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vocs分析方法

来源:开心麻花作者:开心麻花2025-09-191

vocs分析方法(精选8篇)

vocs分析方法 第1篇

VOCs污染治理

一、采用源头和过程控制治理

(1)在石油炼制与石油化工行业,鼓励采用先进的清洁生产技术,提高原油的转化和利用效率。对于设备与管线组件、工艺排气、废气燃烧塔(火炬)、废水处理等过程产生的含VOCs废气污染防治技术措施包括: 1.对泵、压缩机、阀门、法兰等易发生泄漏的设备与管线组件,制定泄漏检测与修复(LDAR)计划,定期检测、及时修复,防止或减少跑、冒、滴、漏现象;2.对生产装置排放的含VOCs工艺排气宜优先回收利用,不能(或不能完全)回收利用的经处理后达标排放;应急情况下的泄放气可导入燃烧塔(火炬),经过充分燃烧后排放;3.废水收集和处理过程产生的含VOCs废气经收集处理后达标排放。

(2)在煤炭加工与转化行业,鼓励采用先进的清洁生产技术,实现煤炭高效、清洁转化,并重点识别、排查工艺装置和管线组件中VOCs泄漏的易发位置,制定预防VOCs泄漏和处置紧急事件的措施。

(3)在油类(燃油、溶剂)的储存、运输和销售过程中的VOCs污染防治技术措施包括: 1.储油库、加油站和油罐车宜配备相应的油气收集系统,储油库、加油站宜配备相应的油气回收系统;2.油类(燃油、溶剂等)储罐宜采用高效密封的内(外)浮顶罐,当采用固定顶罐时,通过密闭排气系统将含VOCs气体输送至回收设备;3.油类(燃油、溶剂等)运载工具(汽车油罐车、铁路油槽车、油轮等)在装载过程中排放的VOCs密闭收集输送至回收设备,也可返回储罐或送入气体管网。

(4)涂料、油墨、胶粘剂、农药等以VOCs为原料的生产行业的VOCs污染防治技术措施包括: 1.鼓励符合环境标志产品技术要求的水基型、无有机溶剂型、低有机溶剂型的涂料、油墨和胶粘剂等的生产和销售;2.鼓励采用密闭一体化生产技术,并对生产过程中产生的废气分类收集后处理。(5)在涂装、印刷、粘合、工业清洗等含VOCs产品的使用过程中的VOCs污染防治技术措施包括: 1.鼓励使用通过环境标志产品认证的环保型涂料、油墨、胶粘剂和清洗剂;2.根据涂装工艺的不同,鼓励使用水性涂料、高固份涂料、粉末涂料、紫外光固化(UV)涂料等环保型涂料;推广采用静电喷涂、淋涂、辊涂、浸涂等效率较高的涂装工艺;应尽量避免无VOCs净化、回收措施的露天喷涂作业;3.在印刷工艺中推广使用水性油墨,印铁制罐行业鼓励使用紫外光固化(UV)油墨,书刊印刷行业鼓励使用预涂膜技术;4.鼓励在人造板、制鞋、皮革制品、包装材料等粘合过程中使用水基型、热熔型等环保型胶粘剂,在复合膜的生产中推广无溶剂复合及共挤出复合技术;5.淘汰以三氟三氯乙烷、甲基氯仿和四氯化碳为清洗剂或溶剂的生产工艺。清洗过程中产生的废溶剂宜密闭收集,有回收价值的废溶剂经处理后回用,其他废溶剂应妥善处置;6.含VOCs产品的使用过程中,应采取废气收集措施,提高废气收集效率,减少废气的无组织排放与逸散,并对收集后的废气进行回收或处理后达标排放。

(6)建筑装饰装修、服装干洗、餐饮油烟等生活源的VOCs污染防治技术措施包括: 1.在建筑装饰装修行业推广使用符合环境标志产品技术要求的建筑涂料、低有机溶剂型木器漆和胶粘剂,逐步减少有机溶剂型涂料的使用;2.在服装干洗行业应淘汰开启式干洗机的生产和使用,推广使用配备压缩机制冷溶剂回收系统的封闭式干洗机,鼓励使用配备活性炭吸附装置的干洗机;3.在餐饮服务行业鼓励使用管道煤气、天然气、电等清洁能源;倡导低油烟、低污染、低能耗的饮食方式。

二、采取末端治理与综合利用的方式

(1)在工业生产过程中鼓励VOCs的回收利用,并优先鼓励在生产系统内回用。(2)对于含高浓度VOCs的废气,宜优先采用冷凝回收、吸附回收技术进行回收利用,并辅助以其他治理技术实现达标排放。

(3)对于含中等浓度VOCs的废气,可采用吸附技术回收有机溶剂,或采用催化燃烧和热力焚烧技术净化后达标排放。当采用催化燃烧和热力焚烧技术进行净化时,应进行余热回收利用。

(4)对于含低浓度VOCs的废气,有回收价值时可采用吸附技术、吸收技术对有机溶剂回收后达标排放;不宜回收时,可采用吸附浓缩燃烧技术、生物技术、吸收技术、等离子体技术或紫外光高级氧化技术等净化后达标排放。

(5)含有有机卤素成分VOCs的废气,宜采用非焚烧技术处理。(6)恶臭气体污染源可采用生物技术、等离子体技术、吸附技术、吸收技术、紫外光高级氧化技术或组合技术等进行净化。净化后的恶臭气体除满足达标排放的要求外,还应采取高空排放等措施,避免产生扰民问题。

(7)在餐饮服务业推广使用具有油雾回收功能的油烟抽排装置,并根据规模、场地和气候条件等采用高效油烟与VOCs净化装置净化后达标排放。

(8)严格控制VOCs处理过程中产生的二次污染,对于催化燃烧和热力焚烧过程中产生的含硫、氮、氯等无机废气,以及吸附、吸收、冷凝、生物等治理过程中所产生的含有机物废水,应处理后达标排放。

(9)对于不能再生的过滤材料、吸附剂及催化剂等净化材料,应按照国家固体废物管理的相关规定处理处置。

三、大力鼓励研发的新技术、新材料和新装备

鼓励以下新技术、新材料和新装备的研发和推广:(1)工业生产过程中能够减少VOCs形成和挥发的清洁生产技术。

(2)旋转式分子筛吸附浓缩技术、高效蓄热式催化燃烧技术(RCO)和蓄热式热力燃烧技术(RTO)、氮气循环脱附吸附回收技术、高效水基强化吸收技术,以及其他针对特定有机污染物的生物净化技术和低温等离子体净化技术等。

(3)高效吸附材料(如特种用途活性炭、高强度活性炭纤维、改性疏水分子筛和硅胶等)、催化材料(如广谱性VOCs氧化催化剂等)、高效生物填料和吸收剂等。

(4)挥发性有机物回收及综合利用设备。

四、对市场进行运行与监测

(1)鼓励企业自行开展VOCs监测,并及时主动向当地环保行政主管部门报送监测结果。(2)企业应建立健全VOCs治理设施的运行维护规程和台帐等日常管理制度,并根据工艺要求定期对各类设备、电气、自控仪表等进行检修维护,确保设施的稳定运行。

