基于风洞平台实验的大型罐区溢油事故后的油气扩散模拟

通过研究江苏省境内某实体罐区发生溢油事故后油气蒸发的扩散规律,掌握罐区空气浓度的变化,以达到保障罐区环保与安全的目的.基于风洞平台实验,测定油气蒸发速率并通过实验风场数据验证数值模型的准确性,建立与实际油库1∶1的大型罐区模型,使用UDF编译环境风方程导入.通过CFD数值模拟,重点分析了罐区发生溢油事故后油气扩散规律、储罐间的油气积聚现象、风速对油气扩散及油气质量分数的影响.结果表明:在风速影响下,罐间会形成涡流,导致油气的积聚,形成危险区域;防火堤对油气扩散存在阻滞作用,而背风侧会使油气聚集;风速越小,油气扩散越慢,油气质量分数越高;风速越大,油品的蒸发速率越大,油气扩散越快,油气质量分数越小.本研究成果可为罐区设计、油库运行及安全环保管理提供参考.     

西安城区大气O3及其前体物的周末效应季节差异

利用2015—2017年西安城区4个环境空气质量监测自动站的O_3和NO_x观测数据及2015年夏秋季挥发性有机物(VOCs)的观测数据,分析了O_3和NO_x周末效应的季节差异及其产生原因。结果表明,西安城区春季、夏季和秋季存在O_3周末大于工作日而NO_x周末小于工作日的周末效应,且夏季和秋季在p0.05的水平下差异显著;冬季出现了O_3工作日大于周末而NO_x工作日小于周末的周末效应,但在p0.05的水平下差异并不显著。在不考虑平流层垂直输送的情况下,近地面O_3的产生取决于NO_x和VOCs前体物的共同光解速度。西安城区属于VOCs敏感区,周末机动车出行数量下降造成NO_x排放减少使NO对O_3的抑制效应减弱,这是西安城区夏秋季周末效应的主要原因。     

加油站油气扩散与回收效果的数值分析

加油站排放出的油气是有毒有害的气体。目前控制油品蒸发损耗的有效方法是采用油气回收系统。基于湍流模式理论,采用FLUENT软件,模拟加油站在使用油气回收系统前后空气中油气浓度分布情况及风对油气扩散的影响,得到油气浓度等值面图、直线及点上浓度变化曲线图。模拟结果表明,实施油气回收,其大气净化率可高达95％以上,因此明显减小加油站火灾隐患及环境污染,并可减少经济损失及节约加油站占地面积。另外,风对油气扩散稀释有明显的影响,如距排放口下风侧5 m处,相对于风速１ m/s,风速为5、8 m/s时的大气净化率分别为54％、71％。虽然无法降低油气排放总量,但是随着风速的增加大气净化率随之变大,可以减少油气浓度值过高造成的危害。     

四川省加油站挥发性有机物排放及控制现状

四川省汽车保有量2017年位列全国第7位,油品储运销过程中挥发性有机物(VOCs)排放压力巨大。利用排放因子法,结合四川省4 492座加油站的油品销售量,编制了四川省2017年加油站VOCs排放清单。另一方面,对四川省不同片区的VOCs排放特征及油气回收关键参数进行了现场实测。结果表明:四川省加油站VOCs排放量共12 294.54t,排放区域主要集中在成都市、绵阳市和宜宾市等地区;四川省四大片区VOCs排放浓度,加油环节攀西片区最高,达到7 076.86μg/m~3,卸油环节川东北片区最高,达到9 638.53μg/m~3,均是其他片区的2～3倍,加油和卸油环节排放的异戊烷最高占比(质量分数)可分别达到70.1%和67.4%;四川省油气回收系统达标情况仍然比较严峻,不达标率高达47%,密闭性和气液比不达标率尤为显著,集中式油气回收系统不达标率高于分散式。     

