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干貨|工業(yè)源VOCs排放清單建立及舉例

一、什么是VOCs

、什么是VOCs

揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)定義五花八門(mén),綜合可歸納為基于物理特性、基于化學(xué)反應(yīng)性和基于監(jiān)測(cè)方法的三類(lèi)定義。

基于物理特性,從“沸點(diǎn)”和“蒸汽壓”兩個(gè)參數(shù)確定。如:在101.325kPa標(biāo)準(zhǔn)壓力下,任何初沸點(diǎn)低于或等于250℃的有機(jī)化合物;在293.15K條件下蒸汽壓大于或等于10Pa,或者特定適用條件下具有相應(yīng)揮發(fā)性的全部有機(jī)化合物(不包括甲烷)。

基于化學(xué)反應(yīng)性定義——主要基于有機(jī)物反應(yīng)性,參與不同光化學(xué)反應(yīng)而帶來(lái)臭氧和霧霾污染來(lái)確定。如:除CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物或碳酸鹽、碳酸銨外,任何參與大氣光化學(xué)反應(yīng)的碳化合物(美國(guó))。

基于監(jiān)測(cè)方法定義,主要考慮到監(jiān)測(cè)方法多能識(shí)別的目標(biāo)污染物范圍來(lái)確定。如:利用Tenax GC或Tenax GA采樣,非極性色譜柱(極性指數(shù)小于10)進(jìn)行分析,保留時(shí)間在正己烷和正十六烷之間的揮發(fā)性有機(jī)物。

我國(guó)2015年頒布的《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 31570-2015)、《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 31571-2015)和《合成樹(shù)脂工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 31572-2015)中對(duì)VOCs的定義為“參與大氣光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物,或者根據(jù)規(guī)定的方法測(cè)量或核算確定的有機(jī)化合物?!迸c2014年上海《汽車(chē)制造業(yè)(涂裝)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 31/859-2014)中的定義一致。該定義是基于有機(jī)物的“化學(xué)反應(yīng)性”和“監(jiān)測(cè)方法”兩方面綜合定義的。

值得一提的是目前的VOCs監(jiān)測(cè)體系并不完善,尚未納入日常監(jiān)測(cè)體系。

二、工業(yè)源VOCs排放清單的建立

VOCs排放分天然源和人為源,天然源不可控,更多關(guān)注人為源。工業(yè)源排放占人為源的60%左右,相較于交通源和生活源有更大更直接點(diǎn)減排潛力。準(zhǔn)確的排放清單是是研究國(guó)家及區(qū)域污染源排放特征、識(shí)別其排放時(shí)空分布的重要基礎(chǔ)。
工業(yè)源VOCs排放清單建立思路—“源頭追蹤”,對(duì)工業(yè)VOCs物質(zhì)流動(dòng)的全過(guò)程進(jìn)行分析和梳理,VOCs產(chǎn)生于四個(gè)環(huán)節(jié):VOCs的生產(chǎn)、儲(chǔ)存和運(yùn)輸、以VOCs為原料的工藝過(guò)程和含VOCs產(chǎn)品的使用和排放。如圖1,通過(guò)全過(guò)程追溯分析,可以清晰得到VOCs在該行業(yè)、區(qū)域及城市的排放狀況分布。


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三、典型化工園區(qū)VOCs排放清單建立


化工行業(yè)在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要地位,同時(shí)也是我國(guó)VOCs排放的重點(diǎn)行業(yè),排放量約占全國(guó)工業(yè)源VOCs排放量的34%?;@區(qū)作為化工企業(yè)的聚集地,VOCs組分復(fù)雜、排放特征不明、缺乏有效控制。基于此,以珠江三角洲某大型綜合性化工園區(qū)為對(duì)象,研究VOCs排放特征。
該工業(yè)園區(qū)主要涉及石油化工品的倉(cāng)儲(chǔ)和運(yùn)輸、基礎(chǔ)化學(xué)原料制造、合成材料、膠黏劑、日用化學(xué)品的生產(chǎn)等。經(jīng)營(yíng)的液體化學(xué)品份額占廣東液體化學(xué)品市場(chǎng)份額的40%以上。
基于排放環(huán)節(jié),從生產(chǎn)工藝和濃度排放水平進(jìn)行VOCs排放特征分析。具體從有機(jī)化學(xué)原料制造、合成樹(shù)脂制造、肥皂及合成洗滌劑制造、化學(xué)藥品原藥制造、石油制品制造、儲(chǔ)存于運(yùn)輸?shù)?個(gè)方面進(jìn)行分析,以不同化學(xué)品生產(chǎn)工藝入手,分析生產(chǎn)過(guò)程中VOCs產(chǎn)生環(huán)節(jié)及主要污染物種類(lèi)。如某制藥企業(yè)煙酰胺生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的VOCs如下所示:

