重点工业涂装行业VOCs减排路径与潜力评估

工业涂装行业是挥发性有机化合物（VOCs）综合治理的重点行业之一,涉及行业广,排放环节多,排放量大.确定不同行业的排放特点、治理现状与减排潜力是制定差异化的防治技术路线的基础.本文根据工业涂装行业排放占比,选取家具、汽车整车、汽车零部件、集装箱、机械制造、船舶、钢结构等行业开展源头替代、涂装工艺和设备、无组织排放收集以及末端治理等环节VOCs减排研究,分行业归纳总结VOCs排放特征,梳理VOCs控制技术在各行业的应用情况,评估各行业VOCs全过程控制整体水平,识别工业涂装VOCs控制的薄弱环节,计算不同减排路径下各行业的减排潜力.结果表明：(1)工业涂装行业普遍存在低VOCs含量涂料替代不足、自动化涂装方式占比低、无组织收集率偏低以及高端末端治理设施覆盖率偏低等问题,实施工业涂装行业全过程控制具有较大的减排潜力.(2)不同工业涂装行业减排重点应有所差别,木质家具、船舶和钢结构的VOCs减排潜力主要为源头替代及工艺改进,其减排潜力分别占本行业总减排潜力的80.3%、75.5%和68.2%,而汽车制造、集装箱、机械制造行业的重点减排环节以无组织收集和末端治理为主,该环节减排潜力分别占本行业...     

京津冀区域人为源VOCs排放特征及管控策略

挥发性有机物(volatile organic compounds, VOCs)是细颗粒物(PM_2.5)与臭氧(O3)的重要前体物,对我国城市复合污染的形成有重要影响,京津冀区域大气污染问题严峻,VOCs排放源类别复杂,且排放量基数大,亟需形成有效的VOCs管控策略.因此选取京津冀区域人为源VOCs排放为研究对象,建立2018年分行业分物种VOCs排放清单,并基于实测与文献调研的行业VOCs成分谱数据,获取各排放源臭氧生成潜势(ozone formation potential, OFP)与二次有机气溶胶生成潜势(secondary organic aerosol formation potential, SOAP),同时构建VOCs排放源优先控制分级技术方法,计算各排放源分级指数,明确优先控制排放源目标.结果表明：(1)京津冀区域2018年人为源VOCs排放总量为214.0×10⁴ t,其中芳香烃、烷烃与含氧有机物为主要物种.(2)小型客车、工业防护涂料、重型货车、焦化行业是OFP与SOAP的最主要来源.(3)工业防护涂料、小型客车、重型货...     

工业城市人为源VOCs排放特征及典型行业控制对策:以聊城市为例

近年来以PM_2.5和臭氧(O₃)为特征污染物的大气复合污染问题频发,VOCs是工业城市O₃和PM_2.5产生的重要前体物之一,明确VOCs排放来源及特征有利于精准减排以及PM_2.5和O₃协同控制措施的制定. 聊城市是山东省典型工业城市,PM_2.5和O₃分别是秋冬季、夏季的首要污染物. 本研究以聊城市为例,运用排放因子法构建2020年聊城市人为源VOCs排放清单,分析VOCs排放来源及特征并提出控制对策. 结果表明:①2020年聊城市VOCs排放总量为28 434.5 t,溶剂使用源(10 551.5 t)、工艺过程源(6 504.9 t)和移动源(6 311.1 t)为主要排放来源,总占比为82%,与其他工业城市情况相似. ②从空间分布来看,VOCs排放明显集中于城区,与工业企业及人口分布等具有密切联系. 茌平区及东昌府区VOCs排放量较大,分别为6 800.1、6 333.4 t. ③从三级排放源看,机动车(5 748.4 t)、木材生产及胶粘剂使用(4 586.7 t)、橡胶和塑料制品业(2 849.2 t)等VOCs排放量较大,且排放的特征组分对大气中O₃及二次有机气溶胶的生成影响较显著. ④通过对典型行业原辅材料和末端设施使用情况进行分析,发现建筑涂料使用、工业涂装和印刷印染行业溶剂型涂料使用量占比分别为49%、91%和56%,同时工业涂装、印刷印染以及石化与化工行业的高效末端设施使用数量占比总体不足20%,具有较大的减排潜力. 研究显示,聊城市工业VOCs排放源减排潜力较大,应尽快推进典型行业低挥发性溶剂和高效末端设施的替代升级.      