(3)当采用吸附回收(浓缩)、催化燃烧、热力焚烧、等离子体等方法进行末端治理时,应编制本单位事故火灾、爆炸等应急救援预案,配备应急救援人员和器材,并开展应急演练。

vocs分析方法 第2篇

挥发性有机物(VOCs)废气治理方案

VOCs:是指挥发性有机化合物,由于挥发性有机物活性强,在温度高、强光照射下,极易与氮氧化物发生光化学反应,让细粒子污染渐趋严重,是灰霾天气频发的“元凶”之一。

一、挥发性有机物(VOCs)废气危害:

在短时间内人们感到头痛、恶心、呕吐、四肢乏力;严重时会抽搐、昏迷、记忆力减退。VOCs伤害人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统。

二、挥发性有机物(VOCs)废气的种类:

烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、酯类、醛类、酮类和其他。

三、挥发性有机物(VOCs)废气主要来源:

(1)有机溶液,如油漆.含水涂料,黏合剂.化妆品.洗涤剂等。

(2)建筑材料,如人造板.泡沫隔热材料.塑料板材等。

(3)室内装饰材料,如壁纸。其他装饰品等。

(4)纤维材料,如地毯.挂毯和化纤窗帘。

(5)办公用品,如油墨.复印机.打印机等。

(6)设计和使用不当的通风系统等。

(7)家用燃料和烟叶的不完全燃烧。

(8)人体排泄物。

(9)来自室外的工业气体.汽车尾气.光化学烟雾等等

四、挥发性有机物(VOCs)废气的种类:

具有容易燃烧、容易爆炸、有毒害、不能够溶解在水里面、能够溶解在有机溶剂里面、处理困难程度比较大的特点。

五、挥发性有机物(VOCs)废气治理方法:

光催化纳米离子法除味技术:森羽鹏腾结合国际上最先进的研究成果,自行开发、研制了“紫外光催化纳米离子活性氧废气净化设备”。该设备采用光催化纳米离子法除味技术,结合了活性氧技术。利用高能非平衡等离子体脉冲放电技术,可在瞬间迅速使空间内产生高浓度的活性氧、自由基、臭氧,在组合阵列极的空间内形成活化区。当有机分子 通过活化区时其分子键被活化区内的离子迅速松动,高能非平衡等离子体脉冲放电方式使空间内产生巨大的压强,分子突然获得“爆炸”式的巨大能量瞬间猛增了自 由基使分子全部处于活化状态将动能转化为分子内部势能,打开了旧的化学键,使一个或几个分子键断裂。在定向反应作用下产生新的单一原子组成的气体分子和固 态单质微粒。这也称之为电化学反应。

vocs分析方法 第3篇

1 工艺参数

某微型车面漆涂装线的工艺参数如下。

a.车型尺寸 (lwh) :4 200 mm1 700 mm1 700 mm。

b.涂装面积 (A) :100 m2。

c.生产能力 (M) :50台/h。

d.输送方式:滑橇。

e.工件运行速度 (V) :4.18 m/min。

f.清漆晾干时间 (t) :8 min (一般为7�10 min) 。

g.喷涂面积、漆膜厚度、干膜密度、涂着效率和固体分等工艺参数见表1。

注:涂装面积是指工件涂装底漆的面积, 约等于工件钢板表面积的2倍。

2 晾干室补充新风量和VOCs排放量的计算

传统设计方案的晾干室送风采用全新风, 由空调送风装置将符合温度和湿度要求的空气送入晾干室, 晾干室的排风 (排风量=送风量) 直接排入大气。本方案中晾干室采用循环风+空调补充新风的方式, 空调补充新风量=排风量, 排风为循环风的一部分 (一般为5%�20%) 。这种方式可以保证晾干室中空气的温度和湿度能够满足湿漆膜流平的需要, 又因为减少送入晾干室新风量而降低了能耗。

2.1 晾干室循环风量的计算

a.晾干室的长度L=Vt=4.188≈34 m。

b.晾干室的宽度W=w+2 (b0+b1) 。其中w为工件 (车型) 宽度, w=1.7 m;b0为工件开门尺寸, b0=0.15 m (一般为0�0.20 m) ;b1为安全距离, b1=0.6 m (一般为0.5�0.8 m) 。则W=3.2 m。

c.晾干室的高度H=h+h0+h1+h2。其中h为工件高度, h=1.7 m;h0为输送机高度, h0=0.5 m;h1为橇体支撑高度, h1=0.5 m (一般为0.3�0.5 m) ;h2为车身顶部至晾干室顶板之间的距离, h2=0.8 m (一般为0.5�1.0 m) 。则H=3.5 m。

故晾干室的长、宽和高分别为34 m、3.2 m和3.5 m。为加快湿漆膜中溶剂的挥发速度, 要求晾干室内的空气有一定的流动速度。由于不同油漆使用的溶剂不同, 因此各汽车生产厂家要求的送风量不一致。晾干室的循环风量一般按照30�100次/h (这里取60次/h, 某些厂家取值的0.1 m/s风速约相当于90�100次/h的换气次数) 的换气次数计算, 则晾干室循环风量Q1=LWH60 m3/h=343.23.560=22 848.00 m3/h。

2.2 晾干室和烘干室VOCs排放量的计算

金属漆中溶剂产生的VOCs在喷漆室、晾干室和面漆烘干室 (以下简称烘干室) 的挥发比例按90:5:5计[1], 清漆中溶剂产生的VOCs在喷漆室、晾干室和烘干室的挥发比例按60:25:15计[2], 则可以得出晾干室和烘干室的溶剂挥发量 (即VOCs排放量) , 见表2。

2.3 晾干室需补充新风风量的计算

溶剂型油漆使用的溶剂由醇、酯、醚、芳香烃 (如二甲苯、三甲苯、乙苯和石脑油等) 等组成, 晾干室需补充的新风风量理论上应该根据混合气体的爆炸极限进行计算, 从保证生产安全和计算简单的角度考虑, 以溶剂爆炸下限的最低值计算需补充的新风风量。在上述溶剂中, 二甲苯的爆炸下限 (L.E.L) [3]最低 (1%[3]) , 二甲苯的相对分子量为106.17。根据摩尔定律, 其爆炸下限的质量浓度为106.17/22.41%=0.0474 g/L=47.4 g/m3。连续生产线晾干室需补充的新风量按下式[4]计算。

式中, Q2为需补充的新风量, m3/h;GF为晾干室的VOCs排放量, g;K为安全系数, 取3 (一般推荐值为2�5) ;a为溶剂挥发爆炸极限的质量浓度, 47.4g/m3。则晾干室需补充的新风风量为Q2=237520.833/47.4=4 749.47 m3/h, 晾干室的排风量Q5=Q2=4 749.47 m3/h。

3 烘干室需补充新风风量和排风量的计算

3.1 烘干室需补充新风风量的计算

烘干室需补充的新风量Q3的计算有两种方法, 需在两者之中取较大值。

3.1.1 第1种算法, 根据溶剂的爆炸极限计算新风量

(1) 不用晾干室的循环风作为烘干室的补充新风 (即烘干室的补充新风全部为新鲜空气)

如果不用晾干室的循环风作为烘干室的补充新风, 则烘干室新风量Q3’的计算同晾干室, 即Q3’=2GOK/a=225 511.833/47.4=3 229.35 m3/h。

(2) 使用晾干室的排风作为烘干室的补充新风

如果将晾干室的全部排风 (循环风的一部分) 作为烘干室的补充新风, 则烘干室需补充的新风量Q3-1=Q5+Q3’=7 978.82 m3/h。

3.1.2 第2种算法, 依据经验值计算

烘干室需补充的新风风量与工件烘干温度、生产能力和涂料种类有关, 国内一般按10�30倍烘干室容积考虑[3]。但这个范围太大, 设计人员不易选择, 以下两个世界著名汽车公司给出的经验值可供参考。

