炼油厂VOCs排放及其对O3生成的敏感性研究

对某炼油石化厂进行了O3体积分数和VOCs的监测分析,获得炼油厂周边地区各月O3的体积分数变化特征和日O3体积分数变化特征.研究发现,该炼油厂地区O3体积分数经常超过国家二级标准,说明该地区O3污染严重.该地区O3日变化曲线不同于所在城市中心的O3变化特征.炼油厂地区O3体积分数在6-8月显示出双峰特性以及更长的最大值持续时间.与此同时,在5月、9月、10月使用SUMMA采样罐在炼油厂厂界进行VOCs样品采集,使用气相色谱质谱联用仪(GC - MS)对样品进行分析,得到厂界VOCs各组分的体积分数,烷烃比例最高,约82.6％,其中直链烷烃占49.9％,而芳香烃和烯烃仅为10.2％和7.5％.VOCs监测结果与文献相近,烯烃排放量略低.此外,为了对炼油石化厂排放的VOCs各物种敏感性特征进行量化描述,利用丙烯等效浓度法,对炼油厂区域各VOCs物种的反应活性进行了归一化研究,量化了该地区各物种的反应活性,获得了综合反应活性较强的5种烯烃、4种直链烷烃和1种环烷烃.     

奥运期间北京市交通污染的DOAS监测与分析

采用差分吸收光谱(DOAS)这一光学遥感技术,对2008年奥运期间北京海淀区福寿寺桥位置的交通排放进行实时监测,获得自2008年7月6日至9月21日大气主要污染物SO2、NO2、光化学烟雾的重要产物O3和苯的体积分数,并与微脉冲雷达获得的车流量进行数据融合,评估机动车对奥运期间北京空气质量的影响.结果表明,监测位置NO2和苯释放源主要为交通排放,O3的生成主要与其前体物和光辐射相关,而SO2和车流量没有明显的相关性.研究表明,机动车排放仍是北京主要污染源之一.     

银川市夏季VOCs污染特征及臭氧生成潜势分析

采用罐采样/气相色谱-氢离子火焰检测器/质谱检测器联用法对银川市2021年7-9月大气中116种VOCs进行手工监测,分析其污染特征、臭氧生成潜势和来源。结果表明：观测期间,银川市共检出81种VOCs,总挥发性有机物的平均体积浓度值为58.4×10-9,各主要组分浓度由大到小依次为：含氧挥发性有机物(OVOCs)(42.5%)、烷烃(32%)、卤代烃(7.7%)、芳香烃(6.8%)、烯烃(6.6%)。银川市主要非甲烷烃类体积浓度水平处于国内中等水平。加密观测期间,日变化规律呈双峰结构,高浓度主要出现在凌晨0:00-03:00和午后15:00-18:00,大气光化学反应二次生成对醛酮类有较大贡献,昼间醛酮类物质表现出与臭氧浓度一致的变化特征。臭氧生成潜势分析银川市夏季VOCs臭氧生成潜势为503.1μg/m3,其中醛酮类含氧VOCs(52.4%)和芳烃(19.1%)是主要贡献组分。利用示踪法和比值法推断,液化石油气(LPG)燃烧、机动车尾气和工业排放是非甲烷烃类的主要来源。     

北京及周边地区3个典型站点NO_x和CO的变化特征

为了研究华北平原北部区域不同类型站点光化学前体物的共性与差异,在华北平原北部地区西南-东北主导风向上选取间距大于100km的3个站点,即中国气象局(CMA)、上甸子(SDZ)和固城(GCH)依次代表北京城区、华北本底地区和相对污染的农村地区,进行了近地面NOx和CO观测。结果表明,2008年6月至2009年5月,CMA、SDZ和GCH 3站NOx体积分数的年均值依次为(42.4±21.8)×10-9、(13.8±5.5)×10-9和(26.9±15.2)×10-9,CO体积分数的年均值依次为(1.13±0.37)×10-6、(0.67±0.17)×10-6和(1.11±0.62)×10-6。3站的NOx月均值体积分数及CMA、GCH两站的CO月均值体积分数呈现出冬季高夏季低的特点,而SDZ站的CO 6月均值体积分数(1.03×10-6)为一年中最高。SDZ站的NOx和CO体积分数在中午12时前后出现一个低谷,比CMA和GCH站的提前3~4 h,此后呈上升趋势,体现了午后西南风输送对SDZ站的影响。尽管不同的源排放和大气输送影响导致3站的NOx和CO体积分数在日变化特征上有所差异,但3站的NOx和CO日平均体积分数之间存在极其显著的相关性,体现了区域性污染和气象条件共同影响的特征。     

