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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

一、什么是VOCs

揮發(fā)性有機物（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)反應性和基于監測方法的三類(lèi)定義。

基于物理特性，從“沸點(diǎn)”和“蒸汽壓”兩個(gè)參數確定。如：在101.325kPa標準壓力下，任何初沸點(diǎn)低于或等于250℃的有機化合物；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揮發(fā)性的全部有機化合物（不包括甲烷）。

基于化學(xué)反應性定義——主要基于有機物反應性，參與不同光化學(xué)反應而帶來(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)反應的碳化合物（美國）。

基于監測方法定義，主要考慮到監測方法多能識別的目標污染物范圍來(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)性有機物。

我國2015年頒布的《石油煉制工業(yè)污染物排放標準》（GB 31570-2015）、《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》（GB 31571-2015）和《合成樹(shù)脂工業(yè)污染物排放標準》（GB 31572-2015）中對VOCs的定義為“參與大氣光化學(xué)反應的有機化合物，或者根據規定的方法測量或核算確定的有機化合物?！迸c2014年上?！镀?chē)制造業(yè)（涂裝）大氣污染物排放標準》（DB 31/859-2014）中的定義一致。該定義是基于有機物的“化學(xué)反應性”和“監測方法”兩方面綜合定義的。

值得一提的是目前的VOCs監測體系并不完善，尚未納入日常監測體系。

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。準確的排放清單是是研究國家及區域污染源排放特征、識別其排放時(shí)空分布的重要基礎。
工業(yè)源VOCs排放清單建立思路—“源頭追蹤”，對工業(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：VOCs的生產(chǎn)、儲存和運輸、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)、區域及城市的排放狀況分布。


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三、典型化工園區VOCs排放清單建立


化工行業(yè)在我國經(jīng)濟發(fā)展中占有重要地位，同時(shí)也是我國VOCs排放的重點(diǎn)行業(yè)，排放量約占全國工業(yè)源VOCs排放量的34%?；@區作為化工企業(yè)的聚集地，VOCs組分復雜、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為對象，研究VOCs排放特征。
該工業(yè)園區主要涉及石油化工品的倉儲和運輸、基礎化學(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，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、儲存于運輸等6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，可以大體區分VOCs濃度的高低，調查本次工業(yè)園區的27個(gè)點(diǎn)位，發(fā)現產(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，可以大體區分VOCs濃度的高低，調查本次工業(yè)園區的27個(gè)點(diǎn)位，發(fā)現產(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)鍵參數的可獲取性和代表性。分類(lèi)完成后計算其排放量，主要是監測計算法、公式法、排放因子計算。

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01
園區排放量計算


本次研究園區的排放量計算做法是每個(gè)行業(yè)選取一家企業(yè)進(jìn)行現場(chǎng)采樣，利用監測計算方法進(jìn)行排放量計算。將每個(gè)企業(yè)排放細化為5個(gè)環(huán)節：儲罐呼吸、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。

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



02
園區行業(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)節分物種排放因子及企業(yè)總排放因子，對同類(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)節分物種的排放因子主要分儲罐呼吸、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大量樣本，重復測試，才能得到相對準確的結果。



03
清單建立

活動(dòng)水平都來(lái)源于實(shí)地調研數據，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)節排放清單即按行業(yè)統計排放總量，本園區的行業(yè)有石油制品制造、有機化學(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)藥品原藥制造及運輸6個(gè)行業(yè)，從儲罐呼吸、工藝過(guò)程、廢水處理、管道有組織排放4個(gè)方面計算排放總量。不同行業(yè)的排放總量在整個(gè)園區的排放量中的占比最大的是減排的重點(diǎn)區域。

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