家具涂料的挥发性有机物排放特征及致癌风险估算

采用顶空实验装置采集家具涂料挥发蒸汽,通过不锈钢采样罐-气相色谱(GC)/质谱(MS)分析系统测量了溶剂型和水型涂料的挥发性有机物(VOCs)排放特征。结果表明,溶剂型涂料排放的总VOCs平均质量浓度为7.6mg/m3,远高于水型涂料的2.6mg/m3。溶剂型和水型涂料排放的VOCs主要以芳香烃和烷烃为主。溶剂型涂料和水型涂料排放的特征VOCs组分为甲苯、2-甲基戊烷、苯、正辛烷,分别占两种涂料总VOCs排放的41.8%(质量分数,下同)和31.2%、21.2%和9.6%、6.5%和5.6%、6.0%和4.8%。溶剂型涂料排放VOCs的臭氧生成潜势(OFP)和二次气溶胶生成潜势(SOAP)明显高于水型涂料,OFP和SOAP的主要贡献组分均为芳香烃物质。溶剂型涂料排放的苯的长期致癌风险是水型涂料的2.6~4.6倍,均远远高于可接受的暴露风险值1×10-6。     

浮盘和气窗位置对内浮顶罐正己烷蒸发损耗的影响

在环境保护日趋严格和受到重视的大环境下,内浮顶罐的蒸发损耗机理和减排降耗规律尚有进一步研究的空间。使用自制的1 000 m3内浮顶罐缩比模型,研究了不同气窗和浮盘位置对罐内气体空间气流分布、罐内风速、储液蒸气浓度以及损耗速率的影响。结果表明:罐壁通气孔储罐和罐顶边缘通气孔储罐的气孔流向均呈现两进两出的特点;壁面通气孔储罐内风速大于顶盖边缘通气孔储罐,而浓度小于后者;浮盘位置越高,蒸发损耗速率越大,顶孔罐相比于壁孔罐的减排效果就越明显,其原因是贯穿整个壁孔罐内气体空间的大旋涡对边圈密封处的影响造成的。通过分析,建议将罐壁通气孔改造成罐顶边缘通气孔,建议在API内浮顶罐损耗公式的修订中考虑气窗和浮盘位置的影响。     

石油石化挥发性有机液体装载源项VOCs排放管控现状及减排策略建议

综合消费量、真实蒸气压和单物质最大增量反应活性(MIR)等影响挥发性有机物(VOCs)光化学反应的关键因素,筛选10种大宗挥发性有机液体,对其载运工具、装载方式、装载环节VOCs排放和治理现状进行调研。结果显示,10种大宗挥发性有机液体整体以汽车装载为主,其次为船舶和火车,占比依次为53.6%、26.5%、19.8%;汽车装车基本建成油气回收,多数实现底部装载;火车装车油气回收较为普遍,但全部为上装,收集效率较低;装船建成油气回收设施较少。根据装载源项VOCs的治理现状、标准要求及减排潜力分析,提出我国当前装载环节VOCs减排策略：原油是目前装载环节重点管控物质,应加快各类装载方式油气回收进程;装载工具方面,应加快装船VOCs治理进度;治理措施方面,应重点加强VOCs收集效果的优化和监管。本研究可为我国石油石化领域装载环节的VOCs污染管控提供参考。     

交叉耦合扩散效应对室内环境影响的数值研究

为了研究室内环境中热、湿以及挥发性有机化合物(VOCs)的分布特征,根据不可逆过程热力学基本原理,考虑交叉耦合扩散效应的影响,采用数值模拟方法研究了室内环境中同时存在温度梯度、水蒸气浓度梯度和VOCs浓度梯度时的自然对流传热传质现象,展示了流场、温度场和浓度场随浮力比的变化状况,着重讨论了热扩散效应、扩散热效应和质附加扩散效应对无量纲传热努谢尔特数和传质舍伍德数的影响特性.研究表明,多物理场中交叉耦合扩散效应对自然对流传热传质具有一定的影响.     