(1) M公司的算法

面漆烘干室 (温度为140℃) 需补充的新风风量按每分钟更新18%烘干室有效容积计算。

(2) N公司的算法

面漆烘干室 (温度为140℃) 需补充的新风风量为:每平方米工件面积按1.8 m3计。

本计算按照M公司的算法, 根据车型尺寸及滑橇输送方式, 可得出该烘干室有效截面尺寸为2 500 mm3 100 mm (图1) ;根据4.18 m/min运行速度和30 min烘干时间计算出烘干室的长度L=4.18m/min30 min=125.4 m。所以烘干室需要的新风风量Q3-2=2.50 m3.10 m125.4 m60 min (根据经验值的定义而来) 18%=10 495.98 m3/h。

综上, 由Q3-2>Q3-1, 可以得出以下两点结论。

a.烘干室的新风补充量Q3=Q3-2=10 495.98 m3/h.

b.晾干室的排风可以全部作为烘干新风补入烘干室中。

3.2 烘干室排风量的计算

为保持烘干室内气流平衡, 烘干室的排风量Q4等于烘干室的新风补充量, 故Q4=10 495.98 m3/h。

4 VOCs排放减少量的计算

按照环保法规要求, 烘干室的排风要全部经过废气处理, 以消除VOCs对大气的污染。本方案采用蓄热式热力焚烧处理装置 (RTO) 处理烘干室排风, 从表2得出晾干室单位面积VOCs的排放量VF=GF/M/A=37 520.83/50/100=7.50 g/m2。本例中, 晾干室的全部排风作为烘干室所需补充的新风被引入烘干室, 如果桥式烘干室 (本喷漆线采用桥式烘干室) 或∏型烘干室的逸出量为3%�5%[3] (按5%计) 、RTO废气处理效率>98% (按98%计) , 则通过RTO处理减少的VOCs排放量V=VF (1-5%) 98%=6.98 g/m2, 每台车减少的VOCs排放量为6.98 g/m2100=698 g。

5 结束语

从上述计算可知, 对于溶剂型漆可以得出以下结论。

(1) 晾干室在补充一定量新风的情况下, 采用循环风是可行的方案。

(2) 以晾干室循环风作为烘干室的补充新风, 然后通过RTO进行废气处理, 可以使工件单位面积VOCs的排放量显著降低;如果再结合余热综合利用措施, 则既环保又节能。

(3) 本文讨论的方案即使对于汽车中涂和面漆都使用水性漆的生产线也有推广意义。

参考文献

[1]王锡春编.汽车涂装工艺技术[M].北京:化学工业出版社, 2005:231-232.

[2]张禾.喷漆废气废渣的估算及处理措施[J].汽车工艺与材料, 2006, 11:28-32.

[3]王锡春主编.最新汽车涂装技术[M].北京:机械工业出版社, 1999:43-46;229-230;232-233;233-234.

vocs分析方法 第4篇

关键词:VOC;注塑工艺;聚丙烯

0 引言

近年来,车内空气质量对于民众健康出行的影响逐渐成为消费者购买家轿的重要考量指标,对于车企而言,汽车空气质量的改善也必将成为中国汽车行业新的竞争领域。2011 年10 月,环保部与国家质检总局联合发布《乘用车内空气质量评价指南》(以下简称《指南》),《指南》规定了车内空气中苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛的浓度要求。对于现行的《指南》,预计2015年底即将修改升级成强制性标准,这可能会是全球范围内最严格的车内空气质量控制强制性法规,由于汽车内饰是车内空气污染的重要来源,这对于汽车内饰产品将是严峻的考验。VOC 测试分为3 个级别: 整车测试,总成零部件测试和材料测试,通过逐级控制的方法达到车内有机挥发物的控制,本文对于整车测试方法及过程不做研究,重点从零部件及材料生产过程VOC测试及控制方面进行分析研究。

1 VOC测试要求

1.1 测试样品:零部件及材料 ①零部件测试标准参考《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》及企业内部标准《整车及车内非金属零部件挥发性有机物和醛类物质限制要求》执行。②内饰材料检测方案:注塑样板,试样板规格要求:100mm×200mm,放入PE袋子送样,实验室接收试样7天内试验,试验前将试样按GB/T-2918-1988中的标准环境下放置(24±1)h。

1.2 试样采集、封装及测试要求 测试条件:60℃烘箱放置2H,10L袋子封装,依据Q/CC SY248-2011封装规范执行。

1.3 控制限值和接收规范 汽车乘员舱内VOC 主要来源于热塑性、热固性高分子材料(如塑料、橡胶、PU 泡沫、面料等)皮革以及涂敷材料、粘接剂等,车内VOC 的接收限值按表1要求。

2 测试及验证过程

通过对整个塑料件生产过程进行分析,开展对比试验,确认影响内饰VOC的原因

试验一:选取某车型门板总成进行零部件测试,测试结果如下表1

表1全塑料件测试结果显示乙醛超标,选择低散发材料只是保证车内空气质量的第一步,材料注塑加工工艺同样影响着内饰件的VOC散发,尤其聚丙烯改性材料,其在加工过程中受到强剪切和热的作用产生新的VOC散发小分子物质乙醛,该类小分子物质无法通过设备进行完全脱除,留在制件上,进而造成内饰件VOC散发偏高;相同条件下生产的塑料件加涂胶、包覆测试数据显示甲苯、乙醛超标,分析显示胶水中含有苯类物质及醛类物质,皮革成为甲苯的主要贡献源;水切及丙纶毡成为苯类物质的主要贡献源。

vocs分析方法 第5篇

随着工业化进程不断深入, 石油取代煤炭成为主要能源, 城市大气污染也随之由煤烟污染型转变为混合污染型, 工业企业每年向大气中排放的挥发性有机物 (简称VOCs) 逐年增加且成分越来越复杂。大气中VOCs浓度大幅上升, VOCs对环境及人体健康的影响越来越受到人们的关注, 而做好工业企业VOCs排放量统计工作是有效的预防和治理VOCs污染的重要基础。

目前, 国家出台了《大气挥发性有机物源排放清单编制技术指南 (试行) 》以及《挥发性有机物排污收费试点办法》两种主流的统计方法, 下面就这两种统计方法作一些简单介绍, 并结合大连石化和大连西太平洋石化两家企业实例, 讨论两种方法的优劣。

2 《大气挥发性有机物源排放清单编制技术指南 (试行) 》中统计方法

《大气挥发性有机物源排放清单编制技术指南 (试行) 》附件2中工艺过程排放源VOCs计算方法。

式中:k为工艺过程的VOCs排放子源;E为污染物排放量;EF为污染物排放系数;Q为工艺过程生产的产品量;η为污染控制技术对VOCs的去除效率[1]。

3 《挥发性有机物排污收费试点办法》中统计方法

《挥发性有机物排污收费试点办法》中附件2石化行业排放量的计算方法, 其中包括装卸、储罐、废水、冷却水、工艺废气等VOCs排放量计算。

3.1 有组织VOCs排放量核算方法

石油化工企业VOCs有组织排放量为各生产工艺过程的VOCs排放量之和, 各生产工艺过程的VOCs排放量核算公式如下:

