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...     

浙江省汽车整车制造行业挥发性有机物产排污系数

选取了浙江省内4家典型汽车整车制造企业进行调研,并对其中的两家企业开展了实地监测,通过分析生产工艺及其所使用的主要原辅材料,确定了该行业挥发性有机物(VOCs)的主要产生和排放环节,计算了浙江省汽车整车制造行业的挥发性有机物产生和排放系数,估算了2017年全省汽车整车制造行业的VOCs产生和排放量.结果表明,浙江省汽车整车制造业的VOCs主要产生及排放环节为涂装工序;现阶段浙江省内仅有部分汽车整车制造企业对喷漆废气进行了高效处理;除涂料外,溶剂型清洗剂也是该行业VOCs的主要来源之一.计算得出的浙江省汽车整车制造业的VOCs产生系数为0.20 t·t^-1、 3.92 kg·辆^-1和29.36 g·m^-2,排放系数为0.13 t·t^-1、 2.63 kg·辆^-1和19.72 g·m^-2;2017年全省汽车整车制造行业的VOCs产生量为2 425.84 t,排放量为1 627.54 t.     

精细化工园区工艺过程VOCs产生量核算方法

挥发性有机物(VOCs)是目前影响我国大气环境质量的关键污染物之一.工业源已成为中国最主要的VOCs排放源,其中化工行业的VOCs排放贡献尤为突出.化工企业已经大量集聚于化工园区内,因此化工园区的VOCs控制至关重要.本研究以典型精细化工园区——杭州湾上虞经济技术开发区为例,通过分析精细化工生产模式及VOCs产生原理,建立了基于工艺过程的VOCs产生量核算方法,对投料、升温、化学反应产生气体带出、清洗吹扫、真空抽气、泄压释放和蒸发逸散等生产过程的VOCs产生量进行了核算;同时运用化工流程模拟软件Aspen进行了前述生产过程VOCs产生量估算;运用2种方法对案例园区14种典型产品各工艺过程的VOCs产生特征进行了分析,并对两种方法的核算结果进行了比较.结果发现,除泄压释放环节外,两种方法的结果差异在±22%以内.进而对该园区典型企业的代表性产品进行计算方法应用,可得到精准的VOCs产生关键环节和组分.案例研究表明这一方法在定量的化工生产参数支持下估算精细化工工艺过程的VOCs产生量具有较好的精准性、简便性和可靠性.     

佛山市典型铝型材行业表面涂装VOCs排放组成

选取佛山市典型铝型材行业不同表面涂装工艺(溶剂型涂料涂装、水性涂料涂装、电泳涂装、粉末喷涂)有组织废气VOCs进行了采样分析.结果表明,溶剂型涂料涂装废气VOCs浓度(63. 90~149. 67 mg·m~(-3))要远大于其他3种涂装工艺(2. 99~21. 93 mg·m~(-3)). VOCs组成来看,溶剂型涂料涂装废气VOCs以芳香烃为主,比例在52. 32%~71. 55%之间,主要污染物包括甲苯、乙苯、二甲苯等苯系物和乙酸乙酯等含氧挥发性有机物(OVOCs).水性涂料涂装废气以OVOCs为主,如乙酸乙酯(48. 59%)、四氢呋喃(8. 43%),芳香烃比例(11. 32%)远低于溶剂型涂料涂装废气.异丙醇是电泳涂装废气中最主要的VOCs化合物,贡献比例高达81. 19%.而粉末涂料涂装废气VOCs污染物主要是丙酮(30. 25%),以及丙烷(15. 48%)、乙烯(12. 15%)、乙烷(9. 35%)、正丁烷(5. 16%)等C2~C4的烷烃和烯烃.臭氧生成潜势(OFP)计算结果表明,溶剂型涂料涂装废气排放单位质量VOCs的臭氧生成潜势(OFP,以O3/VOCs计,下同)最高(3. 89 g·g~(-1)),其次是粉末喷涂(2. 53 g·g~(-1)),而水性涂料涂装和电泳涂装则较低(1. 31 g·g~(-1)和0. 85 g·g~(-1)).溶剂型涂料涂装废气中芳香烃对OFP贡献比例高达93. 28%,有9种C7~C10芳香烃位列OFP排名前10化合物;水性涂料涂装废气中乙酸乙酯、间/对-二甲苯和甲苯的臭氧生成潜势占比最高,分别为23. 24%、21. 76%和17. 07%;粉末涂料涂装废气中的关键活性组分则为乙烯、丙烯和1-丁烯等低碳烯烃,烯烃对其OFP贡献为71. 11%;电泳涂料涂装废气中异丙醇的OFP贡献(65. 08%)明显高于其他组分(6%).     

