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...     

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%).     

淄博市涂装行业VOCs排放水平及减排潜力

为了评估淄博市涂装行业的挥发性有机物（VOCs）排放水平和减排潜力,对3个具有代表性的涂装行业：汽车制造涂装行业、木制家具涂装行业和金属表面涂装行业的8个典型企业展开实地调研;在此基础上采用实测法、物料衡算法和排放因子法核算企业的VOCs排放量,建立本地化排放因子,并与包括AP-42在内的国内外其他研究进行对比,评估企业排放水平;基于物料衡算法核算减排潜力;并采用显著性差异分析法研究各环节管控的影响程度.结果表明,淄博市汽车制造行业VOCs的排放因子为4.38 kg ·辆^-1,木制家具涂装行业的排放因子（以涂料计）为212.52 g ·kg^-1,金属表面涂装行业的排放因子（以涂料计）为42.79 g ·kg^-1;家具企业C的源头减排潜力及金属G和F的过程减排潜力能够达到50%以上;各环节管控的影响程度从高到低依次为：源头>过程>末端.     

典型工业源VOCs治理现状及排放组成特征

基于长三角典型城市大气VOCs排放清单识别的8个VOCs主要排放行业,选择11家代表性企业,实测研究了VOCs治理装置、排放现状、排放组成特征,并计算相关行业排放的臭氧生成潜势.结果表明,不同净化技术对非甲烷总烃(NMHC)的去除效率差异大,存在净化后浓度增加的现象,目前的环保装置对废气的处理有待优化.本次采样的大部分企业存在NMHC、苯、甲苯、二甲苯超标现象,其中甲苯的超标情况最严重.对于筛选的8个主要行业,芳香烃和含氧VOCs,是最主要的排放化合物,芳香烃是对臭氧生成贡献最大的化合物.在不同行业中,VOCs组成存在显著差异,因此在制定VOCs减排控制措施时,应优先减排对臭氧生成贡献大的行业.     

工业固定源VOCs治理技术分析评估

在工业生产活动中,挥发性有机化合物（VOCs）的排放所涉及的行业众多,排放条件复杂.针对含VOCs废气性质的不同,通常需要采用不同的治理技术进行治理.本文对常用的工业VOCs治理技术、目前正在研究开发的治理新技术以及近年来得到广泛使用的一些组合治理技术进行了总结,对不同治理技术的适用对象、适用范围和经济性指标进行了分析和评估,以期对工业VOCs的治理工作在技术选择上提供参考.     

基于原料类型及末端治理的典型溶剂使用源VOCs排放系数

以珠三角地区典型溶剂使用行业为研究对象,包括印刷业、家具制造业和电子元件及设备制造业,进行基于不同原料类型和末端治理的VOCs排放系数研究,对比研究了典型生产工艺不同类型的原料VOCs组分与含量特征,不同原料类型及末端综合治理情况对VOCs排放的影响,最终建立了三大行业典型生产工艺基于原料类型及末端综合治理情况的精细化VOCs排放系数.结果表明,印刷业有机原料中VOCs组分主要为乙酸乙酯、乙酸丙酯、异丙醇、正丙醇和乙醇等含氧VOCs,其占比约为原料总VOCs的60%～80%;家具制造业有机原料中含氧VOCs主要为乙酸乙酯和乙酸丁酯,占比约为原料总VOCs的45%～65%;电子元件和设备制造业有机原料VOCs组分主要为醇、醚、酚等含氧VOCs,苯系物及卤代烃等.印刷业VOCs治理前后综合排放系数分别为415. 2 kg·t~(-1)和184. 3 kg·t~(-1).其中,溶剂型原料为704. 9 kg·t~(-1)和200. 1 kg·t~(-1),水溶性原料为325. 6 kg·t~(-1)和230. 3 kg·t~(-1),UV型原料为197. 0 kg·t~(-1)和129. 0 kg·t~(-1),植物型原料为89. 0 kg·t~(-1)和89. 0 kg·t~(-1).家具制造业VOCs治理前后综合排放系数分别为379. 0 kg·t~(-1)和290. 2 kg·t~(-1).其中,溶剂型原料为603. 0 kg·t~(-1)和448. 5kg·t~(-1),水溶性原料为80. 0 kg·t~(-1)和80. 0 kg·t~(-1),粉末型原料为230. 0 kg·t~(-1)和184. 0 kg·t~(-1).电子元件及设备制造中,AC陶瓷电容器、CC陶瓷电容器、压敏电阻、铝电解电容器治理前后VOCs排放系数[单位:kg·(百万只)-1]分别为59. 7和40. 8、394. 1和269. 6、282. 4和193. 2、1. 2和1. 0.连续端子、漆包线和PCB印制电路板治理前后VOCs排放系数分别为56. 3kg·t~(-1)和42. 8 kg·t~(-1)、87. 2 kg·t~(-1)和28. 3 kg·t~(-1)、26. 4 kg·(100 m2)-1和11. 6 kg·(100 m2)-1.     