加油站气液比检测方法及其影响

气液比(A/L)是加油站油气回收系统的一项重要控制指标,利用A/L测试仪、光离子化VOCs检测仪和油气排放因子测试装置,研究了不同A/L检测连接方式对A/L检测结果、检测人员暴露浓度、油气排放和油气回收效率等的影响。结果表明,不同连接方式和是否预先向检测油桶注油会导致A/L检测结果不一致,如果油桶与流量计不连接,A/L检测值将是实际A/L的1.04倍,当按照A/L=1.00~1.20调整加油枪A/L时,实际A/L将在0.96~1.15之间;按照国标GB20952-2007连接方式检测A/L可以减少检测过程中约80%的加油油气排放,夏季检测人员暴露油气浓度将由451×10-6(体积浓度)下降至91×10-6(体积浓度),油气排放因子将由1 056 mg/L下降至242 mg/L,更可减少因油罐吸入空气造成额外的汽油挥发排放,但不能减少倒油油气排放。     

典型石化企业挥发性有机物排放测算及本地化排放系数研究

石化行业是中国大气挥发性有机物(VOCs)的重要来源。以中国某新建典型石化企业为例,综合采用不同核算方法估算并比较了石化企业典型排放环节VOCs的排放结果;并在此基础上计算了石化企业典型排放环节本地化排放系数。结果表明,典型石化企业各环节VOCs排放量贡献分别为:储罐50.4%、废水收集与处理29.0%、火炬8.3%、装卸5.2%、设备密封点3.4%、循环冷却水2.4%、燃烧烟气0.8%、工艺废气0.5%;在装卸、设备密封点、废水收集与处理、循环冷却水环节,不同核算方法造成核算结果差异较大,排放系数法核算结果为本研究方法核算结果的数倍,其中装卸过程为4.2倍(无回收设施)和16.4倍(含回收设施),设备密封点为4.4倍(泄漏筛分法)和55.4倍(相关方程法),废水收集与处理为2.1倍,循环冷却水为2.1倍;《大气挥发性有机物源排放清单编制技术指南》中石油炼制企业的VOCs排放系数为本研究1.8倍,因此石化企业在建立排放清单时应开展本地化研究,建立本地化系数;研究结果对于中国建立石化企业VOCs排放清单提供了一定支撑。     

机动车尾气VOCs排放特征及减排措施研究

分析了机动车尾气挥发性有机物(VOCs)的排放特征,发现尾气VOCs排放具有明显的日变化和季节变化特征。不同区域不同车型机动车尾气VOCs成分谱略有差异,轻型汽油车尾气VOCs中芳香烃和烷烃含量较高,柴油车烷烃含量较高。尾气排放受机动车保有量、行驶里程、维护保养水平、行驶速度和燃油标准、排放标准等因素影响。从优先控制汽油车、加快机动车更新、采取本地化减排措施、加强多元管理措施、提高科研水平等方面提出了针对性的减排措施。     

胶合板制造工序中有机挥发物的散发特征

对胶合板工厂各制造工序的有机挥发物(VOCs)的排放量进行调查,对排出的VOCs成分及排放模式进行研究。在胶合板制造各工序中,VOCs的排放量由大到小依次为热压、单板干燥、胶黏剂涂抹和冷压。对单板干燥过程中所排放的有害气体进行水洗处理,能够减少甲醛和乙醛的排放。在排放出来的羰基化合物中,乙醛在单板干燥过程中所占比例最大,而甲醛在热压过程中所占比例最大。对排放的有害气体进行连续的VOCs浓度测定,发现胶黏剂涂抹和热压过程中的VOCs浓度变化不同。     

催化剂对等离子体协同催化降解挥发性有机物影响的研究进展

挥发性有机物(VOCs)是目前大气区域复合污染的重要前提物之一。近年来发展的等离子体协同催化降解技术可将等离子体能在常温常压下进行反应和催化剂具有高选择性的优点结合起来,在VOCs降解上具有明显的优势。在这一体系中,催化剂可显著提高VOCs降解效率,但不同的催化剂所起的作用以及机理存在差异。因此,从催化剂对降解VOCs效应的影响,催化剂类型、位置对VOCs降解效果及机理的影响进行了综述,以期为等离子体协同催化降解VOCs技术的研究与发展提供依据。     