室内空气中有机污染物的光催化净化

利用TiO2 作催化剂 ,光催化降解气相中挥发性有机化合物 (VOCs)是环境治理的新技术 ,日益引起人们的重视。利用光催化几乎可以分解气相中所有的VOCs ,而且反应条件温和 ,操作便利。尤其是它不产生二次污染的特点极适合于室内空气的处理。文中总结了国内外在该领域的研究现状和应用以及工作中应该重视的问题。     

谭裕沟隧道VOCs污染特征和排放因子研究

在谭裕沟隧道实验中,采集和分析了隧道内在一定机动车流量和构成情况下近70种挥发性有机化合物(VOCs)的浓度,研究了VOCs的污染特征并计算了其排放因子.      

挥发性有机化合物装卸作业中蒸气回收处理技术与管理

在提出防治挥发性有机化合物蒸气污染重要性的基础上，分析了中国港口挥发性有机化合物蒸气污染，防治及管理现状，并进一步对MARPOL73／78附则Ⅵ一防止船舶大气污染规则中有关控制挥发性有机化合物释放有毒蒸气造成港口大气污染的问题进行了讨论。     

工业源挥发性有机化合物减排与控制的研究

当前,中国是亚洲地区甚至是全球最大的工业产品制造和消费国家,这就不可避免地导致挥发性有机化合物排放量大幅度上升,但是挥发性有机化合物对人类、动植物以及区域大气环境质量有很大的负面影响,现就以未来最大的工业源挥发性有机化合物为核心,对其减排和控制技术进行分析和探讨,并得出如下结论:对VOCs污染应该积极展开调查和监测;从制定工业VOCs排放标准及打标技术防止新的污染蔓延;发展先进的VOCs污染控制技术来着手治理现状。     

徐州市春季大气VOCs污染特征研究

运用大气挥发性有机物快速在线连续自动监测系统,于2018年5月对徐州市2个国控站点农科院、桃园路的环境空气中挥发性有机物(VOCs)进行观测,分析VOCs的浓度状况、组成特征及主要来源。结果表明,农科院和桃园路的VOCs平均质量浓度分别为105.3和108.5μg/m~3,VOCs组成结构以烷烃和芳香烃为主,对臭氧生成潜势贡献较大的物种主要是芳香烃类物质,主要来源于机动车尾气排放、溶剂和涂料的使用。应重点强化工业企业的VOCs治理,特别加强区内使用溶剂型涂料的涂装企业的整治。     

南昌市2021年春季大气VOCs污染特征和来源分析

2021年2～4月,利用AQMS-900VCM大气挥发性有机物在线监测系统对南昌市经济技术开发区大气中114种挥发性有机化合物(VOCs)进行了在线观测,分析了春季南昌市大气中VOCs浓度水平、日变化,估算了各种VOCs的臭氧生成潜势(OFP),并基于PMF模型探讨了 VOCs的来源.结果表明,南昌市经济技术开发区20...     