浙江省工业涂装VOCs治理现状

以浙江省2015年调查的1 433家工业涂装企业作为研究对象,总结了浙江省工业涂装行业挥发性有机物(VOCs)排放和治理情况,分析了VOCs治理成效与存在的问题。结果表明:浙江省工业涂装废气治理措施覆盖率达52.8%,以一次性活性炭吸附和水/碱吸收技术为主;抽样调查发现,涂漆工序和干燥固化工序废气同时治理的企业仅占抽样调查数的29%;通过其中40余家工业涂装企业的300余个非甲烷总烃(NMHC)指标手工监测数据汇总发现,涂漆废气治理设施进口NMHC浓度普遍在10~80 mg/m3范围内,固化烘干废气治理设施进口NMHC浓度普遍在300~2 000 mg/m3范围内,大部分废气经处理后基本都能够达标排放,但治理设施处理效率较低;同时存在废气收集效率低、治理措施覆盖率低、废气治理不全、设施疏于管理等问题,表明浙江省工业涂装VOCs治理尚处于起步阶段。     

我国工业源VOCs排放的源头追踪和行业特征研究

按照“源头追踪”思路,采用排放因子法,对我国工业源VOCs排放量进行了计算.工业VOCs污染产生于4个环节:VOCs的生产,储存和运输,以VOCs为原料的工艺过程,含VOCs产品的使用和排放.结果表明, 2009年我国工业源VOCs排放量约为1206万t.4个环节的污染排放贡献分别为18.1%、6.8%、24.7%和50.3%.合成材料生产、石油炼制和石油化工、机械设备制造等17个排放源的年排放量达20万t以上,其排放量之和占全国总排放量的94.9%.2007~2009年我国工业源VOCs排放量分别为1023,1079,1206万t,年均增长率8.6%.     

淄博市重点工业行业VOCs排放特征

为研究淄博市重点工业行业的VOCs排放特征,筛选出9个重点行业,选择各行业代表性企业进行实地调研和采样,分析了不同行业的VOCs排放特征,通过实测法计算了各企业的VOCs排放量,并在此基础上得到本地化排放因子.结果表明,不同行业的VOCs排放特征存在一定差异,多数行业以烷烃、卤代烃为主;乙烷、乙炔、氯乙烷类(包括1,1-二氯乙烷、 1,1,1-三氯乙烷)以及氟利昂类(氟利昂12或氟利昂114)为大多数行业均含有的主要特征物种;分环节排放量计算结果显示,设备动静密封点泄漏、有机液体装卸挥发损失、有机液体储存与调和挥发损失以及工艺有组织排放为不同类型石化行业的VOCs主要排放环节,排放量占比均达到40%以上;合成橡胶与炼钢行业的VOCs本地化排放因子与已有规范中的推荐值相近,其余行业则存在较大差距.     