基于受体模型和排放清单的杭州市挥发性有机物来源解析及其对臭氧生成的影响分析

为了解杭州市挥发性有机物(VOCs)的污染特征及其对臭氧生成的影响,利用2020年9月至2021年8月的VOCs在线监测数据,全面分析了杭州市VOCs污染特征,并利用正定矩阵因子分析(PMF)和排放清单对VOCs进行来源解析,分析不同组分的臭氧生成能力。结果显示,杭州市VOCs逐月变化呈现“冬高夏低”的特征,烷烃在总VOCs中的占比最高。根据PMF解析,对杭州市VOCs浓度贡献最大的为机动车尾气排放源和溶剂使用排放源。排放清单中,溶剂使用排放源和工业排放源为贡献最大的来源。与排放清单结果相比,PMF结果中机动车尾气排放源和汽油挥发排放源贡献率偏高,与监测点位于城区环境、距离工业园区较远有关,因此VOCs污染防控应针对不同区域精准施策。从各组分对臭氧生成潜势的贡献来看,烯烃和芳香烃是贡献最大的组分。     

加油站埋地油罐呼吸排放因子法的本地化应用

加油站汽油挥发是挥发性有机物(VOCs)的重要来源之一。加油站VOCs排放包括卸油排放、加油排放、呼吸排放、加油枪滴油和胶管渗透排放等5个环节。针对加油站各环节排放因子已开展了诸多统计研究,但并未考虑加油站工艺及设备配置、日均加油规模等因素对排放因子的影响。参考美国CARB认证规程,采用自主研发的加油站呼吸排放测试系统,以北京某年销汽油量约9 000 t且未安装油气处理装置的加油站为测试站点,开展埋地油罐呼吸排放因子的本地化研究。通过对呼吸排放量的连续监测,采用实验检测与数据统计相结合的方法,研究呼吸排放因子与加油量的相关性。结果表明：加油站的埋地油罐呼吸排放因子与日均加油量显著相关;对于标准化加油站,日均加油量小于15 920 L时,呼吸排放因子为0;随着日均加油量的升高,呼吸排放因子逐步升高,且符合多项式方程;超过28 800 L后,呼吸排放因子变化趋于稳定在约30 mg·L-1。综合考虑后处理装置安装成本和产生的环境效益,年汽油销售规模超过4 500 t的加油站应安装后处理装置,以降低呼吸排放的油气量。本研究结果可为不同规模加油站的VOCs排放分级管理提供参考。     

中山市大气挥发性有机物污染特征及来源解析

为深入了解中山市挥发性有机物(VOCs)来源及对臭氧的影响,基于2021年1—12月VOCs在线监测数据,对大气VOCs体积分数、组分特征、臭氧生成潜势(OFP)和来源情况进行了研究。结果表明：中山市大气VOCs体积分数日均值为2.61×10^-9～1.14×10^-7,年均值为2.18×10^-8,其中,烷烃是占比最大的组分,占60.0%,其次是芳香烃和烯烃,分别占25.9%和9.3%。除乙烯外,臭氧污染日前十物种体积分数较非污染日上升6%～49%。中山市OFP平均值为228.43μg/m³,其中,芳香烃和烯烃是贡献率较高的组分,间/对二甲苯、甲苯、邻二甲苯和异戊二烯等是关键活性物种。VOCs主要来源有机动车排放源、油气挥发源、工业源、燃烧源、溶剂使用源、天然源。溶剂使用源和工业源是OFP贡献率最高的污染源,贡献率分别为25.5%和24.0%,燃烧源、油气挥发源、天然源和机动车排放源贡献率分别为14.1%、13.3%、11.6%和11.5%。     

青岛市重点工业行业挥发性有机物对二次污染物生成的贡献及健康风险研究

对青岛市重点工业行业橡胶制造业、塑料制造业、化学品制造业、涂料制造业、石油加工业、金属制品业、制鞋业、包装印刷业、铁路船舶制造业、汽车制造业的挥发性有机物(VOCs)排放浓度开展了调研,探讨了其对二次污染物O3和二次有机气溶胶生成的贡献,并评价了非致癌风险。结果表明,青岛市各重点工业行业排放VOCs浓度总体较低,石油加工业和化学品制造业VOCs排放浓度占比较大,而金属制品业、铁路船舶制造业、汽车制造业等行业排放的废气VOCs对二次污染物生成的贡献较高。化学品制造业、包装印刷业和汽车制造业排放的废气VOCs的非致癌风险总和略超过了风险阈值1,主要是由芳香烃类引起的,普通人群不会直接接触工业行业排放的废气,基本处于安全水平,一线工人可能存在一定潜在危害,应加强防护。对工业企业进行VOCs治理,除控制排放总量外,更应该针对行业类型、VOCs来源及组分进行有的放矢的管控。     

