工业VOCs气体处理技术应用状况调查分析

在调研大量工业VOCs气体处理工程案例的基础上,分析了不同工业VOCs气体处理技术的应用状况,包括不同处理技术在国内外的市场占有率、处理气体流量、VOCs浓度、VOCs种类以及所应用的行业等.结果表明,催化氧化、吸附、生物法是应用较多的VOCs处理技术.冷凝、膜分离和吸附工艺多用于处理浓度大于10000mg/m3的VOCs气体,并可回收VOCs;催化燃烧、热力燃烧工艺多用于处理浓度2000~10000 mg/m3且不具回收价值的VOCs气体;生物处理、等离子体多用于处理浓度低于2000mg/m3的VOCs气体.在进行VOCs处理技术选择时,应综合考虑VOCs气体特性(VOCs浓度、流量、温湿度、颗粒物含量)、VOCs处理技术的技术经济性能、排放标准等因素.     

基于机器学习的典型制药企业工艺过程VOCs排放特征因子识别

制药行业生产工艺复杂,VOCs排放显著,是实施工业VOCs减排的重点行业.为落实制药行业VOCs减排策略,需准确识别重点排放企业和工艺过程.基于精细化工园区典型化学合成制药企业VOCs污染源成分谱,结合特征选择、分类分析、聚类分析等机器学习手段,进行了VOCs特征因子识别.结果表明:该企业VOCs排放的特征因子为甲苯、...     

北京市典型溶剂使用行业VOCs成分谱

基于北京市挥发性有机物(VOCs)排放清单和下一阶段VOCs减排的需求,针对汽车整车制造、木质家具制造和出版物印刷这3个主要溶剂使用行业,分别选取典型企业作为研究对象,采用负压法对重点排放环节进行采样,以GC-MS/FID系统测定样品中VOCs组分构成,从而获取了北京市典型溶剂使用行业VOCs成分谱.结果表明,汽车整车制造主要排放环节排放的VOCs组分存在明显差异,色漆涂装工序以含氧VOCs和芳香烃为主,分别占比71. 26%和27. 14%,罩光工序芳香烃达到84. 10%;木质家具制造业不同排放环节的VOCs组分差异不大,均以含氧VOCs和芳香烃为主,分别占55. 08%和18. 98%;出版物印刷业不同排放环节无法单独监测,其混合废气VOCs组分以烷烃和含氧VOCs为主,分别占比47. 29%和44. 57%.     

国外固定源VOCs排放控制法规与标准研究

对美国、欧盟、日本的固定源VOCs排放控制法规和标准进行了研究,提出了我国VOCs排放控制及其标准制订建议.笔者认为,应从健全VOCs排放标准体系、创新VOCs排放控制思路、提高VOCs排放控制效率、统一VOCs监测考核方法几方面入手,借鉴国外成功的环境管理思路和经验,以及相应法规、标准要求,走出一条适合我国的简便高效的VOCs控制之路.     

基于排放量和大气反应活性的VOCs污染源分级控制

挥发性有机物（VOCs）作为PM_2.5和O₃共同的关键前体物,是大气污染防控的重要方向.目前我国VOCs的控制政策主要基于VOCs排放量,而没有考虑到VOCs组分其化学反应活性,这将影响VOCs减排对改善空气质量的效果.因此,尝试建立基于VOCs排放量和大气反应活性的VOCs污染源分级控制方法,以北京市为例进行研究.首先,通过采样监测获得了北京市餐饮业、汽修业和加油站这3个典型VOCs污染源的成分谱,并通过文献调研获得了炼油石化、包装印刷、汽车制造、建筑涂装和机动车这5类VOCs污染源的成分谱.然后,分别采用最大增量反应活性（MIR）和气溶胶生成系数（FAC）计算污染源排放单位质量VOCs的臭氧生成潜势（OFP）和二次有机气溶胶生成潜势（SOAFP）,来表征VOCs污染源对臭氧和二次有机气溶胶的反应活性.在获得北京市各VOCs污染源的排放量（EA）、 OFP和SOAFP值后,采用极差法对其进行归一化处理,分别获得归一化指数NEA、 NOFP和NSOAFP.最后,计算得到VOCs污染源分级指数（PCI）,并根据归一化后的NPCI将VOCs污染源...     

