挥发性有机化合物(VOCs)源强核算方法的研究论文_赵李李1,李大梅2

赵李李1 李大梅2

1.32032319******1640 江苏 南京 211100

2.32072119******0228 江苏 南京 211100

摘要:挥发性有机化合物是造成空气污染的重要因素之一,污染源的核算对其污染系统具有重要意义。详细介绍了物质平衡算法、在基于排污系数法的基础上的源强核算方法,以及基于废气收集效率和加工效率评估、基于数量的排放和排放标准等估算和挥发性有机化合物的排放源强计算方法,说明了各种方法的优缺点和适用范围,收集、总结各种方法所需的参数、排放系数值,以及挥发性有机化合物的来源,为研究挥发性有机污染物的源强计算提供了参考建议,为挥发性有机化合物的防治提供参考。

关键词:挥发性;有机化合物;VOCs;源强核算方法;研究

1 前言

挥发性有机化合物(VOCs)指标准大气压101.3kPa下,任何低于或等于250摄氏度的有机化合物;是指参与大气光化学反应的有机化合物,包括非甲烷烃类(烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等)、含氧有机物(醛、酮、醇、醚等)、含氯有机物、含氮有机物、含硫有机物等,是形成臭氧(O3)和细颗粒物(PM2.5)污染的重要前体物。VOCs是引起光化学烟雾和烟雾的重要物质之一,对人体呼吸系统和血液神经系统有很强的毒性作用。中国的大气污染控制主要集中在二氧化硫、煤烟和其他污染物上,VOCs的控制相对较弱。随着我国污染物排放总量的逐年增加,VOCs的污染来源日益增多,VOCs造成的空气污染问题日益严重。

目前我国尚无关于VOCs源强度核算的系统研究,目前还没有标准的VOCs来源强有力的核算模型。因此,在日常的环境保护工作中,特别是在环境影响评价和VOCs控制的数量上,许多VOCs源强的核算没有主观性,给VOCs的控制带来较大的困难。为此,本文总结了VOCs来源强度核算方法,并收集了相关核算参数,为VOCs的控制提供了依据,为相关环境保护工作者提供参考。

2 VOCs产生源强的核算方法

2.1物料衡算法

物质平衡算法是基于质量守恒定律的物料平衡计算,计算原则是单位时间到系统中的所有材质必须等于把所有的材料质量系统加上材质的损失和积累,其计算方法见式(1):

3 VOCs排放源强的核算方法

3.1基于废气收集效率及处理效率的估算法

当确认在生产过程中的VOCs产生较强的来源时,VOCs有很强的组织排放源,这主要与过程废气的效率系统和加工效率有关。因此,可以得到基于废气收集效率和处理效率的估计方法的计算公式(6):

式中:G排放是过程VOCs、t/a的有组织排放总量;1。工艺废气的收集效率,%;η2是废气处理装置VOCs的去除效率,%。

该方法具有适用性广、计算精度高、与环境保护工程设计的联系更紧密、废气收集效率和实现更准确的VOCs去除效率,以及源强VOCs排放源的计算和实际更接近的优点。其缺点主要是:企业过程废气的收集方法多种多样,难以获得准确的工艺排烟效率。VOCs的去除效率与加工工艺、操作条件、管理水平等有关。它是不稳定的,很难得到准确的VOCs去除效率。

根据《江苏省重点行业挥发性有机污染物污染控制指南》重点行业VOCs治理措施收集效率及去除效率如下:鼓励对排放的VOCs 进行回收利用,并优先在生产系统内回用;对浓度、性状差异较大的废气应分类收集,并采用适宜的方式进行有效处理,确保VOCs总去除率满足管理要求,其中有机化工、医药化工、橡胶和塑料制品(有溶剂浸胶工艺)、溶剂型涂料表面涂装、包装印刷业的VOCs总收集、净化处理率均不低于90%,其他行业原则上不低于75%。

3.2基于排放废气量及排放标准的估算法

该方法主要基于企业的废气排放、VOCs的排放标准以及企业在年度工作时间内排放的VOCs总量。计算公式(7)如下:

式中:G产生企业VOCs的总排放量,t/a;Q1、Q2、Qi为ith排气缸每小时排气排放m3/h;C1、C2、Ci为ith排气缸的VOCs排放标准,mg/m3;T1,T2,Ti是ith排气缸的车间工作时间,h/a。Q可以根据以下方式确定:1)在排放标准中,有一组标准的流量,Q可以根据基准流量的计算方法得到。2)根据废气收集系统的设计计算风量和漏气系数。

这种方法的优点是适用性广。只要确定VOCs的排放标准,就可以估算出排放总量和年工作时间,可以估计不同行业VOCs的总排放量。方法中存在的不足是:1)制定我国VOCs排放标准的相对滞后,只有北京、广东、天津等行业一些行业的VOCs排放标准,使得Ci的计算公式难以找到合适的依据。2)没有标准定义的方法确定小时废气排放,目前通常是决定按照额定排气气体处理系统风机排气排放时间,但不是因为大多数行业挥发排放标准的混合风和基准位移系数,执政的一部分企业是增加气流稀释废气,根据VOCs排放方法计算的会计核算要比实际价值要大。3)在某些企业中,VOCs在处理后可能低于排放标准,该方法计算的VOCs数量大于实际值。

4结束语

VOCs源强核算是一项复杂的工作,由于我国VOCs的标准体系建设与源强核算数据库建设相对滞后,本文提出的核算方法具有一定的局限性,在使用时仍需根据具体情况合理选择、修正。为了日后更好地实施VOCs的污染防治,今后应该加强开展VOCs的源强核算研究工作,为日后挥发性有机化合物(VOCs)源强核算方法的研究提供参考和建议。

参考文献

[1]田雪峰.对北京VOCs源的研究[D].北京:北京工业大学,2011.

[2]时真男.涂料挥发性有机化合物散发过程的试验与模拟研究[D].太原:太原理工大学,2013.

[3]曲茉莉.大气中VOCs的污染现状及治理技术研究进展[J].环境科学与管理,2012,37(6):102-104.

论文作者:赵李李1,李大梅2

论文发表刊物:《防护工程》2018年第11期

论文发表时间:2018/10/16

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