某整车制造企业挥发性有机物排放特征及反应活性研究

整车制造行业是挥发性有机物（VOCs）的重要来源之一,本文选取运城市某一整车制造企业,通过GC-MS分析了71种VOCs组分,识别了VOCs浓度及组分特征,并对源反应性（SR）进行了评估.结果表明,不同生产环节废气中VOCs浓度水平和组分差异较大,烘干环节排放VOCs组分主要为烷烃,占该环节VOCs排放的45%以上.喷漆和补漆环节排放组分主要是芳香烃和OVOCs.无组织排放涂装车间以烷烃（45%）和芳香烃（27%）为主,调漆车间主要为烷烃（78%）.该企业排放VOCs的SR值范围为0.81～3.83 g·g-1,甲苯、乙苯、间对二甲苯、1,3,5-三甲苯等芳香烃和部分OVOCs具有较高的反应活性,因此该企业应重点控制活性较大的组分排放,从源头控制O3的生成.     

重庆市汽车产业园挥发性有机物排放特征

以重庆某汽车产业园为研究对象,基于DB 50∕577—2015《汽车整车制造表面涂装大气污染物排放标准》、DB 50∕660—2016《摩托车及汽车配件制造表面涂装大气污染物排放标准》,调查分析了13家重点企业有组织排放的挥发性有机物(VOCs)排放浓度、排放量及组分特征。结果表明:该产业园各排放环节VOCs最大浓度为243.00 mg∕m ³,最大浓度产生环节集中在表面涂装工序;产业园VOCs瞬时最高排放量为141.146 kg∕h,含表面涂装工序汽车零配件厂VOCs排放量占产业园总排放量的66%;VOCs中主要检出物为乙酸丁酯(37%)、二甲苯(30%)和乙苯(18%),各企业排放的VOCs组成因稀释剂不同存在较大差异。产业园的环境管理重点应由整车涂装向零配件生产企业涂装倾斜。     

成都市城区大气VOCs季节污染特征及来源解析

为研究成都市城区大气VOCs季节变化特征,本研究在2018年12月至2019年11月对VOCs组分进行监测,并对VOCs的浓度水平、各化学组成、化学反应活性和来源进行分析.结果表明,成都市城区春、夏、秋和冬季VOCs的平均体积分数分别为32.29×10^-9、 36.25×10^-9、 40.92×10^-9和49.48×10^-9,冬季的浓度明显高于其他季节,春季和夏季的浓度水平相差不大,各季节VOCs的组分浓度水平有所差异,冬季烷烃占总VOCs的比例最大,可能受机动车排放的影响较明显;夏季和秋季含氧(氮)挥发性有机物占比远高于春、冬季,一次源的挥发排放和二次转化的生成贡献较大;成都市城区不同季节大气中VOCs平均浓度排名靠前的关键组分基本无变化,主要是C₂～C₄的烷烃、乙烯、乙炔及二氯甲烷等,可能受机动车尾气、油气挥发、溶剂使用和LPG燃料等影响明显,夏季丙酮以及乙酸乙酯等含氧有机物浓度贡献突出;根据·OH消耗速率和OFP计算可知关键活性物种主要为间/对-二甲...     

典型光化学污染期间杭州大气挥发性有机物污染特征及反应活性

在2018年9月14～23日选取了典型光化学污染期间,在长三角重点城市杭州市城区开展大气中挥发性有机物(VOCs)的加密观测.对80个有效样品分析结果表明,观测期间大气VOCs的122种化合物平均体积分数为(59.5±19.8)×10~(-9),含氧化合物(OVOC)是其中最主要的组分.用臭氧生成潜势(OFP)评估大气反应活性结果表明,观测期间OFP平均值为145×10~(-9),其中贡献最大的是芳烃和醛酮化合物.其大气VOCs整体活性水平与丙烯腈相当.运用正交矩阵因子(PMF)模型对VOCs进行源解析后,识别出杭州市大气VOCs的5个主要污染源,分别为二次生成(25.2%)、燃烧及工艺过程(27.2%)、溶剂使用(17.3%)、天然源(9.2%)和机动车排放(21.2%).本研究结果可为深入掌握杭州市VOCs污染特征以及科学制定防控措施提供技术支撑.     