汽车零配件涂装过程VOCs排放特征与案例分析

VOCs（挥发性有机物）现已被列为我国大气环境领域的核心污染物.随着汽车零配件制造行业减排要求的提出,于2018年6月选取典型汽车零配件制造企业,采用美国TO-15方法分析VOCs物种,采用FID（氢离子火焰检测器）对NMHC（非甲烷总烃）进行实测,分析汽车零配件涂装过程的VOCs排放特征.结果表明:①由于分析方式的不同,有组织排放的ρ（NMHC）比ρ（VOCs）高1.3~1.9倍,其中末端未安装VOCs处理设施的排气筒排放的ρ（NMHC）最高.②汽车零配件涂装过程排放的主要VOCs物种质量浓度占比范围分别为46.72%~98.33%（芳香烃）、1.20%~52.90%（含氧VOCs）,其中ρ（二甲苯）、ρ（苯系物）超标（DB 31/933—2015《大气污染物综合排放标准》）情况较为严重.③未进入VOCs处理装置前的VOCs物种组成与原辅料中VOCs物种组成一致,二者主要VOCs物种的质量分数大致相同,说明生产工艺的不同对VOCs的排放组成影响较小.④比较RTO（蓄热式热力燃烧装置）和活性炭吸附装置处理VOCs前、后废气组成的差异发现,活性炭吸附装置处理对VOCs排放的组成基本无影响,经RTO处理后排放物种以芳香烃和含氧VOCs为主,但是w（芳香烃）和w（含氧VOCs）变化不一致,说明RTO对芳香烃和含氧VOCs处理效率不同.研究显示,为满足国家对汽车零配件制造行业VOCs的减排要求,源头使用高固分涂料或水性涂料替代溶剂型涂料,优化过程收集系统,增强末端处理技术的净化效果、安全性和稳定性,是实现汽车零配件制造行业全过程减排的重要手段.      

汽车维修行业挥发性有机物排放特征及大气化学反应活性

汽车维修行业挥发性有机物排放是臭氧前体物VOCs的重要来源,但目前汽车维修行业的VOCs减排政策主要基于VOCs的排放量,而没有考虑其化学反应活性,这将影响VOCs减排对改善空气质量的效果.通过分析汽车维修企业不同工段VOCs的产排污节点,结合各工段油漆用量及其VOCs质量分数,采用物料衡算法获得不同工段VOCs产生量及其组分,系统分析末端尾气VOCs的排放特征,并通过计算其臭氧生成潜势评估VOCs各组分的大气反应活性.结果表明,汽车维修行业油漆中产生的VOCs组分主要为苯系物,其中乙酸丁酯和二甲苯的质量分数最高.清漆由于其本身VOCs质量分数较高且用量较大,为汽车维修行业最大的VOCs排放源（92%）.企业采用油性面漆VOCs产生量（22%）比水性面漆（3%）有较大程度增大,采用水性漆对汽修企业减少VOCs排放有显著效果.排气筒尾气中共检测出49种VOCs组分,前10种VOCs组分排放量占总排放量的97.9%,种类相对集中.主要污染物类别为芳香烃类（10种,30.90%~69.30%）,主要组分有间/对-二甲苯（2.89%~45.00%）;其次为OVOC （12种）和卤代烃（22种）,贡献率分别为8.82%~43.71%和2.40%~25.00%,其他组分相对含量较少.芳香烃是汽车维修企业VOCs排放的最大组分,但是在不同研究中主要VOCs种类差异较大.汽车维修企业排放VOCs的OFP平均值为194.04 mg·m^-3,SR平均值为3.37 g·g^-1.间/对-二甲苯对汽车维修行业OFP贡献率最大（70.24%）,为优先控制污染物.芳香烃对OFP的贡献率达到99.29%,是化学反应活性最强的组分.酯类在汽车维修行业VOCs组分中占比较大,但对OFP的贡献率相对较低,因此汽车维修行业应重点控制芳香烃类物质的排放.     