负载型膨胀石墨催化剂低温催化氧化NO研究

膨胀石墨(EG)具有四级孔结构,是一种优良的吸附剂和催化剂载体.采用超声浸渍法制备了Mn/EG催化剂,用于低温催化氧化NO,考察了金属负载量、进口NO质量浓度及O2体积分数对NO氧化效率的影响.结果表明,利用超声浸渍法制备得到的Mn/EG催化剂低温催化氧化活性较好,且催化剂表面的3价Mn对反应活性有重要影响.进口气体中O2体积分数对反应活性有明显的影响,低温时高体积分数的氧能促进NO的转化.150℃时,在NO体积分数为0.05％、O2体积分数为3％、空速为47 770 h-1的条件下,该催化剂的NO催化氧化效率可达42％.     

广州市三条重污染河涌春季VOCs排放通量的研究

采用Tenax采样管和热解吸与GC-MS联用仪研究广州3条重污染河涌春季释放的挥发性有机物(VOCs)的组成和排放通量。结果表明,3条重污染河涌共检出烷烃、卤代烃、芳香烃、烯烃、醛、醇和其他等7类共37种VOCs成分。BTEX(苯、甲苯、乙苯、间对二甲苯和邻二甲苯)在各采样点中所占比例最大,均占40%以上。24 h连续监测显示,VOCs的排放通量在22:00达到峰值,即66.2μg/(m2.h)。3条重污染河涌的TVOCs排放通量变化范围34.2~94.0μg/(m2.h),其中BTEX排放通量变化范围为15.2~53.2μg/(m2.h)。     

2009年夏沈阳一次大气灰霾污染过程及气象成因

利用2009年8月10-20日灰霾期间沈阳大气成分站大气能见度、相对湿度及可吸入颗粒物等资料,分析此次灰霾的分布特征:11d中有10 d共142 h次出现,灰霾期间能见度在1 312～9 869 m;霾的级别从轻微级别到重度级别,其中轻微到轻度级别出现的次数最多,占全部灰霾次数的92.8%;细粒子PM25质量浓度都超标,最大超标倍数2.88倍.反应性气体SO2和NO2的质量浓度不超标,空气质量在优至轻微污染之间变化;当全天都出现霾时,可吸入颗粒物PM10超标,最大超标0.22倍,空气质量为轻微污染;受均压场的控制,沈阳地区风速比较小,有时发生风场的辐合,且下沉气流强于上升气流;每天02时有一逆温存在,灰霾严重时,到早上08时还存在逆温.     

基于MRMR-RPK-ELM模型的PM2.5质量浓度预测

为了提高PM2.5质量浓度预测精度,提出一种用最大相关最小冗余算法(MRMR)筛选最优特征值,高斯多项核函数(RPK)优化极限学习机(ELM)的PM2.5质量浓度预测模型.以赣州市为例,选择PM10、O3、SO2、CO、NO2、降水、气压、气温、相对湿度、风速等10个影响因子,PM2.5为目标因子,通过降维处理和核函数特征映射代替随机映射解决PM2.5的高度复杂性.结果表明,MRMR算法选出的影响因子PM10、O3、CO、NO2和相对湿度,不仅考虑目标因子与影响因子的相关性,还考虑影响因子之间的相关性,进而降低了数据维度.MRMR-RPK-ELM模型的平均绝对误差、均方根误差、平均绝对百分比误差和确定系数分别为6.35、9.618、19.89％和0.942,相较于原始的ELM模型,PM2.5质量浓度预测精度有明显提升,拟合程度较高,且具有更好的泛化能力,能准确捕捉PM2.5质量浓度的突变节点.     