式中:E有组织i为第i种工艺装置VOCs有组织排放量, t;Oi为第i种工艺装置原 (物) 料使用量或产品产量;EF有组织i为第i种工艺装置VOCs排放系数, kg;ERi为第i种工艺装置VOCs去除率。

3.2 无组织VOCs排放量核算方法

石油化工企业VOCs无组织排放量为密封点泄露无组织VOCs排放量、废水处理过程无组织VOCs排放量、装载操作过程无组织VOCs排放量和储罐无组织VOCs排放量之和。

3.2.1 密封点泄漏无组织VOCs排放量核算方法

石油化工企业密封点主要包括阀门、泵密封、法兰、连接件、开口管线和其他密封点, 其VOCs无组织排放量为各密封点VOCs排放量之和。各密封点VOCs排放量核算公式如下:

设备单位密封点的泄漏排放核算公式为:

单位密封点VOCs年排放量 (kg) =泄漏排放速率 (kg/h) ×运行时间 (h) ×介质流中VOCs含量 (wt%) 。

装置泄漏排放量 (kg) = ∑单位密封点VOCs年排放量:

式中:EVOC为特定设备类型介质流中所有设备VOCs排放速率 (kg/年) ;FA为特定设备类型非甲烷有机化合物平均排放系数 (kg/h/源) ;WFTOC为介质中TOC的平均重量百分比;WF乙烷为介质中乙烷的平均重量百分比;WF甲烷为介质中甲烷的平均重量百分比;N为对应介质设备中的设备数量;VOCs排放量=∑EVOC×年运行时间。

3.2.2 废水处理过程VOCs无组织排放量核算方法

石油化工企业废水处理过程VOCs无组织排放量为各废水处理单元VOCs无组织排放量之和, 各废水处理单元VOCs无组织排放量核算公式如下:

式中:E废水i为第i个废水处理单元VOCs无组织排放量, t;Q废水i为第i个废水处理单元年废水处理量, m3;EF废水i为第i个废水处理单元VOCs排放系数, kg/m3;ERi为第i个废水处理单元VOCs去除率 (%) 。

3.2.3 装载操作过程VOCs无组织排放量核算方法

石油炼制企业装载操作VOCs无组织排放量为各装载操作设施VOCs无组织排放量之和, 各装载操作设施VOCs无组织排放量核算公式如下:

式中:E装载i为第i个装载操作设施VOCs无组织排放量, t;Q装载i为第i个装载操作设施年装载油量, m3;LLi为第i个装载操作设施注油装载损失, kg/m3;

理论注油装载损失LL (未控制) 估算公式如下:

式中:S为饱和系数, 取值见附表7;P为装载液体真实蒸气压;MY为物料分子量, 千克/摩尔;T为装载液体温度, ℃;ERi为第i个装载操作设施VOCs去除率, %。

3.2.4 储罐无组织VOCs排放量核算方法

储罐无组织VOCs排放主要来自立式和卧式固定顶罐、内浮顶罐、外浮顶罐等储罐的静止储存损耗和工作损耗, 其VOCs排放量可采用TANK模型核算。

TANK模型是windows操作系统下的软件程序, 利用化学物质、气象、浮顶装配、密封等数据核算立式和卧式固定顶罐、内浮顶和外浮顶罐、拱形外浮顶罐、地埋罐的VOCs排放量, 是目前在国际上得到广泛认可的储罐VOCs排放定量方法。

TANK模型需要输入储罐和储存液体的各种数据来核算VOCs排放量, 输入的数据有以下4类:一是储罐数据:储罐的结构类型及其物理特征和相关参数、物料周转量等;二是浮顶组件数据:浮盘和浮顶组件的信息;三是储罐地点数据:储罐所在城市的气象数据, 如环境温度、大气压、风速、太阳日晒因子等信息;四是储存液体数据:储存液体的化学组分和特性。输入上述数据后, 运行程序即可得到储罐的VOCs排放量。

3.2.5 循环冷却水

当工艺装置内换热器或冷凝器发生泄漏时, 含VOCs的工艺物料通过换热器裂缝从高压侧泄漏并污染冷却水。由于循环水冷却塔的汽提作用和风吹逸散, VOCs会从冷却水中排入大气。

式中:F为未控制冷却塔排放因子;Q为冷却塔循环流速;T为年运行时间[2]。

4 两种统计方法优缺点的比对

《挥发性有机物排污收费试点办法》的计算方法更侧重于对各排放源项的排查, 主要分为有组织和无组织两个部分。工艺源有组织排放计算方法为针对不同的生产工艺过程以产品总量为基数乘以经验排放系数得出VOCs排放量, 这种计算方法的优点在于对不同工艺都有单独的排放系数, 缺点在于忽略了相同工艺下不同原料不同产品所带来的区别。无组织排放部分包括密封点、废水处理、装卸过程、储罐及冷却水循环的无组织排放。密封点无组织排放是对不同行业的设备不同密封件不同介质流给出排放系数进行核算, 过程较为复杂。废水处理、装卸过程、储罐及冷却水循环无组织排放分别是根据水处理量、装卸油量、储罐及储存液体数据、冷却塔循环流速确定排放量。

《大气挥发性有机物源排放清单编制技术指南 (试行) 》的计算方法侧重于产品种类数量的排查。以不同产品产量为基数乘以经验排放系数得出VOCs排放量, 优点在于针对不同产品都有单独的排放系数 (目前系数表涵盖范围不足) , 并且统计简单, 易于用一个经验系数核算排放量, 适合于大范围的环境普查, 缺点在于忽略了工艺及原材料带来的区别, 而且由于石化行业产品种类数量基数大, 副产品较多, 会导致经验系数的缺失, 目前《大气挥发性有机物源排放清单编制技术指南 (试行) 》附件中的经验系数较少, 急需进一步补充。

从统计方面考虑, 《大气挥发性有机物源排放清单编制技术指南 (试行) 》的统计方法更为简单, 易于理解, 可操作性强, 更适合于具有庞大数量企业的石化行业的VOCs排放统计工作。再进一步补充经验系数以后, 可用于建立VOCs排放数据库。

5 实例比较

结合大连石化和大连西太平洋石化两家企业实例, 计算结果对比见表1[3]。

单位:t/年

注:计算过程较为复杂, 不详细说明

通过对大连石化和大连西太平洋石化两家企业的计算结果比对, 可以看出两种计算方法的计算结果相差较多, 应采用实测值进一步修正计算结果。

6 结语

石化企业VOCs排放量统计工作是建立石化企业VOCs排放清单的重中之重, 同时也是把握石化企业VOCs污染排放特点、有效治理VOCs污染的先决条件, 所以对VOCs排放量计算方法的研究是十分有意义的。目前完善VOCs排放量统计方法的工作还有很多, 如经验系数的补充及调整, 针对不同地区企业修正系数的确定等。另外, 还应加强有关VOCs污染的立法, 建立VOCs排放数据库和标准, 使VOCs污染得到有效控制。

摘要:介绍了《大气挥发性有机物源排放清单编制技术指南 (试行) 》以及《挥发性有机物排污收费试点办法》两种石化企业VOCs排放统计方法, 并对其优缺点进行了探讨, 提出了VOCs排放统计工作的研究方向。

关键词:VOCs,排放,统计

参考文献

[1]中华人民共和国环境保护部.大气挥发性有机物源排放清单编制技术指南 (试行) [R].北京:中华人民共和国环境保护部, 2014.