天津滨海新区工业源VOCs及恶臭物质排放特征

参考USEPA TO-14A/15方法,选择天津市滨海新区内的6个不同类型的工业源,包括制药、自行车制造、炼油、石化、树脂合成和橡胶,对各类源工艺流程中有组织排放源排放的挥发性有机物(VOCs)进行定量分析,得到了源成分谱;并将各类源排放的恶臭物质浓度与嗅觉阈值进行对比,对其引发恶臭污染的潜在能力做出评价.结果显示,上述各类排放源的生产工艺中的VOCs总浓度分别为16.8,115.3,204.6,225.3,10.9,191.7mg/m3. 根据源成分谱分析结果,制药源和自行车喷漆车间的排气中甲苯比例分别为79.1%和94%;石化企业源中总二甲苯比例超过60%;橡胶企业脱硫工序,排放以硫化物为主;树脂合成工业,主要原料苯乙烯在排气中检出比例达51.8%;炼油源排气成分复杂,以卤代烃和硫化物为主.同时各类工业源均存在一定的恶臭污染,橡胶、炼油源的硫化物污染,树脂合成工业源的苯乙烯污染,石油化工源的混合污染,都应引起足够的重视.     

油烟净化器对餐饮VOCs排放和光化学特征的影响

选取了北京市21家餐饮企业,检测了净化器前端和后端的挥发性有机污染物(VOCs)的浓度水平,经油烟净化器净化后,烷烃类、烯烃类、含氧VOCs类和苯系物类污染物的捧放平均浓度分别为(714.62±212.17),(264.88±94.58),(374.72±57.48)和(174.93±55.19)μg/m3,烯烃类污染...     

工业聚集区大气VOCs组成特征及对臭氧生成的影响

运用VOCs在线快速连续自动监测系统,检测了淄博市某工业集聚区大气中59种VOCs组分的浓度。结果表明:观测期间VOCs浓度平均值为(130.74±63.42)×10^-9(以体积分数计,全文同),其中,烷烃占41.17%±17.67%,烯烃占34.22%±23.79%,含硫有机物占12.20%±20.83%,芳香烃占6.70%±10.39%,炔烃占5.75%±6.49 %;烯烃类VOCs活性最高,尤其是乙烯、顺-2-丁烯和丙烯,其参与大气中光化学反应的能力较强。选取VOCs和O₃浓度不同的2个典型时段,用量子化学分子模拟对检出的含硫有机物与羟基自由基(·OH)的前线轨道能量差进行估算,发现甲硫醇、二甲基硫醚和二甲基二硫醚易与·OH发生链引发反应;分析2个时段VOCs组分对O₃生成的影响得出,当烯烃和芳香烃浓度不高时,因含硫有机物浓度增加,O₃浓度仍处于较高水平,含硫有机物是大气中O₃生成的主要贡献物。通过VOCs/NO_x判断敏感性发现,观测期间淄博市O₃生成对VOCs比较敏感,属于VOCs控制区。     