我国固定源挥发性有机物污染管控的现状与挑战

挥发性有机物（VOCs）成为PM_2.5和臭氧（O₃）协同控制的核心污染物之一,但目前VOCs污染控制仍处于摸索阶段,其控制措施的有效性有待总结研究.为了进一步推动VOCs管控的有效性和科学性,对VOCs的定义、表征方法、排放标准、全过程控制技术及相应制度体系的现状进行了梳理,分析了存在的问题,并提出了相应的对策建议.结果表明:①国家和地方对VOCs的定义尚未统一,导致管控范围不明确,因此建议基于VOCs的物理性质（沸点和蒸气压）确定其管控范围,并与恶臭物质、有毒有害污染物分类协同控制,研究制定豁免清单和优先控制清单.②通过比较VOCs表征和监测方法的差异发现,非甲烷总烃（NMHC）的检测方法在稳定性、可靠性方面尚存在不足,建议建立总碳氢化合物（THC）与NMHC相结合的监测方法.③基于全过程控制技术体系的概念,分析并发现源头控制、过程控制、末端治理措施实施中存在投入和产出不平衡、稳定达标困难等问题,建议基于治理措施的全生命周期综合效益评价,建立最佳治理技术筛选方法.④针对VOCs排放总量控制制度与排污许可证制度、排放税制度等尚未有效联动的问题,建议统一总量核算办法、增设专门的VOCs排放税.⑤鉴于国家和地方排放标准存在差异,建议制定区域一体化排放标准以避免某些产业在有限区域内简单转移.      

不同行业点源产生VOCs气体的特征分析

在调研552个工业VOCs点源案例的基础上,采用Origin 7.5软件统计分析了不同行业产生VOCs气体的特征. 结果表明:工业点源产生VOCs气体的流量主要分布在103~105m3/h之间;其中,食品制造业,木材加工,印刷业和木、竹、藤、棕、草制品业等产生的VOCs气体流量较高,在104~105 m3/h之间. 各工业点源产生的ρ(TVOC)(VOCs气体质量浓度)主要分布在102~104mg/m3之间;其中,非金属矿物制品业、农副食品加工业、石油加工、炼焦和核燃料加工业、化学原料及化学制品制造业等行业产生的ρ(TVOC)较高,在103~104mg/m3之间. 化学原料及化学制品制造业、医药制造业产生的VOCs种类较多;各行业产生的典型VOCs包括苯类、酯类、醇类、醛类、酮类等. 该研究成果可为相关行业开展点源VOCs污染治理和控制技术选择提供参考依据.      

2011~2019年中国工业源挥发性有机物排放特征

为阐明近年来我国工业源挥发性有机物（volatile organic compounds,VOCs）排放特征,对排放源分类体系进行完善并采用动态排放因子法,建立了2011~2019年中国工业源VOCs排放清单.结果表明,全国工业源VOCs排放量从2011年11122.7 kt增长到2017年13397.9 kt,而后增长势头得到遏制并略有下降,到2019年下降至13247.0 kt.4个环节的排放结构发生改变,基础化学原料制造、汽油储运、涂料、油墨、颜料及类似产品和工业防护涂料涂装等排放源对相应环节的排放贡献不断上升,相反汽车、集装箱制造与石油和天然气加工等行业排放贡献有所下降.2019年全国工业源VOCs排放中,工业涂装、印刷和基础化学原料制造排放量大（共占总量的39.2%）,且近9年排放占比不断增加,是今后需关注的重点排放源;空间上,华东和华南地区VOCs排放最多,山东、广东、江苏和浙江是贡献最大的4个省份,合计占总量的40.6%.     

