,企业周边3个监测点年平均浓度结果分别为0.033,0.0024,0.0031μg/m³,均超过了2012年颁布的环境空气质量标准,通过AERMOD模型反演得到该焦化厂苯并[a]芘平均排放因子为14.71mg/t焦煤, 苯并[a]芘预测浓度超标面积125km²,超标区域主要集中在焦化厂周围,超标焦炉苯并[a]芘防护距离为6300m.     

天津近岸海域大气颗粒物无机组分季节变化及源析

2006~2007年在天津近岸海域分4个季节走航采集了不同粒径大气颗粒物样品,分析了其质量浓度以及元素、离子和碳等化学组成,并应用富集因子以及特征化合物比值对其来源进行了探讨.结果表明,天津近岸海域TSP,PM10和PM2.5的质量浓度分别为(294.98±3.95),(279.87±17.53),(205.50±38.13)μg/m3,且呈现出明显的季节变化,秋季颗粒物浓度最高,冬季次之,夏季最低. TSP、PM10和PM2.5中总元素浓度分别为48.76, 47.94,32.08 μg/m3. TSP中含量最高的离子是Na+, PM10和PM2.5中含量最高的离子是Cl-. 3种不同粒径中OC浓度秋、冬两季均明显高于春夏两季. Al/Fe的比值分析结果表明,春季TSP的主要来源为土壤尘,秋、冬季PM10和PM2.5主要受燃煤的影响. Cu、Zn和Pb的富集系数较高,其中Pb在冬季PM10中富集达到最高为741.3. NO3-/SO42-的变化范围为0.28~0.85,春夏季该比值较高于秋冬季,反映了该海域同时受燃煤与机动车污染的影响.OC/EC变化范围为2.13~5.58,表明该海域气溶胶中存在着大量二次有机碳.     

煤粉锅炉掺烧石油焦燃烧污染物排放特性的研究

对煤粉锅炉掺烧石油焦的污染物排放特性作了较详细的研究.煤焦粉的细度对燃烧性能影响很大,因而间接地影响NO_x,SO₂排放;煤焦掺混比以及煤、焦各自的含氮、硫量对NO_x,SO₂排放影响明显;烟气中SO2的浓度随过量空气系数α的增大而减少,过量空气系数α在1.3～1.4之间时,烟气中NO_x的浓度最高.现场调试结果与实验室试验结果基本一致.实际应用中应综合考虑煤焦粉细度、煤焦掺混比以及煤焦中含氮、硫量对其燃烧特性以及NO_x,SO₂排放的影响,以确定合适的细度及煤焦掺混比投入生产运行中.      

2006─2010年环保重点城市主要污染物浓度变化特征

利用2006─2010年全国环保重点城市的空气质量日报数据,分析了大气ρ(SO2)、ρ(NO2)和ρ(PM10)的变化特征. 结果表明:从年际变化看,ρ(SO2)和ρ(PM10)呈下降趋势,ρ(NO2)变化不显著.从季节变化看,ρ(SO2)、ρ(NO2)和ρ(PM10)均呈冬季高、夏季低的特征.从浓度谱分布看,全国大气中ρ(SO2)、ρ(NO2)和ρ(PM10)分别集中在0～0.150、0～0.100和0～0.250 mg/m3范围内,ρ(SO2)和ρ(PM10)谱峰区间逐渐向低浓度范围偏移,高浓度事件逐渐减少,表明SO2和PM10污染得到较明显的控制,而ρ(NO2)谱峰变化不大.从浓度变化看,山西ρ(SO2)、ρ(NO2)和ρ(PM10)下降最明显,年变化率分别为-11.2、-3.6和-14.2 μg/m3;青海ρ(SO2)、山东ρ(NO2)和ρ(PM10)的上升趋势最明显,年变化率分别为4.4、2.7和4.5 μg/m3.      

山西省CO2排放影响因素研究及情景分析

山西作为我国的能源大省,其碳排放强度更是持续位于全国最高水平,分析山西省CO₂排放影响因素,探究其发展模式,对于山西省的低碳发展意义重大.基于STIRPAT模型,将山西省能源CO₂排放的影响因素确定为人口、城镇化率、人均GDP、第二产业占GDP比重、能源强度.在岭回归拟合分析的基础上,利用灰色GM（1,1）模型对山西省CO₂排放驱动因素值进行预测,以提高能源CO₂排放预测的准确性,并结合情景分析方法,为山西省的CO₂减排设计了10种不同的发展情景.结果表明:①人口对山西省CO₂排放影响最大,其次是城镇化率和第二产业占GDP比重.②在当前经济发展阶段,能源强度和人均GDP等因素对山西省的CO₂排放影响不大,但能源强度对CO₂排放的抑制作用不可忽略.③山西省CO₂减排最佳的情景方案为适当控制人口数量和城镇化进程、加快产业结构的转型和技术的革新、降低第二产业占GDP比重和能源强度,并且大力推广新能源和清洁可再生能源的开发使用以优化能源消费结构.在该情景下,山西省2020年的CO₂排放量可以控制在5.16×108 t.