RTO(蓄热式氧化炉)应用调研分析研究

通过调研RTO(蓄热式热氧化炉)装置处理VOCs(挥发性有机物)的应用实例,对比分析了VOCs处理效果及存在问题,结合RTO处理VOCs原理及相关规范,指出采用RTO方法的优点及需要完善改进之处,为RTO装置的建设和运营提供指导意见.在一定VOCs浓度区间范围内,随着VOCs浓度的升高,RTO对VOCs去除率呈上升趋势,RTO对VOCs的绝对去除量有保障.RTO装置比较适合处理VOCs浓度为1000~8000 mg/m3的废气,三室式RTO装置可以兼顾到处理效率和经济性要求,现有主流三室式RTO比较适宜的VOCs废气处理量为10000~30000 m3/h.     

美国人为源VOCs管控经验及其对我国的启示

“十四五”期间加强对PM_2.5和臭氧(O₃)共同前体物VOCs的有效管控,对于我国持续改善环境空气质量非常关键,但目前人为源VOCs管控仍然是我国大气环境管理中的短板,我国亟待构建有效的人为源VOCs管控机制. 美国自20世纪50年代开始关注人为源VOCs管控,历经70多年取得了较为明显的成效. 学习借鉴美国人为源VOCs管控经验将有利于推动我国人为源VOCs的管控. 本文全面梳理了美国人为源VOCs的管控历程,总结其成效与经验,结合对我国自2000年以来人为源VOCs的管控状况与所存在不足的分析,提出“十四五”期间我国人为源VOCs管控建议. 研究发现,美国在人为源VOCs管控中,通过逐渐厘清VOCs的定义、认清VOCs与O₃、PM_2.5污染间的联系,逐步推进VOCs管控工作,逐渐形成了集科学认识、技术支撑、政策支持与公众参与为一体的有效的VOCs管控体系,因而在人为源VOCs排放量降低及有毒有害污染物、O₃、PM_2.5浓度降低方面取得了较为显著的成效. 目前我国人为源VOCs管控在管控框架、基础支撑、制度保障等方面均存在不足,为有效推进我国“十四五”期间人为源VOCs的管控,建议加强以下工作:①优化管控体系;②提升基础能力;③完善制度保障;④促进创新发展;⑤调动公众参与.      

美国VOCs定义演变历程对我国VOCs环境管控的启示

挥发性有机物（VOCs）管控已成为现阶段我国大气环境领域的工作重点,而我国尚未明确环保管理工作中的VOCs国家定义.美国是第一个立法管控VOCs的国家,应用历史回顾的分析方法,将美国VOCs定义划分为前VOCs阶段、挥发性定义阶段和反应性定义阶段,并从各阶段大气污染的科学认识、VOCs反应性的科学认识及管控政策以及定义和内涵三方面系统地描述了VOCs定义的演变历程,深刻揭示出各阶段定义的出现均与该阶段大气污染的科学知识、反应性认识及管控政策密切相关,大气污染的科学知识和反应性认识是管控政策的理论基础,而VOCs定义则是管控政策的集中体现.其中,反应性定义是美国VOCs定义的第三个阶段,也是VOCs反应性研究最为深入的阶段,对其进行了重点解读,并对美国VOCs定义的修订趋势进行了预测.最后,结合我国VOCs管控现状,建议现阶段我国国家环境管理采用反应性定义,采用豁免政策为基础的美国VOCs定义并进行修正:保留乙烷作为基准化合物,舍弃K_OH（羟基自由基反应速率常数）值,选用MIR（最大增量活性指标）值作为豁免基准指标,在美国现有的豁免物质名单的基础上进行修订并颁布我国的豁免物质名单.基于国家统一的反应性定义,可进一步完善我国VOCs反应性管控政策、完善固定源VOCs监测方法,统一VOCs表征方式、完善VOCs排放清单以及治理技术数据库,进而逐步建立和完善我国VOCs反应性管控体系.      