[2]中华人民共和国环境保护部.挥发性有机物排污收费试点办法[R].北京:中华人民共和国财政部, 国家发展改革委, 环境保护部, 2015.

凹印VOC含量检测方法探讨 第6篇

VOC含量检测的重点主要有两方面,一是检测对人体有害的苯类、酮类、卤代烃等物质含量;二是检测在紫外线照射下易由碳氢化合物与氮氧化合物等形成的对空气造成污染、对人体健康造成二次危害的光化烟雾含量。VOC含量检测关系到各项标准对指标限量控制的恰当与否,以及该项指标在国际同类标准中的可比性问题。因此,正确理解和掌握VOC的定义及其含量检测方法极为必要,本文中笔者将对此做重点阐述,愿与业内同行共勉。

VOC的不同定义

VOC是挥发性有机化合物的英文缩写。目前,国际上对VOC的定义有很多种,需要正确理解和应用。

(1)美国ASTM D3960-98标准对VOC的定义:任何能参加大气光化学反应的有机化合物。

(2)美国联邦环保署(EPA)对VOC的定义:除CO、CO2、H2CO3、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外,任何参加大气光化学反应的碳化合物。

(3) 1989年联合国世界卫生组织(WHO)对VOC的定义:熔点低于室温而沸点在50~260℃之间的挥发性有机化合物的总称。

(4)国际标准化组织(ISO) 4618/1-1998(色漆和清漆通用术语)和德国DIN 55649-2000标准对VOC的定义:在常温常压下,任何能自然挥发的有机液体和(或)固体。

(5)巴斯夫对VOC的定义:在101.3kPa压力下,任何初沸点低于或等于250℃的有机化合物。

考虑到监督执法过程对VOC概念的明确性和检测工作中的可操作性要求,目前,国际上比较普遍认可的是国际标准化组织(ISO)所给出的VOC定义。

我国不少标准依据初沸点划分VOC,将其界定为:在101.3kPa压力下,任何初沸点低于或等于250℃的有机化合物。该定义直接来源于GB18581、GB18582、GB18583以及HJ/T 371-2007《环境标志产品技术要求 凹印油墨和柔印油墨》、HJ/T 370-2007《环境标志产品技术要求胶印油墨》等标准。虽然在我国系列环保标准中,关于VOC的定义已经非常明确,但在检测方法的选择上,却存在一些问题和争议,甚至存在与VOC定义不一致的地方。

VOC含量的主要检测方法

由于不同应用领域对VOC的定义和理解存在差异,因此,在不同情况下,要有针对性地选择相应的检测方法。目前,国际上关于VOC含量的检测方法主要有以下几种。

1.多点加标低浓度曲线法

基本原理:使用具有非极性毛细管的顶空气相色谱仪,对样品谱图中保留时间低于十四烷(沸点为252.6℃)的所有组分的峰面积进行积分,从而达到定量分析样品中VOC组分含量的目的。该方法引入了混合标准溶液,通过选择适当的稀释剂,配制成不同浓度等级的加标样品,然后利用各个不同浓度等级加标样品的质量和色谱得出峰面积之间的对应关系,制成线性回归曲线,再通过该曲线的截距和斜率,计算出样品中的VOC含量(mg/kg)。

需要指出的是,由于该方法的加标样品中混合标样的加入量较小,如果样品的VOC含量过大,所制样品将无法充分气化,从而导致曲线平直,误差增大。因此,该方法主要适用于低VOC含量样品的检测。

对于低VOC含量样品的检测,多点加标低浓度曲线法具有检测结果准确、检出限低等优点。同时,由于使用了混合标准溶液,通过归一化方法,可校准和折算出1mg试样中可在色谱检测器中响应的面积。这样不但可以省略对试样中的VOC组分逐一进行定性检测的麻烦,而且在定量检测过程中,也无需逐一检测和计算试样中VOC组分的相对校正因子,是精密检测中常用的方法之一。

目前,国际上要求采用该方法对试样中VOC含量进行检测的标准主要有ISO17895∶2005等。另外,我国GB/T 23984-2009《色漆和清漆 低VOC乳胶漆中挥发性有机化合物(罐内VOC)含量的测定》也等同采用了这种方法。

2.差值法

基本原理:称取一定量的样品,均匀地铺展在干净的表面皿上,根据样品的不同类别选择相应的试样条件(如我国GB/T 1725-2007《色漆、清漆和塑料 不挥发物含量的测定》第7章:补充试验条件),采用烘烤加热的方法,使样品中的VOC充分挥发干净后称量,得出样品中不挥发物的质量百分比含量;再运用卡尔?费休试剂滴定法精确检测样品中的水分含量;最后,用试样总量(100%)减去试样中不挥发物含量和水分含量,即得样品中VOC的质量百分比含量。该方法具有仪器操作简单、方便,分析结果重现性好等优势,主要适用于VOC含量较高的样品。

采用差值法测定样品中的VOC含量时,务必建立在VOC特定的定义基础之上,否则,采用该方法得出的检测结果会因为与标准中的VOC定义背离而缺乏实际意义。事实上,无论是国外还是国内,不同的环保法规和标准对VOC的定义有所不同,因此,我们在利用该方法进行VOC含量检测时应特别注意以下几点。

(1)适应于该方法的法规或标准对VOC的定义一般是:在所处环境的正常温度和压力条件下,能自然蒸发的任何有机液体和固体。为确保标准逻辑上的严谨性,标准中一般还会补充列出:在规定的条件下,所测得的试样中的VOC含量(如ISO11890-1∶2007标准)。然而,还有一些标准对VOC的定义是:在101.3kPa压力下,任何初沸点低于或等于250℃的有机化合物。在这些标准中,采用差值法检测VOC含量所得的数据,会与依照定义采用气相色谱逐一定性、定量、加和所得的结果存在很大差距,因此,在要求满足具有该类VOC定义的标准的相关检测中,不宜使用差值法。

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(2)采用差值法检测VOC含量,有时根据要求,需要扣除掉标准中所列出的豁免物质,如美国联邦环保署(EPA)规定:凡不参加大气光化学反应的有机碳化物都属于豁免溶剂的范畴;有时根据需要,其测定条件可通过相关方协商共同设定。

(3)采用差值法测定VOC含量,其检测结果准确与否,关键取决于样品中VOC的蒸发程度。对于一些黏度较高、易结皮的胶状样品,如胶印油墨、树脂液等,可以采用较为科学的玻璃薄层法,该方法可在一定程度上确保几个平行样品的厚度、大小基本一致,从而有效减少制样过程中的人为误差,提升检测准确性。

3.气相色谱内标法

基本原理:根据样品的类型初步判断试样在加热状态下是否会发生裂解或分解等副反应,从而选择合适的进样方式(热进样和冷进样);采用适当的检测器对试样中有可能存在的VOC组分进行定性分析。经定性鉴定后,以标记物峰为界,采用内标法,根据峰面积值分别计算试样中每种VOC组分的含量,将这些含量数值逐一相加,即为样品中VOC总含量。该方法总体思路简明,非常切合VOC习惯层面上的含义(101.3kPa压力下,任何初沸点低于或等于250℃的有机化合物),适用于VOC含量(质量百分比)处于0.1%~15%的样品。