溶剂使用源挥发性有机物排放特征与污染控制对策

VOCs（volatile organic compounds,挥发性有机物）作为臭氧和二次有机气溶胶的关键前体物,已成为工业行业重点控制的大气污染物.源头控制作为工业源VOCs污染防治的重要手段,近5年来得到了快速发展.选取家具制造业、汽车制造业和包装印刷业作为代表性溶剂使用行业,逐生产工序检测、分析溶剂使用企业在使用传统溶剂型溶剂和新型水性溶剂时的VOCs排放特征,定量研究新型低/无VOCs溶剂替代所带来的VOCs污染特征的变化规律,分析并提出溶剂使用源VOCs污染控制对策.结果表明:不同生产工序所排放VOCs的浓度及其各物种贡献率均存在差异,使用新型水性溶剂时,酯类和烷烃为首要VOCs物种,ρ（VOCs）集中在8.77~40.21 mg/m3之间;使用传统溶剂型溶剂时,苯系物和酯类为首要VOCs物种,ρ（VOCs）分布在27.08~2 418.47 mg/m3之间,ρ（VOCs）为使用新型水性溶剂的2.78~50.00倍（以平均质量浓度计）,醇类、苯系物、烯烃、酮类、酯类和烷烃的质量浓度分别为使用新型水性溶剂的75.47、19.43、18.27、5.74、5.35和1.20倍.研究显示,源头控制通常需升级配套的生产工艺及设备,但相较于末端控制和过程控制更易管控;水性溶剂替代作为现阶段溶剂使用行业源头控制的主要手段,可有效降低各排污节点的VOCs排放浓度,实现VOCs减排;同时,苯系物和烯烃排放浓度及其排放总量的削减,可降低排放废气的反应活性,从而减少溶剂使用行业二次污染物的生成量.      

厦门市工业源VOCs排放清单及控制对策分析

根据收集厦门市所辖6个区的工业源活动水平数据和厦门市环境统计数据等相关资料,运用排放因子法计算得到2019年厦门市6个辖区的8个行业的工业源VOCs排放清单,分析了厦门市各辖区VOCs排放强度的空间分布格局.在工业源VOCs排放清单的基础上结合企业调研,分析排放清单企业VOCs污染处理技术情况并提出相应的控制对策建议.结果表明,2019年厦门市工业源VOCs产生总量为16 027.88 t,排放总量为5 514.58 t,其中厦门岛外的海沧区、同安区、翔安区和集美区VOCs排放量分别为1 648.35、2 111.13、667.52和750.48 t,岛内的湖里区和思明区VOCs排放量较少,分别为292.42 t和44.68 t.除了湖里区,厦门市排放强度呈现岛外大于岛内的空间分布特点.厦门市8个行业中,VOCs排放主要来自于涂装、印刷、化工和橡胶行业,分别占厦门市总排放量的51.21%、20.18%、13.63%和10.67%.厦门市VOCs废气处理工艺情况分析结果表明,从源头控制层面,企业使用低(无)产生VOCs的原辅材料,可有效地从源头控制VOCs产生和排放;从末端处理工艺层面,...     

末端治理对工业涂装行业VOCs排放的影响

选取河北省4类典型工业涂装行业开展车间与末端排口VOCs样品采集,检测分析了102种VOCs组分,获得了4类行业车间与排口处VOCs排放特征.结果表明,不同行业由于涂料类型、使用量等因素影响,VOCs排放浓度存在较大差异;芳香烃与含氧挥发性有机物(OVOCs)是家具制造、车辆制造与专用设备制造行业的主要组分,占比分别为...     