乌鲁木齐市天然源VOCs排放量估算与时空分布特征

通过统计乌鲁木齐市2015年土地利用,气象数据,叶面积指数和帕尔默干旱指数等数据,利用GLOBEIS模型估算天然源VOCs的排放量,建立了天然源VOCs的排放清单.结果表明:2015年天然源VOCs的排放总量为13750.72t,VOCs的排放强度为1.82t/(km~2.a);其中,异戊二烯、单萜烯、其他VOCs排放量分别为77.00t、5057.51t、8616.20t,占总排放量的0.56%、36.78%和62.66%.VOCs的排放量随季节变化为:夏季春季秋季冬季.天然源VOCs排放的空间分布主要集中在乌鲁木齐县中部,达坂城区以及米东区南部.     

中国室内挥发性有机物污染特征

近年来室内空气污染问题频发,已引起全社会的广泛关注.挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)是室内空气的主要污染物之一,其成分复杂,来源广泛,严重威胁人体健康.本文综述了中国近十年来室内VOCs在来源、浓度水平、影响因素及健康评价方面的研究进展.研究表明,室内建筑装修材料、人类活动及室外污染等来源都会影响VOCs的室内浓度;中国住宅内甲醛、苯等VOCs污染普遍存在,家具市场是甲醛污染最高的公共场所;VOCs浓度受到温湿度、通风和装修时间等因素影响;中国室内部分VOCs对人体健康影响评估值超过美国环保署可接受水平.调查更全面的室内VOCs数据,探索对各类因素影响机制,提出更有效降低VOCs对人体健康影响的措施将是未来室内空气治理重点发展方向.     

轻型汽油车蒸发排放特征及温度对蒸发排放的影响

车辆蒸发排放是城市地区大气环境中VOCs（挥发性有机物）的重要人为源.选取满足国五排放标准的轻型汽油车,采用满足国Ⅵ（A）汽油标准的汽油,在密闭舱内设定两种不同温度,研究蒸发排放特征及温度对蒸发排放的影响.结果表明:①6辆车热浸VOCs蒸发排放因子范围为0.01~0.10 g/h,昼间损失VOCs蒸发排放因子范围为0.09~1.49 g/d,低于已有研究中国四或国三车辆的蒸发排放水平.②昼间损失VOCs蒸发排放水平远超过热浸VOCs蒸发排放水平.③热浸蒸发排放过程中密闭舱内VOCs质量呈近似线性增长,昼间损失蒸发排放过程中密闭舱内VOCs质量呈先快后缓的增长特征.④温度升高后,热浸和昼间损失VOCs蒸发排放因子均明显增加.温度由25℃升至38℃后,热浸VOCs蒸发排放因子增加36.0%~533.9%;温度从18~33℃升至23~38℃后,昼间损失VOCs蒸发排放因子增加16.7%~106.2%.研究显示,温度变化对热浸和昼间损失VOCs蒸发排放因子均影响明显.      

南京北郊大气VOCs变化特征及来源解析

利用2011-03-01~2012-02-29南京北郊大气VOCs观测资料,对大气VOCs浓度变化特征和特征物比值差异展开研究,并应用PCA/APCS受体模型对不同季节VOCs来源进行了解析.结果表明,南京大气总VOCs体积混合比为43.52×10-9,其中烷烃占45.1%、烯烃占25.3%、炔烃占7.3%和芳香烃占22.3%.总VOCs体积混合比呈现夏季高,冬季低的季节变化.VOCs组分中烷烃在冬季最高,烯烃夏季最高,芳香烃春季最高,炔烃冬季最高.特征物比值(VOCs/乙炔)和T/B比值反映出观测点受周边工业区影响较大.VOCs源解析表明,主要来源来自工厂生产、机动车排放、燃料燃烧、生产活动挥发、溶剂使用和自然源.虽然有季节变化,但与工业生产活动相关的来源占大气VOCs 45%~63%,其次为机动车来源占34%~50%.     