然而,在实际过程中,这种方法存在一定操作难度。(1)在对一些成分复杂而又不知其含有何种VOC组分的样品进行定性分析时,存在较大麻烦,最好使用气质联用仪或气相-红外联用仪直接进行定性分析;(2)务必准备与试样中各种VOC组分相对应的标准物,并逐一测算出它们与内标物的相对校正因子;(3)在检测过程中,内标物和稀释剂的选择也具有一定技术含量,一方面,要求这两种物质要与样品完全相溶;另一方面,混溶后整个体系中各种VOC物质的谱图响应信号要便于定量,而不能相互覆盖。

总体来说,采用气相色谱内标法测量VOC含量,虽然存在以上麻烦,但仍不失为一种严谨的检测方法,只是针对企业内部多批次、不定时的检测要求,推广起来相对困难一些。

上述几种VOC含量的检测方法,是目前业内液体和胶状样品VOC含量检测中比较典型的方法。虽然我国现行的一些国际或行业标准(如GB/ T 18581-2009、GB/T 18582-2008、GB/T 18583-2008、HJ/T 201-2005等)推出了一些新的VOC含量检测方法,但也只是对以上几种方法稍做改进而已。

差值法与气相色谱内标法的差异

经常从事VOC含量检测的人员,经常会发现这样一个问题:对于同一种样品,采用差值法得到的VOC含量值和采用气相色谱内标法得到的VOC含量值之间存在很大差异。这种现象貌似无法解释,仔细推敲,其实不难理解。基于两种方法在检测原理上的不同,从严格意义上来讲,二者所检测的对象并非完全是同一样东西。对此,正确的解释如下。

(1)差值法中检测条件的选择一般是按照ISO3251∶2003进行,即在80~200℃的加热条件下,挥发时间为20~120min不等(样品种类不同,所选择的挥发温度和加热时间也不同)。这种加热条件,一方面不能确保样品中如1,4-丁二醇、二乙二醇这类沸点接近250℃的组分完全挥发;另一方面,更不能使沸点高于250℃的组分完全不挥发。而气相色谱内标法却不存在这些问题,在样品不发生裂解的前提下,沸点在标记物以下的VOC组分,基本都能恰如其分地被检出。

(2)采用差值法对VOC含量进行检测,当低沸点物质挥发时,由于共沸效应的作用,会将沸点高于250℃的物质带出一部分,这也就是胶印油墨等样品采用差值法检测VOC含量时,其结果往往大于气相色谱内标法检测值的根本原因。

为了验证以上观点,笔者曾做过两个试验。表1是关于挥发率的试验数据,试验结果表明,在烘箱加热的条件下,即实验温度远低于被测物质的沸点,该物质或多或少也会被蒸发一部分。因此,在胶印油墨中,沸点在260~290℃之间的植物油、矿物油、增塑剂之类的物质,在差值法检测中,往往会有一部分被蒸发出来,并折算到VOC含量中。

表2是关于共沸现象的试验数据,结果表明,在同样的加热条件下,2号样品因发生共沸效应,不仅引入的乙醇被完全蒸发,而且该样品中的水分蒸发速度也比1号样品快。

通过上述两个试验可知,采用差值法测得的VOC成分较为复杂,因此在选用该方法检测试样中VOC含量时应慎重。

VOC含量检测方法的选择

在选择VOC含量检测方法时,首先,应对被测样品中的VOC含量有一个初步评估。笔者建议:当试样中的VOC预计含量小于0.1%时,采用多点加标低浓度曲线外推法;当试样中的VOC预计含量大于15%时,采用差值法;当试样中的VOC预计含量处于0.1%~15%之间时,采用气相色谱内标法。其次,还应考虑样品需要满足的法规或标准中,VOC采用了哪种定义,然后选择与之相适应的检测方法。

目前,市场上流通的溶剂型油墨、软包装胶黏剂以及部分胶印油墨等产品,其VOC含量基本都大于15%。实际上,为确保V O C测定的可操作性和双方检测数据的可比性,目前很多包装印刷企业通常采用差值法,并通过油墨或胶黏剂生产商与包装印刷企业的协商共同确定实验条件,这不失为一种行之有效的办法。

另外,在制定企业标准或其他环保标准时,当采用差值法检测VOC含量时,参考国际标准化组织(ISO)或美国联邦环保署(EPA)给出的VOC定义较为适宜;当采用气相色谱内标法逐一定量地检测样品中的VOC含量时,参考世界卫生组织(WHO,1989)或巴斯夫公司等机构和企业给出的VOC定义较为适宜。

vocs分析方法 第7篇

目前,汽车内饰材料VOC检测方法主要有采样袋法、检测舱法、热解析法和顶空法,采样袋法和检测舱法可以同时测定VOC中的苯烃类有机物和醛酮类组分,但检测成本较高,只有规模较大的汽车企业和第三方才有能力配备这些设备。热解析法和顶空法是测量TVOC的常用方法,顶空法所取试验样品质量( 2 g) 大于热解析法所取试验样品质量( 30 mg)[4],检测结果的代表性和一致性比热解析法更好。采样设备为顶空采样系统,测试成本低,但现有标准没有建立同时分析每种苯烃类VOC的方法。

本文通过实验,优化了顶空平衡温度、平衡时间和气相色谱条件等关键实验参数,建立了汽车内饰材料中9 种常见VOC的HS - GC测定方法。

1 材料与方法

1. 1 材料与试剂

汽车内饰材料,企业提供;

苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯、乙酸正丁酯、正十一烷标准混合液( 质量浓度均为1000 mg/L) ,o2si smart solutions公司; 甲醇,德国Merck公司,色谱纯。

1. 2 仪器

气相色谱仪( 7890A) ,顶空自动进样系统( HS - 7694E) ,HP - 5,DB - 1 和HP - innowax毛细管色谱柱( 30 m × 250 μm× 0. 25 μm) ,美国安捷伦公司; 电子天平,岛津公司。

1. 3 顶空进样器条件

加热炉温度100 ℃ ; 进样系统温度110 ℃ ; 传输管温度120 ℃ ; 样品加热平衡时间30 min; 加压时间10 s; 取样时间10 s; 进样时间10 s; 载气压力10. 00 psi; 辅助气压力0. 85 psi。

1. 4 气相色谱条件

进样方式为顶空自动进样,FID检测器,色谱柱: HP -innowax毛细管色谱柱( 30 m × 250 μm × 0. 25 μm) ; 载气: 氮气,柱流量为1. 0 m L/min; 氢气流量: 30 m L/min; 空气流量:400 m L / min; 尾吹气流量为30 m L / min; 分流比为10∶1; 进样口温度为180 ℃ ; FID检测器温度为280 ℃ ,初温60 ℃ 保持2 min,以6 ℃ / min速度升至100 ℃ , 再以20 ℃ / min升至180 ℃ ,保持4 min; 采样18 min。

1. 5 标准曲线

将质量浓度均为1 mg/m L的苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯、乙酸正丁酯、正十一烷标准贮备液稀释成标准混合液,标准混合溶液的浓度为: 5. 00 μg/L、10. 00 μg / L、25. 00 μg / L、50. 00 μg / L、100. 00 μg / L,分别取上述标准液各10 μL注入洁净的20 m L顶空瓶中,同时做三个同浓度平行,通过顶空自动进样系统带入气相色谱仪FID检测器测定,根据保留时间定性,外标峰面积法定量。