无组织源VOCs排放及臭氧生成潜势分析

选取汽车喷涂、加油站、垃圾填埋场和化产回收,分析了不同排放源的VOCs污染特征。研究表明:加油站地下储油罐附近VOCs浓度较高,平均为8 637.2μg/m~3,是汽车喷涂VOCs浓度的3.4倍,垃圾填埋场和化产回收的无组织VOCs排放浓度较低,分别为185.5,85.6μg/m~3。汽车喷涂工艺和化产回收车间VOCs排放主要以芳香烃为主,分别占总VOCs的87.6%和82.9%;不同采样时段加油站储油罐VOCs均以烷烃为主,垃圾填埋场VOCs无组织排放主要以芳香烃和烷烃为主。加油站的臭氧生成潜势最大(41 927.2μg/m~3),分别是汽车喷涂、垃圾填埋场和化产回收的3.1,48.8,150.8倍。     

家具涂装行业VOCs污染特征分析

研究选取典型家具涂装行业为采样点,对底漆涂装车间、面漆涂装车间、干燥车间和车间有组织排放的VOCs样品进行采集,分析VOCs的污染特征、臭氧生成潜势和恶臭指数。结果表明:底漆和面漆涂装车间的总VOCs浓度分别为3 051.0,2 098.0μg/m~3,车间有组织排放产生的VOCs浓度较低。各生产工艺环节VOCs均以苯系物为主(78.6%~92.4%),车间有组织排放由于活性炭对苯系物的吸附作用,烷烃和烯烃质量分数较其他工艺环节高。底漆、面漆和干燥车间VOCs的臭氧生成潜势较高(7 903.34~18 535.8μg/m~3),敏感性物种均为1,2,4-三甲基苯、邻-二甲苯等苯系物。苯系物的恶臭指数较大,底漆、面漆和干燥车间的恶臭指数高达25.809、12.525和9.076,对二乙基苯、正丙苯、对乙基甲苯的恶臭指数相对较高,存在一定程度的恶臭污染。     

涂料制造行业挥发性有机物排放成分谱及影响

采用不锈钢采样罐对华东地区8家涂料制造企业生产车间排口进行采集,运用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)测定了106种VOCs组分,识别了VOCs排放特征,建立了溶剂型涂料和水性涂料VOCs排放成分谱,分析了VOCs对臭氧生成的贡献.结果表明,涂料制造行业VOCs特征组分主要为芳香烃和含氧烃,两者浓度范围在65.5%～99.9%,溶剂型涂料VOCs排放主要以芳香烃为主,占总VOCs的63.0%～94.0%;水性涂料VOCs排放主要以含氧烃为主,占总VOCs的54.5%～99.9%.间/对-二甲苯(32.4%)、乙苯(19.0%)和乙酸乙酯(12.1%)为溶剂型涂料源排放特征,乙酸乙酯(83.7%)与2-丁酮(8.0%)为水性涂料源排放特征.芳香烃和含氧烃是涂料制造行业的主要活性组分,对臭氧生成潜势(OFP)的总贡献率在92.9%～99.9%之间.源反应活性分析(SR)表明,水性涂料单位质量VOCs对臭氧的生成贡献低于溶剂型涂料,因此可显著降低臭氧的生成潜势.研究显示,针对涂料制造行业VOCs污染治理,应重点关注芳香烃和含氧烃中对臭氧生成潜势贡献较大的VOCs组分,进行源头和精细化控制.     

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...     

PM2.5与O3协同控制视角下深圳市工业VOCs源谱特征

选取深圳8类典型工业行业开展VOCs样品采集,检测分析了100种VOCs组分,从PM_2.5和O₃协同控制的角度分析了不同污染源的成分谱特征和对环境的影响.结果表明：加油站源谱组成以烷烃（48.4%）占主导,OVOCs （27.6%）占比突出,乙酸乙酯（14.1%）、异戊烷（13.0%）、正戊烷（12.0%）为其优势排放物种;涂料制造、胶黏剂生产、油墨制造、化工制品、纺织印染、医药制造行业排放组成均以OVOCs （42.3%~97.1%）占主导,丙酮为大多数行业的优势物种,且乙腈在部分行业中占比突出.垃圾发电行业以OVOCs （33.9%）和卤代烃（28.3%）占主导,乙醛（13.4%）、丙酮（11.0%）、一氯甲烷（6.1%）为该行业排放的优势物种.以PM_2.5和O₃协同控制为导向,芳香烃和烯烃是储存运输源需要控制的重点;OVOCs和芳香烃都应成为工艺过程源和废弃物处理源控制的关键.涂料制造行业的源反应活性SR_O3和SR_SOA值分别为6.0g/g和1.2g/g,削减单位质量排放的VOCs所减少的PM_2.5和O₃生成潜势最多,应成为深圳市PM_2.5和O₃协同控制下的优先控制行业.     