非热平衡等离子体处理VOCs的研究

非热平衡等离子体技术在处理挥发性有机物(VOCs),特别是低浓度VOCs治理方面具有重要作用.介绍了非平衡等离子体产生的方法、处理VOCs的机理以及几种放电方法在脱除VOCs方面的研究现状和成果,最后探讨了非平衡等离子体发展的趋势.     

美国大气挥发性有机物控制历程及对中国的启示

鉴于大气挥发性有机物(VOCs)对中国区域大气复合污染的重要影响,基于大量文献调研,从政策、法律法规、标准和管理手段等方面系统梳理了美国VOCs的控制历程,并从VOCs总量削减和O3浓度变化等角度评估了控制效果.研究表明:美国的VOCs控制体系是卓有成效的,1970年-2010年间共削减VOCs 1 551.4万吨,降幅为50.6％;而且,通过控制VOCs的排放实现了对臭氧(O3)污染协同控制的初衰.该研究结果对中国VOCs控制具有重要借鉴意义.     

VOCs 组分监测数据在改进香港PATH 模型中的作用

 利用香港2 个监测站的VOCs 组分监测数据对香港PATH 模型进行了验证分析.结果明,PATH 模型在模拟VOCs 组分浓度上存在较大的误差.实际观测的VOCs 组分AOD、OLE、TOL 和XYL 浓度是模型模拟的2~3 倍;而模型模拟的PAR 和ETH 浓度是实际观测的 2~4倍.这些误差可能是由于当前使用的VOCs 排放清单低估了实际的VOCs 排放量,以及在估算来自不同排放源的排放量及组分分布上有较大的不确定性.使用高质量的VOCs 组分监测数据验证PATH 模型有助于指导改进VOCs 排放清单和理解复杂的光化学烟雾污染问题,从而改进和提高PATH 模型.     

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.     

家具企业挥发性有机物排放特征及其环境影响

家具制造业是典型的高污染低附加值、工艺相对落后、污染治理水平低和挥发性有机物(VOCs)排放较为严重的行业,是我国VOCs防治的重点行业.本文以典型家具制造企业为研究对象,开展家具制造业VOCs排放特征和环境影响研究,获取了典型企业VOCs排放浓度水平和成分谱,分析了家具制造业VOCs的环境影响.结果表明,封边、底漆、底色、面漆和晾干等车间VOCs浓度范围为9. 18～181. 58 mg·m-3,处理设施出口VOCs浓度为30. 64～155. 94 mg·m-3,处理效率为7. 43%～67. 14%;车间主要VOCs物种为芳香烃、酯类和醛酮类物质;排气筒主要VOCs物种为酯类和芳香烃,其次为烷烃类物质;行业主要VOCs物质为乙酸仲丁酯、甲苯、间-二甲苯、甲缩醛和乙苯等.车间和排气筒VOCs平均臭氧生成潜势(OFP)分别为258. 01 mg·m-3和289. 14 mg·m-3,平均二次有机气溶胶生成潜势(SOAFP)分别为148. 66 mg·m-3和165. 31 mg·m-3,各排放环节中对OFP和SOAFP贡献最大的皆为芳香烃类物质,封边车间的OFP和SOAFP较大,应加强控制.车间边界VOCs中主要恶臭物质为乙酸仲丁酯、间-二甲苯、乙酸丁酯、对-二甲苯、乙苯、1-乙基-3-甲基苯、邻-二甲苯和甲苯,厂界VOCs几乎不产生恶臭污染.建议有针对性地加强芳香烃和酯类物质的控制.     

北仑区臭氧与挥发性有机物关系研究

利用2016年夏季北仑区域的VOCs及臭氧在线监测结果,研究了北仑区域VOCs的浓度水平、组成及来源情况,同时还分析了区域的臭氧生成与VOCs之间的关系.结果表明:北仑的VOCs浓度整体水平与一些大城市相比较低,在VOCs组成中比例最高的为烷烃,臭氧生成潜势(OFP)贡献最高的为芳香烃;北仑的VOCs来源与北京和上海均有所不同,且北仑的机动车对VOCs的贡献特征值B/T为0.56,超过了临界值;北仑区域的臭氧生成主要是由本地的VOCs等的臭氧前驱体通过光化学反应生成.