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然后用系統(tǒng)聚類(lèi)分析樹(shù)狀圖進(jìn)行成分譜分析,被分為一類(lèi)的地點(diǎn)常常具有相似的污染情況,可以大體區(qū)分VOCs濃度的高低,調(diào)查本次工業(yè)園區(qū)的27個(gè)點(diǎn)位,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生的VOCs可分為6類(lèi),如圖3所示:
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然后用系統(tǒng)聚類(lèi)分析樹(shù)狀圖進(jìn)行成分譜分析,被分為一類(lèi)的地點(diǎn)常常具有相似的污染情況,可以大體區(qū)分VOCs濃度的高低,調(diào)查本次工業(yè)園區(qū)的27個(gè)點(diǎn)位,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生的VOCs可分為6類(lèi),如圖3所示:


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基于上述排放環(huán)節(jié)建立VOCs排放清單。首先進(jìn)行排放源分類(lèi),不能一味追求排放源劃分的高分辨率,還須考慮關(guān)鍵參數(shù)的可獲取性和代表性。分類(lèi)完成后計(jì)算其排放量,主要是監(jiān)測(cè)計(jì)算法、公式法、排放因子計(jì)算。

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01
園區(qū)排放量計(jì)算


本次研究園區(qū)的排放量計(jì)算做法是每個(gè)行業(yè)選取一家企業(yè)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)采樣,利用監(jiān)測(cè)計(jì)算方法進(jìn)行排放量計(jì)算。將每個(gè)企業(yè)排放細(xì)化為5個(gè)環(huán)節(jié):儲(chǔ)罐呼吸、工藝過(guò)程無(wú)組織排放、工藝過(guò)程有組織排放、廢水處理及銷(xiāo)毀/吸收。

對(duì)于油氣回收或收集處理的儲(chǔ)罐呼吸采用監(jiān)測(cè)及算法計(jì)算排放量;未收集處理的采用排放因子法計(jì)算;工藝過(guò)程有車(chē)間的無(wú)組織排放用監(jiān)測(cè)法計(jì)算;無(wú)車(chē)間無(wú)組織排放采用公式法計(jì)算;工藝過(guò)程有組織排放均采用監(jiān)測(cè)法計(jì)算;廢水處理未加蓋及收集用排放因子法;廢水經(jīng)管道收集采用監(jiān)測(cè)法計(jì)算;銷(xiāo)毀/吸收使用監(jiān)測(cè)法計(jì)算。VOCs排放總量是4個(gè)過(guò)程的排放之和,不包括有機(jī)廢氣治理設(shè)施銷(xiāo)毀、吸收或回收的量。



02
園區(qū)行業(yè)排放因子建立

企業(yè)單位產(chǎn)品產(chǎn)量的VOCs排放量包括各環(huán)節(jié)分物種排放因子及企業(yè)總排放因子,對(duì)同類(lèi)型企業(yè)的排放因子取平均值,獲得同類(lèi)型行業(yè)的VOCs排放因子。本園區(qū)所有行業(yè)均屬于VOCs產(chǎn)品制造行業(yè),原料中絕大部分VOCs都進(jìn)入產(chǎn)品中,用產(chǎn)品產(chǎn)量作為活動(dòng)水平具有良好的代表性。各環(huán)節(jié)分物種的排放因子主要分儲(chǔ)罐呼吸、工藝過(guò)程無(wú)組織排放、工藝過(guò)程有組織排放、廢水處理,經(jīng)過(guò)求和得全過(guò)程排放濃度也就是排放因子。排放因子的確定需要累計(jì)大量樣本,重復(fù)測(cè)試,才能得到相對(duì)準(zhǔn)確的結(jié)果。



03
清單建立

活動(dòng)水平都來(lái)源于實(shí)地調(diào)研數(shù)據(jù),是企業(yè)自查過(guò)的產(chǎn)品產(chǎn)量。如圖4所示:

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分環(huán)節(jié)排放清單即按行業(yè)統(tǒng)計(jì)排放總量,本園區(qū)的行業(yè)有石油制品制造、有機(jī)化學(xué)原料制造、合成樹(shù)脂制造、肥皂及合成洗滌劑制造、化學(xué)藥品原藥制造及運(yùn)輸6個(gè)行業(yè),從儲(chǔ)罐呼吸、工藝過(guò)程、廢水處理、管道有組織排放4個(gè)方面計(jì)算排放總量。不同行業(yè)的排放總量在整個(gè)園區(qū)的排放量中的占比最大的是減排的重點(diǎn)區(qū)域。

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