三明市大气污染物排放特征研究

通过实地调查和统计获得区县尺度排放源活动水平数据,采用物料衡算法和排放因子法,估算三明市2015年大气污染物排放清单,选取经纬度坐标、路网、土地类型和人口等数据作为权重因子,利用地理信息系统(GIS)技术建立1km×1km高精度网格,分析各类排放源污染排放的数值和空间特征。结果显示,2015年三明市SO_2、NO_x、挥发性有机物(VOCs)、PM_(10)、PM_(2.5)和NH_3的排放总量分别为5.22×10~4、5.80×10~4、1.88×10~5、7.92×10~4、3.23×10~4、2.26×10~4 t。污染贡献方面:工业源是SO_2的排放主要来源;NO_x的主要排放源为工业源和移动源;天然源对VOCs排放有显著贡献;工业源和扬尘源是PM_(10)和PM_(2.5)的主要贡献源;NH_3排放主要来自农业源。空间分布方面:SO_2、NO_x、PM_(2.5)和PM_(10)的排放主要集中在城镇化程度高的永安市和梅列区,VOCs与NH_3排放则与植被分布和农业生产水平密切相关。与2007年和2009年三明市的排放清单对比,发现工业排放控制政策及秸秆禁烧令的实施对PM_(2.5)、PM_(10)和VOCs的减排有明显效果。     

上海市夏季臭氧生成与其前体物控制模拟研究

基于WRF-CMAQ模型,结合长三角地区大气污染源排放清单,设计9组预测情景,模拟分析上海市2012年7月臭氧生成与臭氧前体物(NOX、挥发性有机物(VOCs))排放之间的变化关系。结果表明:(1)上海城区臭氧生成属VOCs控制型,控制VOCs的排放可降低臭氧浓度。(2)减少臭氧前体物排放对日间高浓度臭氧有较好的控制效果,夜间则相反。(3)徐汇、静安站点控制VOCs排放对降低臭氧浓度效果较显著,当VOCs削减比例为75%时,两个站点的臭氧浓度超标小时数分别下降了45.5%以上、50.0%以上。青浦淀山湖及浦东川沙站点控制NOX排放对降低臭氧浓度效果较好,当NOX削减比例为75%时,两个站点的臭氧1h浓度超标小时数分别降低75.0%、100.0%。(4)在最大控制力度(即NOX和VOCs均削减75%)下,徐汇、静安、青浦淀山湖、浦东川沙站点的臭氧1h浓度超标小时数也从基准情景的11、8、16、6h下降至0、3、4、0h。     

浙江省某印染企业VOCs的产生特征及去除特性

为探究印染行业生产过程中挥发性有机物(volatile organic compounds, VOCs)的产生特征及现有控制措施对VOCs的去除效果,选取浙江某典型印染企业作为研究对象,调查了该企业主要VOCs污染源(包括定型机、配料间及污水站)的废气产生特征,测定和评价了各废气处理装置对VOCs的去除效果。结果表明,该企业定型机、配料间及污水站产生的有组织废气总流量分别为8.6×10~5、7.4×10~4、2.8×104 m~3·h~(-1),产生的VOCs平均浓度分别为14.7、9.0和14.9 mg·m~(-3),有组织废气源VOCs的年产生总量约为80 t。定型车间、印染车间和污水站附近无组织VOCs的平均浓度分别约为0.66、0.16和0.59 mg·m~(-3)。产生的典型VOCs包括苯甲酸苄酯、五氟丙酸三十八烷酯、乙二醇单丁醚、十六烷、异喹啉等。定型机废气采用"冷却+静电"或"喷淋+静电"工艺处理,其对VOCs的去除率仅为2%～6%。配料间和污水站产生废气采用"碱洗+次氯酸钠洗涤"工艺处理,其对VOCs的去除率为8%～58%。研究结果可为印染行业VOCs污染控制提供参考。