湖北某工业园区夏季VOCs特征及臭氧生成潜势分析

为了解湖北某工业园区的VOCs排放特征和臭氧生成潜势,基于2021年6月的在线监测数据,对该工业园区的VOCs浓度、组分、日间变化及臭氧生成潜势(OFP)进行了分析。结果表明,该工业园区的VOCs平均体积分数为(55.3±32.3)×10^-9,且呈现从深夜到日间逐渐下降的趋势。在VOCs组分中,卤代烃占比最大,占VOCs总浓度的33.3%。以二氯甲烷为主要污染物的卤代烃在夜间的排放和积累是VOCs在该时段高浓度的主要原因。该工业园区的总OFP平均值为241.7±156.6g/m³,组分中芳香烃和烯烃对OFP的贡献最大,两者共占OFP的73.4%。PSCF表明,园区本地的臭氧生成和累积是导致该区域臭氧污染的重要因素。这些结果表明,加强对该工业园区VOCs排放企业的管理可能有助于这一区域臭氧污染的消除。     

水蒸气对乙烷在金属铁表面还原NO的影响

温度在300~1 100℃时,由程序控温电加热水平陶瓷管反应器在N_2气氛和模拟烟气气氛下,试验研究了水蒸气对乙烷(C_2H_6)在金属铁表面还原NO的影响。在不同温度和模拟烟气中C_2H_6的化学计量比条件下测试了NO的还原效率,讨论了水蒸气对NO还原效率的影响。对反应后铁样品的组分和微观结构变化进行了XRD和SEM分析。结果表明,水蒸气参与了金属铁的氧化反应,而C_2H_6参与了Fe2O3的还原反应,它们的共同作用影响了铁表面的微观结构和组分的变化,从而影响了NO的还原效率。在N_2气氛中,700℃以上时水蒸气降低了C_2H_6还原NO的效率。当C_2H_6的量一定时,随着水蒸气的增加,NO的还原效率有一定的增大。有水蒸气、800℃以下时,不使用C_2H_6时的NO还原效率低于有C_2H_6时,而在800℃以上时高于有C_2H_6时的NO还原效率。在N_2氛围和含有水蒸气条件下,800℃以下时C_2H_6在金属铁表面还原NO的效率要高于相同条件下甲烷(CH4)的效率;800℃以上时C_2H_6/CH4在金属铁表面还原NO的效率的差距逐渐减少。在模拟烟气、800℃以上、富燃料条件下,水蒸气和SO_2对C_2H_6在金属铁表面还原NO的影响较小,可忽略。在模拟烟气(O_2体积分数2.0%、CO_2体积分数16.8%、NO体积分数0.05%、H_2O体积分数7%、SO_2体积分数0.02%、N_2配平)、900℃以上、富燃料条件下,如空气过量系数SR1=0.7时,C_2H_6还原NO的效率超过90%。在富氧条件下,水蒸气使NO的还原效率显著提高,如在模拟烟气(O_2体积分数2.0%、CO_2体积分数16.8%、NO体积分数0.05%、N_2配平)中,当SR1=1.2、1 000℃时,体积分数7%的水蒸气使NO的还原效率增加了27.6%。     

我国VOCs污染治理监管存在的问题及对策

VOCs是细颗粒物(PM_2.5)和臭氧(O3)形成的重要前体物,通过梳理我国VOCs治理相关的法律、政策、标准,并结合重点区域的调研情况,分析了我国VOCs治理监管存在的法律法规与标准体系不健全、执法监管能力建设不足、企业全过程精细化管控不到位等问题,提出应进一步健全法律法规与标准体系,建立智能监管技术与人工智能应用体系,加强全过程精细化管控等对策建议。     

“十四五”我国VOCs排放总量控制方案研究与建议

我国大气污染防治工作已从以细颗粒物(PM_2.5)控制为主转变为PM_2.5与臭氧(O3)协同控制新阶段,O3已成为空气质量达标和持续改善的重要制约因素。挥发性有机物(VOCs)是生成臭氧的重要前体物之一,大幅削减VOCs的排放量是现阶段O3污染防治的关键。本文基于“十四五”我国VOCs排放的预测结果,提出了VOCs总量控制的总体思路、范围和技术路线,设计了VOCs排放总量控制方案,确定了总量分配指标和指标权重,进一步得出各省(区、市)2025年控制情景下VOCs排放的削减率、削减量以及排放总量,并以此为基础对“十四五”时期VOCs总量控制提出了以区域总量控制为主,结合重点行业、重点企业集群实施总量控制;强化重点行业、重点企业、集群或园区综合治理;建立以环境质量为核心,综合VOCs排放量核查核算及减排绩效评估的考核体系;同时提出了建立市场化的减排机制和舆论监督的实施机制等建议。     