成都市工业挥发性有机物排源成分谱

选取成都市汽车制造和石油化工等典型工业行业,通过瓶采样和SUMMA罐采样及GC-MS分析方法,研究了不同生产工艺环节的挥发性有机物(VOCs)排放特征.结果表明,汽车制造各工艺环节均有各自的优势组分,其中喷漆排放以烷烃(32%)和芳香烃(35%)为主.家具制造排放特征与使用原辅料高度相关,以芳香烃(50%)和OVOCs(38%)为主.石油化工各装置区VOCs浓度范围为49～1 387μg·m~(-3),不同装置区存在较大差异,主要是由于炼油区主要产品为C_5～C_9的汽油和苯系物等,化工区则较多使用了溶剂同时生成烯烃类产品.电子制造均以OVOCs为主,占VOCs总排放的50%以上.制鞋行业排放VOCs主要由烷烃和OVOCs贡献,平均占比分别为52%和36%,与所用溶剂组分高度相关.汽车制造VOCs排放组分差异较大,主要以正十二烷和2-丁酮等为主.家具制造排放组分主要为苯乙烯、乙酸乙酯和间/对-二甲苯等,为涂料和稀释剂的典型组分.石油化工各装置区排放组分有差异,炼油区以苯乙烯等为主,化工区主要为1,3-丁二烯等,仓储区主要为C_3～C_5烷烃等,废水处理则主要为C_6～C_8烷烃等.电子制造主要组分均为乙醇和丙酮等醛酮组分.制鞋企业排放组分以C_5和C_6等烷烃为主.通过臭氧生成潜势计算比较,汽车制造和石油化工行业对臭氧生成潜势贡献较大的VOCs排放组分以烯烃和芳香烃为主,具有较高的污染源反应活性.研究表明各工业行业OVOCs排放比例(17%～96%)和对臭氧生成潜势贡献均较为显著,因此在进行VOCs排放控制时,除重点管控芳香烃和烯烃外,亦应提高对OVOCs组分的关注.     

基于PMF量化工业排放对大气挥发性有机物(VOCs)的影响:以南京市江北工业区为例

挥发性有机物(VOCs)在臭氧(O3)和二次有机气溶胶(SOA)生成中起着关键作用.南京市江北地区工业密集,为评估工业排放对大气VOCs的影响,本研究于2017年3月在工业区受体点南京信息工程大学(南信大)开展了为期近1个月的VOCs采样和测量.监测数据显示南信大站点大气VOCs浓度波动大,范围(体积分数)在10.3×10-9~200.5×10-9之间,烯烃、芳香烃和卤代烃等组分(例如:乙烯、丙烯、苯、苯乙烯、二氯甲烷等)存在明显的异常高值.利用正交矩阵因子模型(PMF)对VOCs进行来源解析,结果显示在观测期间与工业排放相关源的平均贡献为50.0%,其中石化源、化工源以及涂料和溶剂使用源的贡献分别为14.9%、19.3%和15.8%.在VOCs高污染时段,与工业排放相关源的占比高达74.9%.进一步结合风速和风向数据,确定了不同类型工业源的主导方位,追溯排放源的潜在位置.     

成都市典型工艺过程源挥发性有机物源成分谱

选取成都市人造板、医药制造和化工制品等工艺过程源典型企业,通过采样瓶和SUMMA罐采样及GC-MS和国标分析方法,获取了人造板等行业各生产工艺环节的挥发性有机物(VOCs)排放组分特征.其中,人造板生产工艺分为制胶、调胶、分选和热压,医药制造分为生产车间和废水处理.结果表明,人造板和医药制造VOCs贡献组分以OVOCs为主,占VOCs总排放的50%以上.甲醛制造有组织和无组织排放组分差异较大,有组织以OVOCs为主而无组织以卤代烃为主.涂料制造VOCs排放与其原辅料相关性较高,VOCs排放组分以芳香烃和OVOCs为主.人造板各工艺环节除调胶外,最主要的VOCs组分均为甲醛,其排放占比达到50%以上.医药制造各工艺环节的首要VOCs组分均为乙醇,1,4-二烷、乙酸乙酯和甲苯等亦为主要组分.甲醛制造以丙酮和乙醇等组分为主.涂料制造主要以间,对-二甲苯等芳香烃为主.以臭氧生成潜势表征人造板、医药制造和化工的VOCs污染源反应活性,结果表明不同行业VOCs组分对反应活性的贡献类似,均主要以甲醛、乙醇等OVOCs和部分芳香烃等高活性组分为主.应对工艺过程源等行业分环节监管,并重点关注臭氧生成潜势较大的VOCs组分,分析行业排放特征和化学机制,从源头控制O3生成.