基于LHS-MC青岛市工业源VOCs排放清单及不确定性

采用自下而上法,逐一采集企业活动水平,抽样调查企业获取治理措施变量,使用优化后的排放系数法建立青岛市工业源VOCs排放清单,同时将MC和LHS方法联合,模拟单变量和多变量对VOCs清单不确定性影响.结果表明,2019年青岛市工业源VOCs排放总量为4.47万t(未优化排放系数法:3.11万t),排放贡献较大行业依次为橡胶与塑料制品业、金属制品业、石油/煤炭及其他燃料加工业,占总量40.26%.多变量模拟的不确定性高于单变量,工艺过程源(-9.72%～230.51%)和溶剂使用源(-14.14%～122.77%) VOCs清单的不确定性明显高于燃烧源(-15.62%～36.41%).影响VOCs清单不确定性的行业和主要因素为:化工、造纸和纺织(排放因子);金属制品、汽车制造和化工(去除率和设施运行率);石油加工和黑色金属冶炼(样本数少).VOCs排放主要集中在:西海岸新区东部、大珠山北部、即墨区南部、城阳区北部、胶州市东北部、平度市建成区和莱西市东南部.     

北京市电子工业VOCs排放特征及行业排放强度对比

为更好地掌握北京市电子工业挥发性有机物（VOCs）排放特征及其与其他溶剂使用行业的排放差异,为工业结构调整提供启发和建议,通过实际监测,识别电子工业有组织和无组织VOCs排放水平,采用产污系数法并结合集气效率和去除效率,核算得到2019年北京市电子工业VOCs排放量及各子行业的排放贡献,并与其他典型溶剂使用行业的VOCs排放强度进行了对比.结果表明:电子工业VOCs产生主要集中在光刻、清洗、剥离、显影等环节,使用的有机溶剂主要包括光刻胶、稀释剂、清洗剂和去除剂,分别约占3%、81%、6%和10%,其中约16%以废气形式排入大气.核算得到2019年北京市电子工业VOCs排放量为1 542 t,主要来自显示器件和集成电路行业,分别贡献了71%和18%,与其产量和有机溶剂使用量较大有关,电子专用材料制造和其他行业则分别贡献了3.2%和7.8%.通过与其他典型溶剂使用行业排放强度对比发现,电子工业单位产值VOCs排放强度较低,是家具制造、印刷等传统溶剂使用行业的1/2 750和1/3 250,说明北京市工业结构调整和优化对于减少污染排放具有重要作用.研究显示,可综合城市发展及经济水平,逐步限制发展高排放工业类别,鼓励发展如电子工业等技术密集型和附加值高的行业类别,从而促进城市空气质量的改善.      

典型工业源VOCs治理现状及排放组成特征

基于长三角典型城市大气VOCs排放清单识别的8个VOCs主要排放行业,选择11家代表性企业,实测研究了VOCs治理装置、排放现状、排放组成特征,并计算相关行业排放的臭氧生成潜势.结果表明,不同净化技术对非甲烷总烃(NMHC)的去除效率差异大,存在净化后浓度增加的现象,目前的环保装置对废气的处理有待优化.本次采样的大部分企业存在NMHC、苯、甲苯、二甲苯超标现象,其中甲苯的超标情况最严重.对于筛选的8个主要行业,芳香烃和含氧VOCs,是最主要的排放化合物,芳香烃是对臭氧生成贡献最大的化合物.在不同行业中,VOCs组成存在显著差异,因此在制定VOCs减排控制措施时,应优先减排对臭氧生成贡献大的行业.     

济南市典型行业VOCs排放特征及减排潜力分析

基于济南市2020年大气污染源排放清单,选取化工、工业涂装、印刷和家具制造作为VOCs排放典型行业,对VOCs排放现状及存在问题进行调查分析,并依据企业规模及末端治理技术现状,设计出2种减排情景,估算减排潜力.结果表明,典型行业VOCs排放量从大到小依次为化工(7 947.92 t)、工业涂装(2 383.29 t)、印刷(792.87 t)和家具制造(143.79 t),其中,化工和工业涂装以大型企业为主,VOCs排放量占比分别为46.45%和50.89%,印刷和家具制造以中型企业为主,VOCs排放量占比分别为51.76%和42.37%;末端治理以单一低效治理技术为主,燃烧技术和组合技术等高效治理技术的使用率仅为7.46%;企业现场调研发现部分企业存在未完成源头替代、无组织排放管理不到位和末端治理设施适配性差等问题,具有一定的减排潜力.在设计的2种减排情景下,化工行业减排潜力最大,减排率为69.58%～84.99%,工业涂装、印刷和家具制造行业的减排率分别为26.98%～34.74%、 36.96%～59.74%和8.55%～40.45%.各行业的大、中型企业减排潜力较大,平均减排率...     