河南省优先控制人为源VOCs关键物种及来源识别

为了解河南省人为源挥发性有机物(VOCs)的排放特征,识别以臭氧(O₃)污染治理为目的的关键VOCs物种及其排放源,以五大类人为源活动水平数据为基础,采用排放因子法建立了2019年河南省县级人为源VOCs组分化排放清单,并利用最大增量反应活性(MIR)估算其臭氧生成潜势(OFP),基于OFP识别O₃污染治理的关键VOCs物种及其排放源.结果表明：(1)河南省2019年人为源VOCs排放总量为175.62×10⁴ t,其中工艺过程源、移动源、生物质燃烧源、溶剂使用源和化石燃料燃烧源对VOCs排放总量的贡献率分别为28.6%、25.2%、20.8%、19.1%和6.3%.(2)空间分布显示,以郑州市为中心的豫北排放量远高于豫南,呈“一高三低”的空间分布特点,郑州市排放量最高,其排放量为27.7×104 t,漯河市、三门峡市和鹤壁市排放量最低,其排放量均小于5.0×10⁴ t.(3)芳香烃是排放量最高的化学组分,其排放量为47.5×10⁴ t,其次为烷烃(46.3×10^4<...     

铸造行业挥发性有机物排放成分谱及影响

采用气袋-吸附管采样方法对京津冀地区9家铸造企业重点工序有组织和无组织排放气体进行采集,运用气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）测定了56种VOCs组分,首次建立了铸造行业基于生产工序的VOCs源成分谱,并且结合臭氧生成潜势分析了VOCs对臭氧生成的贡献.结果表明,铸造行业VOCs特征组分主要为芳烃、卤代烃和含氧VOCs,平均占比分别为：50.9%、20.8%和12.6%.总体而言,甲苯、苯、间/对-二甲苯等芳烃,二氯甲烷、三氯乙烯等卤代烃,丙酮、乙酸乙酯、环戊酮等含氧VOCs和部分高碳烷烃是铸造行业的特征物种.铸造企业不同生产工序的VOCs特征物种与所使用溶剂、表面处理剂的成分相关.喷漆工序是铸造行业中排放浓度最高的环节,其次为造型、硅溶胶和浇注工序.不同生产工序排放VOCs的OFP在0.29~96.09 mg·m^-3之间.喷漆工序是铸造行业OFP最高的环节,其次是造型、熔炼和浇注工序;芳烃和含氧VOCs是各生产工序OFP贡献较高的组分.1,3,5-三甲苯、1,2,4-三甲苯、甲苯和间/对-二甲苯等芳烃是铸造行业OFP贡献较高的物种,总贡献比例超过60%.建议重点对喷漆工序排放VOCs采取有效治理措施;对造型、熔炼和浇注等工序排放VOCs应采取有效收集和治理措施.     