柱状V2O5/AC催化剂低温选择性催化还原NO的研究

为了研究柱状活性焦负载V2O5选择性催化还原NO的性能,采用等体积浸渍法制备一系列柱状V2O5/AC催化剂,采用工业分析、元素分析、SEM、BET对催化剂进行表征.结果表明,柱状活性焦表面具有大量的孔隙结构,硝酸改性提高活性焦的氧含量、比表面积和微孔率.同时研究了V2O5负载量、反应温度、Q浓度、空速等因素对NO脱除率的影响.结果表明,在V2O5负载量为3％、反应温度150℃,O2体积分数为5％,空速2500 L/(M·h)时NO的脱除率可达61.89％.     

偏Y形通风工作面上隅角瓦斯抽采模拟

为解决保德煤矿81505工作面上隅角瓦斯超限问题,选择联巷埋管抽采瓦斯方式进行治理.使用COMSOL模拟软件建立采场物理模型,研究瓦斯埋管抽采前后采空区和工作面O2、CH4体积分数分布、工作面在推进过程中采空区最高温度与工作面风速的关系,分析采空区瓦斯分布和采空区"三带"的变化.结果表明:随瓦斯抽采流量增加,工作面上隅角瓦斯体积分数降低;抽采位置距工作面距离增加,工作面上隅角的瓦斯体积分数降低.根据保德煤矿81505工作面采空区的最短自然发火期,选择抽采流量为40 m3/min,在距工作面40 m处进行瓦斯抽采,工作面上隅角瓦斯体积分数从0.53％降低到0.17％,氧化带宽度从100 m增加到149 m.最后通过现场实践,工作面上隅角瓦斯体积分数降低到0.16％,采空区氧化带的宽度范围为135～150 m,在降低工作面上隅角瓦斯体积分数的同时降低了采空区发生自燃的危险性.     

2021年自贡市O3污染过程VOCs污染特征及来源解析

于2021年6-10月利用CIA-ISQ7000型环境空气VOCs自动在线监测系统,对环境空气中多重类型化合物定性定量分析,分析范围包括117种VOCs(PAMS57种、醛酮类13种、卤代烃类47种),并开展不同O₃污染情况下VOCs浓度特征、大气反应活性及来源研究。结果表明,VOCs体积分数浓度范围在(9.2～351.0)×10^-9之间,污染日和非污染日VOCs平均体积浓度分别为(133.35±16.12)×10^-9和(70.28±18.34)×10^-9,污染日VOCs浓度较非污染日偏高90%。对于大气反应活性而言,污染日和清洁日VOCs对臭氧生成潜势(Ozone Formation Potential)的贡献均以醛酮类、烷烃类、卤代烃为主,且排名前10的优势物种基本一致,污染日排名前10的物种为乙烷、丙酮、乙炔、氯甲烷、丙烷、萘、甲醛、正丁烷、乙烯、三氯甲烷,非污染日排名前10的物种为乙烷、萘、四氢呋喃、乙炔、丙酮、氯甲烷、丙烷、甲醛、乙烯、三氯甲烷。PMF源解析结果显示,机动车尾气排放、溶剂使...     

北京市城市街区PM10浓度日变化特征及其影响因子

为了解北京城市街区PM10浓度日变化特征及其影响因素,利用2003年10月BECAPEX(Beijing City Air Pollution Experiment)街道、街区及周边小区4个测点PM10浓度的对比观测试验资料和同期街道机动车流量、采样点附近自动气象站风速及探空资料进行了综合对比分析.通过天气诊断和统计学分析相结合,初步分析了北京市城区街道大气污染物PM10浓度日变化特征及机动车排放污染、气象条件对PM10浓度日变化的影响.结果表明,试验期间北京市城区街道PM10浓度日变化特征存在明显差异,交通源污染物PM10浓度日变化具有单峰与双峰型差异的特殊性.工作日PM10浓度日变化出现双峰,周末PM10浓度日变化仅有单峰出现; 交通污染源和气象条件对城市街区PM10浓度日变化特征的影响程度存在空间差异.离交通污染源较近的街区PM10浓度日变化受机动车排放污染的影响程度较大,而离交通源较远的小区PM10浓度受机动车排放污染的影响相对较小; 不稳定天气条件下交通污染源影响范围较小,在特定天气条件下,气象条件的影响强度可显著超过交通污染源的影响.     