我国经济快速发展区工业VOCs排放特征及管控对策

近年来随着我国经济快速发展,挥发性有机物（VOCs）作为雾、霾和臭氧前驱物日益受到关注,经济快速发展区VOCs污染情况尤为复杂.本文对京津冀、长三角和珠三角的12种典型工业行业及垃圾、废水处理厂与综合工业园区、居民区的VOCs排放特征与分布趋势进行系统分析.解析出制药、橡胶和油漆喷涂为12种典型工业行业中VOCs平均排放浓度最高的3个行业,得到平均浓度分别为541、499和450 mg·m^-3,应给予高度关注.对比分析发现长三角与京津冀地区平均排放浓度最高是制药行业,分别为112 mg·m^-3和1.00×10³ mg·m^-3;而珠三角地区油漆喷涂行业排放最高,平均浓度为1.04×10³ mg·m^-3.进一步对12种典型工业行业VOCs种类分布情况进行分析,发现毒性大的芳香烃与卤代烃分别在油漆喷涂与制药行业中排放占比最高,达到55.99%和26.57%.三大经济区中长三角地区居民区与综合工业园区附近VOCs浓度最低,京津冀地区浓度最高,与各地区工业排放分布情况一致.分析2002~2018年的数据发现居民区VOCs浓度整体呈现波动性下降趋势,尤其2016年后显著降低,反映出我国VOCs防治的相关政策、法律法规和标准及技术对现阶段VOCs控制起到了显著成效.     

工业源VOCs污染防控对策案例研究

挥发性有机物(VOCs)已经与氮氧化物(NOx)、颗粒物等成为我国典型城市群的主要大气污染物,其中工业源VOCs排放量大,是珠江三角洲地区影响最大的一类VOCs排放源。由于VOCs种类繁多,来源及转化生成臭氧的机制复杂,为解决此类复杂的VOCs污染问题,文章以东莞市作为珠三角典型区域代表,归纳总结了VOCs防控措施,分析了工业源VOCs治理的难点,有针对性地提出相关的有效对策建议,以期为大气环境质量管理和决策提供有益帮助,也为全国其他城市的VOCs污染防控提供借鉴。     

工业源挥发性有机物动态更新平台的建立与研究

挥发性有机物(VOCs)是一类重要的大气污染物质,通过工业源VOCs动态更新平台对其进行管控是十分必要的.对比分析国内外VOCs动态更新机制的发展状况,结合天津市建立的工业源VOCs排放申报平台,提出了包括建立涵盖全行业的统一申报系统、建立规范的申报和审核流程、确定统一的总量核算办法、形成工业源VOCs排放清单、建立VOCs动态更新机制在内的动态更新平台建立思路,用于指导工业源VOCs的污染防治工作.     

Allowance and allocation of industrial volatile organic compounds emission in China for year 2020 and 2030

As an effective pollution control method, emission allowance and allocation just implemented in volatile organic compounds(VOCs) control strategy of China in 2016. This article presents a possible way to set the emission allowance targets and establishes an allowance allocation model for the object year, 2020 and 2030, using 2010 as the reference year. On the basis of regression and scenario analysis method, the emission allowance targets were designed,which were 17.902 Tg and 18.224 Tg for 2020 and 2030, with an increasing rate of 28.75% and31.06% compared to 2010. From the perspective of industries, processes using VOCscontaining products, like machinery and equipment manufacturing, would continue to be the most significant industrial VOCs emission sources in the future of China. Four allocation indicators were selected, which are per capita GDP of each province, per capita industrial VOCs emission of each province, the economic contribution of industrial sector to regional economy of each province, and the emission intensity per land area of each province, respectively.Based on information entropy, the weights of the indicators were calculated and an emission allocation model was established, and the results showed that provinces like Shandong,Jiangsu, Guangdong, Zhejiang and Fujian were calculated to obtain more emission allowance while burden more reduction responsibility. Meanwhile, provinces like Guizhou, Ningxia,Hainan, Qinghai and Xizang were on the contrary. This paper suggests governments to enhance or ease to industrial VOCs reduction burden of each province in order to stimulate its economy or change its way of economy development.     