1. 6 试样制备

顶空瓶在每次使用前,冲洗晾干后,于120 ℃ 烤箱烘烤2 h,放凉备用。准确称取剪成10 ~ 20 mg的试样2 g左右加入到顶空瓶中,质量精确到0. 1 mg,立刻密封,同时做三个平行样。通过顶空自动进样系统带入气相色谱仪进行测定,根据保留时间定性,外标峰面积法定量。

此条件下VOC的出峰时间依次为: 苯3. 29 min、甲苯4. 33 min、乙酸正丁酯4. 70 min、 乙苯4. 92 min、 对二甲苯5. 68 min、间二甲苯5. 80min、邻二甲苯5. 93 min、苯乙烯6. 77 min和正十一烷8. 50 min。图1 为25 μg/L VOC的标准色谱图。

2 结果与讨论

2. 1 色谱条件优化

气相色谱的分离效果的影响因素,主要有色谱柱、载气流量、分流比和柱温,本实验选取HP - 5,DB - 1 和HP -innowax三种色谱柱,分别对VOC进行分析对比。结果表明,HP - innowax石英毛细色谱柱对于9 种VOC的分析效果最好。载气流量选择氮气,柱流量为1. 0 m L/min; 氢气流量:30 m L / min; 空气流量: 400 m L / min; 尾吹气流量为30 m L / min; 分流比为10∶1; 根据VOC的沸点和与色谱柱的柱温: 初温60 ℃保持2 min,以6 ℃ /min速度升至100 ℃ ,再以20 ℃ /min升至200 ℃ ,保持4 min。在此色谱条件下进行分离,几种有机挥发物的线性回归方程的相关系数为0. 9979 ~ 0. 9995。该方法操作简便、准确、快速,提高了试样中9 种VOC检出的灵敏度。

2. 2 顶空测定条件的选择

2. 2. 1 平衡温度的影响

取50 μL混标分别在80 ℃、90 ℃、100 ℃、110 ℃、120 ℃温度下平衡30 min进样测定。实验表明,温度的升高,有利于挥发物质的挥发,峰面积增大,灵敏度提高,但平衡温度超过100 ℃ 时峰面积变化变小,灵敏降低。而且9 种VOC都随其沸点升高回收率降低,提高平衡温度也不会使回收率有显著提高。由于平衡温度过高会引起顶空瓶的耐压和气密性等问题,本研究选取100 ℃ 作为平衡温度。

2. 2. 2 平衡时间的影响

取50 μL混标在100 ℃时分别平衡10 min、20 min、30 min、40 min、50 min,然后每次取顶空气样进行分析。结果表明,在相同温度条件下,适合的平衡时间的有利于分析的重现性[5],平衡时间超过30 min后测定结果的重现性降低。因此,本研究选择平衡时间为30 min。

2. 3 方法线性范围和检出限

根据配置的标准曲线,通过HS - GC方法测定,分别绘制9 种常见VOC的线性方程,得出相关系数。同时以色谱峰高是基线噪音高度3 倍为标准得出检测下限,实验结果见表1。

2. 4 加标回收和精密度试验

加入高、中、低浓度分别是100. 0 μg/L、50. 0 μg/L、10. 0 μg / L三种含量的标准溶液,按上述方法测定,计算回收率在76. 0% ~ 102. 3% 之间,相对标准偏差为1. 3% ~ 5. 7% 。符合方法学要求,见表2。运用本方法对汽车内饰材料中9 种VOC进行测定,提取效率高、损失少、方法稳定,精密度和准确率均获得满意的结果,满足分析要求。

3 结论

本文采用顶空自动进样气相色谱法,选用HP - innowax毛细管柱进行分离,FID检测器进行测定,确定了9 种VOC的气相色谱条件,顶空进样条件。汽车内饰材料中9 种VOC ( 苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯、乙酸正丁酯、正十一烷) 的检出限、精密度和回收率均达到满意的效果,此方法分离效果好,检测成本低,为普通实验室大批量检测汽车内饰材料提供了新的方法。

摘要:通过对顶空平衡温度、平衡时间和气相色谱条件等HS-GC法关键实验参数进行优化,建立了一种汽车内饰材料中VOC测定方法。结果表明,VOC能够完全分离,线性良好,检出限为0.23~0.72μg/L,回收率为76.0%~102.3%,RSD值为1.3%~5.7%。该方法具有较好的精密度和准确度,可用于汽车内饰材料中常见VOC的测定。

关键词:HS-GC,汽车内饰材料,VOC

参考文献

[1]黄利榆,林少敏.汽车内部VOC的排放及检测[J].河北化工,2008,31(5):73-75.

[2]夏庆云.汽车车内有机挥发物(VOC)的检测[J].环境技术,2010(8):40-43.

[3]吴洁珊,蓝茵,张欣伟,等.内饰件和内饰材料挥发性有机化合物(VOCs)的检测方法[J].汽车工艺与材料,2010(6):52-55.

[4]王亮,黄江玲,刘丹丹.汽车内饰零部件及其材料VOC含量分析的采样方法[J].汽车工艺与材料,2012(12):12-17.

vocs分析方法 第8篇

我国VOCs污染形势分析

近几年,我国大气污染形势非常严峻,污染物非常多,主要包括PM、SO2、NOx、VOCs、NH3、H2S、O3、Hg等,其中VOCs的排放量近几年非常巨大。据统计,2013年我国VOCs排放量达到了3000万吨以上,超过了SO2、NOx、PM的排放量,已成为目前我国大气污染的主要来源,而且也已远远超过其他国家和地区的VOCs排放量,如2013年美国的VOCs排放量大概为1400万~1500万吨;而日本的清洁生产水平非常高,全年VOCs排放量只有200万吨左右。

那么,我国如此大的VOCs排放量主要来源包括哪些呢?一是自然源的排放,二是移动源的排放,三是生活源的排放,四是工业源的排放。其中,工业源的排放占比最大,而工业源中包装印刷行业又是排放量最大的行业之一。

我国大气污染已经进入到复合型大气污染阶段,这给我国大气污染防治工作带来了更大的挑战。目前复合型大气污染的基本特征主要包括三方面:一是生成二次有机气溶胶(PM2.5);二是生成臭氧(O3);三是引发光化学烟雾污染。

2013年下半年,国务院发布了《大气污染防治行动计划》,收到了很好的成效。从去年到今年的情况来看,大部分地区PM2.5的浓度已呈现下降趋势,但很多地区臭氧浓度不降反升,特别是京津冀和长三角地区。其中,北京市今年7月臭氧超标率达到 58.1%;天津市今年的臭氧污染情况也非常严重,为此今年上半年,天津市发布了《关于加强夏季臭氧污染防治工作的紧急通知》,提到了很多有关VOCs污染控制的问题;上海市今年的臭氧污染也非常严重,今年7月底8月初连续13天中,虽然PM2.5浓度非常低,但臭氧浓度非常高,8小时的臭氧浓度达到200微克以上,中午峰时甚至超过400微克,这是历年来没有达到过的。可见,臭氧污染程度已经超过了PM2.5,成为目前我国大气污染的首要污染物,而O3浓度的升高主要来源就是VOCs和NOx,因此下一步国家对VOCs污染治理会更加严格。