硫酸溶液中二氧化硫的臭氧化过程影响因素的研究

为了优化SO2液相氧化产硫酸过程中的试验操作条件,研究了在O3氧化SO2的过程中反应器进口气体中SO2浓度、O3浓度及臭氧化氧气流量对SO2氧化效果的影响规律。结果表明,在反应器进口气体中低浓度的SO2和高浓度的O3均利于溶液中SO2的氧化,液相氧化时反应器进口气体中SO2的体积比控制在20 000 mL/m3以内为宜。溶液ORP是考察O3氧化SO2的重要指标,溶液ORP降低较快时硫酸根产率较高,表明O3对SO2的氧化效果较好。臭氧化氧气流量增大并不能使硫酸根产率增加。在吸收液硫酸质量分数为3%,气相SO2体积比为6667mL/m3,臭氧化氧气体积流量为1.5 L/min,氮气体积流量为1.5 L/min时,硫酸根产率达到100%。同时,通过研究吸收液硫酸浓度与温度对溶液中的O3饱和浓度影响,得到在稀硫酸(质量分数小于10%)溶液中,O3达到饱和时质量分数较浓硫酸(质量分数大于等于10%)溶液中O3质量分数高,而且吸收液温度越低越利于O3溶解。     

烟气组分对活性炭脱硫性能的影响

活性炭应用于烟气脱硫技术具有脱硫效率高、原料来源广泛、工艺适应范围广、环保性能好、脱硫过程不耗水等优点,受到人们的高度重视。简要介绍了我国SO2的污染现状及目前各种脱硫技术,采用干法脱硫工艺,着重对影响脱硫效率的反应温度、烟气中O2体积分数、SO2体积分数和活性炭粒径等因素进行了研究。结果表明:1)温度的降低有利于提高脱除SO2的效率;2)烟气中O2体积分数越高,活性炭脱硫效果越好,活性炭脱硫能力与烟气中O2体积分数成正比;3)烟气中SO2体积分数越低,活性炭脱硫效果越好,活性炭脱硫能力随SO2体积分数增加而降低;4)活性炭粒径对活性炭的脱硫能力没有明显影响。     

丙烷对甲烷-空气预混气体爆炸影响机理研究

为探究丙烷对甲烷爆炸的影响，通过试验研究不同体积分数丙烷对甲烷爆炸特性的影响特征，利用CHEMKIN-PRO软件模拟丙烷影响甲烷爆炸过程中自由基变化特征。结果表明，随着丙烷体积分数的增大，丙烷对甲烷爆炸呈现出先促进后抑制的作用。当丙烷体积分数为0.2%～0.6%时，促进甲烷爆炸；当丙烷体积分数为0.8%～1.0%时，抑制甲烷爆炸。在丙烷促进甲烷爆炸阶段，丙烷通过均裂反应生成·C₂H₅和·CH₃,·CH₃增大·H、·O、·OH的生成速率，导致爆炸强度增强；在丙烷抑制甲烷爆炸阶段，随着丙烷体积分数的持续增加，O₂体积分数降低，·O生成速率降低，·H、·OH生成速率降低，导致爆炸强度减弱。     

基于数理统计的采空区自燃特性研究

采用数理统计方法对陈家山煤矿416综放工作面CO体积分数变化的影响因素进行分析.结果表明,CO体积分数的变化与工作面推进度存在一定的相关性,在此基础上得出了CO体积分数与煤炭自然发火期、CO体积分数与采空区3带及其特性的关系.从而提出由CO体积分数与推进度累计量的相关性来计算工作面煤层自然发火期,以及确定采空区3带位置的方法.研究成果对煤矿现场预防自燃火灾具有一定的指导作用.