溶剂使用源有组织排放VOCs监测方法及组成特征

以上海2家大型修造船企业、3家大型汽车制造企业、2家大型涂料生产企业、1家大型油墨生产企业以及1家大型包装印刷企业为例,研究不同监测方法对溶剂使用源有组织排放废气VOCs(挥发性有机物)监测的适用性;并在此基础上初步探讨溶剂使用源排放VOCs的组成特征.结果表明:Summa罐可以很好地采集和储存溶剂使用源排放的有机物,废气在Summa罐采集、储存1周后,其中NMHC(非甲烷总烃)质量浓度与企业现场测试结果一致性很好,二者相关系数高达0.99,平均比值为1.04±0.09.采用GC-FID/MS(气相色谱-氢离子火焰/质谱)联用技术分析Summa罐采集的废气发现,VOCs可定量组分的质量浓度平均值占ρ(NMHC)的61.0%(以碳计);不同溶剂使用源排放的NMHC中可定量组分所占比例在29.2%～95.7%之间,行业之间存在一定差异.溶剂使用源排放的废气中可定量的VOCs组分主要是芳香烃和含氧VOCs;修造船和汽车制造等喷涂过程排放的VOCs中芳香烃贡献最大,其次是含氧VOCs;在涂料油墨生产及包装印刷过程排放的VOCs中,含氧VOCs贡献最大,特别是包装印刷源排放的VOCs中有85.0%是乙酸乙酯.研究结果对溶剂使用源VOCs物质排放清单编制有一定的支撑作用.      

我国工业VOCs减排控制与管理对策研究

对我国工业挥发性有机物（VOCs）排放进行了研究,其中包括工业VOCs的排放特征、控制现状与管理政策.我国工业VOCs具有排放强度大、波动范围宽、地域分布不平衡等特点,集中分布在京津地区、山东半岛、长三角和珠三角地区.现有的主流控制技术包括吸附回收、催化燃烧、蓄热燃烧、生物净化以及吸附浓缩/催化燃烧联用技术,污染控制的重点领域在石油化工、油气回收、造船与集装箱以及印刷、制药、皮革加工等行业.VOCs管理比较薄弱,相关的法律/法规/标准较少,监管尚不到位.研究认为VOCs治理应以重点区域、典型行业为对象,逐步推进,以实际削减量为目标,通过技术筛选、示范工程等途径,建立健全相关行业VOCs排放法规/标准,并辅助于相关的排放登记制度与分级收费制度,可有效减少VOCs的整体排放量.     

基于排放清单和实地测试的工业VOCs排放特征:以郑州市高新区为例

基于本地污染源调查,同时对重点工业行业进行实地采样测试,建立了郑州市高新区工业VOCs排放清单及组分清单,并评估了 VOCs各组分的臭氧生成潜势(OFP)和二次有机气溶胶生成潜势(SOAp).结果表明,2017年郑州市高新区工业源VOCs排放总量为4 566.0 t,橡胶和塑料制品业、设备制造业和有色金属业是排放量最大的3个行业,排放量分别为1 924.2、1 396.3和813.4 t;各VOCs组分中,烷烃占比最大(40.9％),其次是含氧VOCs(32.2％)和芳香烃(20.3％);异丙醇、正十二烷、甲苯、甲基环己烷和丙酮是排放量最大的5种物质;OFP总量为8 753.8 t,最大贡献源和VOCs种类分别为设备制造业和芳香烃;SOAp总量为643.0 t,贡献较大的排放源为设备制造业和铝箔制造业,烷烃和芳香烃是两种主要贡献组分.