电子制造业塑料件生产过程的挥发性有机物排放特征分析

选取珠三角地区典型电子制造企业,通过气袋采样及预浓缩-GC-MS/FID分析方法,获得塑料件生产过程的挥发性有机物(VOCs)浓度水平与组分特征.实验共检出包括烷烃、烯烃、芳香烃、醛类、卤代烃等在内的101种VOCs组分.其中,塑料件生产过程可分为注塑成型期和塑料件加工期,塑料件加工期包括喷涂工艺和非喷涂工艺.结果表明,注塑成型期总VOCs排放浓度较塑料件加工期低,含氧VOCs(OVOCs)、烷烃是最重要的组分;塑料件加工期的喷涂工艺VOCs排放浓度普遍高于非喷涂工艺,OVOCs、卤代烃是塑料件加工期主要的VOCs组分,其中,丙酮和三氯乙烯为主要成分.与其他研究相比,本研究中卤代烃排放比例明显提高,芳香烃排放比例下降.注塑成型期臭氧生成潜势标准化反应活性系数R值比塑料件加工期高24%,其中,丙烯醛是贡献最大的物种;在塑料件加工期,喷涂工艺的R值比非喷涂工艺高31%,正己醛是最主要的臭氧贡献物种.苯系物对二次有机气溶胶(SOA)生成潜势贡献起主导作用.在臭氧控制的背景下,不仅排放浓度高的喷涂工艺需受到控制,对于标准化反应活性大的其他工艺也需关注.     

城市污水处理厂污水处理工艺对VOCs挥发特征影响

对广州市某污水处理厂入厂原水进行了现场水样采集,用吹扫捕集-气相色谱质谱法测定了水样中VOCs含量.在污水处理厂入水口中共检出20种VOCs,浓度范围为0.1789~21.89μg/L.基于实测数据和构筑物结构参数,对该厂4种不同的污水处理工艺流程(包括A-B工艺,UNITANK工艺,改良A2/O脱氮除磷工艺和改良A2/O 高效沉淀工艺)利用WATER9模型计算了各工艺主要构筑物VOCs的挥发速率和挥发总量.挥发速率最大工艺为A-B工艺,其值为0.2318g/s;构筑物加盖的改良A2/O高效沉淀工艺挥发速率最小为0.0426g/s.各个工艺中挥发速率最大的单元有生物处理池和沉淀池,主要成分有苯、甲苯、三氯甲烷、四氯乙烯.根据VOCs挥发速率和污水处理量计算了VOCs在构筑物加盖和不加盖情况下的排放因子,并估算了珠江三角洲地区污水处理厂VOCs的总排放量,发现构筑物加盖可大大减少城市污水处理厂的排放率,削减率可达到74.72%.     

武汉市汽修行业不同环节VOCs排放水平及组分特征

为识别武汉市汽修行业涂装工艺环节废气中VOCs（volatile organic compounds,挥发性有机物）浓度水平及组分特征,采集和分析了武汉市10家典型汽修企业喷（烤）漆房治理设施排放环节、喷（烤）漆环节、调漆环节和刮腻子环节共4个环节的含VOCs废气样品.结果表明:①武汉市10家汽修企业喷（烤）漆房治理设施排放环节的VOCs浓度（82.18 mg/m3）最高,其次是调漆环节、喷（烤）漆环节和刮腻子环节,分别为11.37、7.76和5.57 mg/m3.②喷（烤）漆房治理设施排气环节有组织排放以及喷（烤）漆环节与调漆环节无组织排放的VOCs均以OVOCs（oxygenated volatile organic compounds,含氧挥发性有机物）为主,其占比分别为54.4%、50.8%、43.4%;其次为芳香烃,其占比分别为27.0%、22.9%和24.6%;3个环节排放的VOCs物种中质量分数排名前3位的物种均为乙酸丁酯、间/对-二甲苯和1,2-二氯甲烷.刮腻子环节排放的VOCs物种中以芳香烃和OVOCs为主,质量分数排名前3位的物种为苯乙烯、乙酸丁酯和1,2-二氯甲烷.③喷（烤）漆房治理设施排气筒有组织排放以及喷（烤）漆环节、调漆环节无组织排放的VOCs废气中乙酸丁酯含量均远大于苯、甲苯和间/对-二甲苯的含量,且远高于早期武汉市和其他地区的研究结果.研究显示:喷漆（烤）房排气筒有组织排放的VOCs废气浓度最高,应加强对喷漆（烤）房排气筒有组织排放的关注,提高处理设施的“三率”,加强企业喷（烤）漆房的封闭性管理;各环节VOCs废气中乙酸丁酯含量均最高,可考虑将乙酸丁酯作为汽修行业VOCs源示踪物.