VOCs污染治理政策法规体系

我国VOCs污染治理工作目前还处于起步阶段,近年来的重点工作就是制定和完善相关法律法规和管理制度体系。

1.《中华人民共和国大气污染防治法》

在新修订的《大气污染防治法》中,对VOCs的污染治理基本确定为两个方面,一是源头控制,如生产、销售、使用含挥发性有机物的原材料和产品的,其挥发性有机物含量需符合规定的限值标准,鼓励生产、销售和使用低毒、低挥发性有机溶剂;二是排放控制,如产生含挥发性有机物废气的生产和服务活动,应当在密闭空间或者设备中进行,并按照规定安装、使用污染防治设施,无法密闭的,应当采取措施减少废气排放。

2.《排污许可证管理暂行办法》

《排污许可证管理暂行办法》提到国家实行排污许可管理制度,排污许可的具体办法和实施步骤由国务院规定。其中,排放工业废气的单位应当取得排污许可证,向县级以上人民政府环境保护主管部门申请取得;禁止无排污许可证或者违反排污许可证排放大气污染物。下一步排污许可证制度会逐渐推行开,今年国内很多地区已经进行试点,这项工作可能没有这么快完成,因为涉及的面太广,但这是下一步必须要做的。

3.《环境保护主管部门实施按日连续处罚暂行办法》和《企业事业单位环境信息公开暂行办法》

2015年1月1日,环保部连续发布了这两个文件,特别是《环境保护主管部门实施按日连续处罚暂行办法》公布后,在社会上引起了极大的震动,被认为是目前环保部出台的有关环境管理法规中最为严格的一个。今年以来,被报道的处罚案例已有很多,该制度可能会对整个VOCs污染治理工作起到极大的推进作用。

4.《挥发性有机物排污收费试点办法》

该办法于2015年10月1日起实施,首先在石油行业和包装印刷行业进行试点,其中包装印刷行业主要是针对包装装潢印刷,其他形式的印刷不在此次征收范围内。

办法规定了VOCs污染当量值是0.95千克。各省市区可以根据自己的情况自行上调费率或扩大试点行业。对于包装印刷行业来说,最为关心的是如何进行VOCs计量,办法中规定了计量办法,即物料衡算法,根据油墨、胶黏剂、涂布液、润版液、洗车水、稀释剂中VOCs的量来进行物料衡算。对于已经安装VOCs处理装置的,VOCs的去除量以实际检测和溶剂的回收量进行核减。核算期内现有企业VOCs处理装置未按照治理工程的设计要求定期更换活性炭或者催化剂的,视为未安装任何处理装置,VOCs去除量为0。对于可能无法获得VOCs含量数据的物料,VOC含量按规定的系数值取值。例如,塑料里印油墨白色的系数值为65%、白色以外的色墨的系数值为70%,塑料表印油墨的系数值为60%,纸质凹版印刷油墨的系数值为60%,柔版印刷油墨的系数值为60%,丝网印刷油墨的系数值为45%,金属印刷油墨的系数值为45%,商业轮转印刷油墨的系数值为30%,单张纸印刷油墨的系数值为5%;胶黏剂的系数值为30%;涂布液的系数值为40%;润版液的系数值为20%;洗车水的系数值为17%。

有惩就有奖,目前很多地区都在实施VOCs污染治理奖励措施,北京市、上海市、天津市已经制定相关制度。其中,上海市的补贴额度最高,对于256家重点企业,设备泄漏检测与修复(LDAR)项目按LDAR系统的实施规模统计,每个密封点补贴10元,单个密封点仅可补贴一次;末端治理项目按末端治理装置的有效处理规模统计,单位处理规模(以标态立方米/小时计)补贴20元;VOCs在线监测项目按在线监测装置数量统计,每套装置一次性补贴20万元。对于1744家一般企业,按照每家企业20万元的定额标准实施补贴。

印刷行业VOCs排放控制标准

目前,我国印刷行业VOCs排放控制标准还在制定当中,预计今年年底颁布实施。但目前已经有4个省市颁布地方排放标准,分别是广东省《印刷行业挥发性有机化合物排放标准》、天津市《工业企业挥发性有机物排放控制标准》、北京市《印刷业挥发性有机物排放标准》和上海市《印刷业大气污染物排放标准》。虽然这4个标准的主要内容在排放限值上有一些区别,但都包括以下5方面内容:①印刷油墨VOCs含量限值;②排气筒VOCs排放限值;③无组织排放监控点浓度限值;④工艺措施和管理要求;⑤监测与检测。

其中,对于排气筒VOCs排放限值,北京市的规定最为严格,对非甲烷总烃排放浓度限量规定是30mg/m3。对于软包装行业,非甲烷总烃排放浓度可能是每立方米几百毫克,标准要求经过处理后达到30mg/m3,可见要求之高,做起来也十分困难。同样,无组织排放监控点浓度限值也是北京市的要求最为严格,对非甲烷总烃的排放浓度限量规定为1.0mg/m3。

另外,在这4个标准中都包含了工艺措施和管理要求,以北京为例,比如使用含挥发性有机物原辅材料的生产活动(清洗、调墨等)及设备(印刷机、覆膜机、复合机等)产生的挥发性有机物应通过局部或整体集气系统导入挥发性有机物处理设备或排放管道,达标排放;采用非原位再生吸附处理工艺,应按审定的设计文件要求确定吸附剂的使用量及更换周期,每万立方米每小时设计风量的吸附剂用量不应小于1m3,更换周期不应长于1个月,购买吸附剂的相关合同,票据至少保存3年等。

大家可能最关心的问题就是在线监测,从现在国家的要求来看,天津市有明确规定,即排气筒VOCs排放速率(包括等效排气筒等效排放速率)在大于2.5kg/h或排气量大于60000m3/h时,须配套建设VOCs在线监测设备。上海市在《上海市工业挥发性有机物治理和减排方案》中也提到更为严格的要求,即2016年底前,处理规模达到10000m3/h(含)以上的末端处理装置应同时配置VOCs在线监测系统。可见,在线监测可能是下一步VOCs污染治理的趋势,目前山东、北京等省市都在讨论这个问题,对于一些大型企业,VOCs在线监测系统的安装势在必行。

软包装行业VOCs治理形势分析

我国包装印刷行业的VOCs年排放量达到200万吨以上,如果不加以处理,就会对环境造成严重污染。那么,下一步我们将如何进行VOCs减排与治理?

首先,从长远来看,要提高行业清洁生产水平,特别是大型企业,从源头上减少VOCs的使用量和排放量,是实现软包装行业VOCs减排的根本解决措施。我们要争取改变生产工艺和生产设备,提高设备清洁生产水平。例如,无溶剂复合工艺目前已经基本成熟,可以替代现有干式复合工艺,对软包装印刷来讲,可以降低50%左右的VOCs排放量;水性油墨和低VOCs含量油墨的使用,可以显著降低VOCs排放量。

其次,溶剂回收与资源化利用,降低废气治理成本,是现阶段包装印刷行业实现减排的主要方向。目前,中国塑料加工工业协会复合膜制品专业委员会与中国环境保护产业协会正在组织制定包装印刷行业VOCs最佳回收技术指南。对于VOCs排放量较大(年回收量达到几千吨)的企业,所在地区为杭州市、重庆市、天津市、北京市等,可以自建溶剂提纯装置;对于集中度较高的区域或园区,各企业只需安装溶剂回收装置,考虑建立统一的溶剂提纯中心,由第三方负责运营,以降低企业治理费用;对于分散的中小型包装印刷企业,回收溶剂难以提纯利用的,可考虑采用其他末端治理技术(如吸附浓缩+催化燃烧技术)进行治理。

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