固定源废气VOCs排放在线监测技术现状与需求研究-北极星VOCs在线

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摘要：结合我国“十二五”大气挥发性有机物(VOCs)污染防治要求和当前国内外相关监测管理现状，研究分析了适合我国固定污染源废气 VOCs排放在线监测的仪器系统结构和技术特点，进而从系统采样预处理技术和分析测量技术两方面，提出了符合我国固定污染源废气VOCs排放在线监测技术特点的发展需求．

大气污染尤其是由于细颗粒物PM造成的大范围灰霾已经成为我国最突出的环境问题之一．挥发性有机物(volatileorganiccompounds，VOCs)不仅对人体健康具有严重的直接危害，同时作为PM的重要前体物和光化学烟雾的主要组成部分，对复合大气污染的形成往往起着至关重要的作用¨．据统计，城市中的VOCs主要来源于固定污染源废气排放，约占整个人为排放源的55．5％．产生VOCs的固定污染源主要包括石油化工、电子、喷涂、皮革、印刷等工业源，其特点是排放强度大、浓度高、污染物种类多、持续时间长，对区域环境影响大’．因此，控制固定污染源废气VOCs的排放，是降低PM和O浓度、减少灰霾天气和光化学烟雾污染，改善区域城市大气环质量的有效手段之一；环境保护部《重点区域大气污染防治“十二五”规划》明确将VOCs列人大气污染防控的重点之一．

固定污染源废气VOCs排放控制的前提是对VOCs排放浓度和排放量进行科学准确的监测和评估．目前，我国针对固定污染源VOCs排放监测仍主要以现场手工采样回到实验室分析为主，在欧美等发达国家，针对固定污染源废气VOCs排放监测的连续自动监测仪器已经逐步广泛应用“，在节省人力物力的同时大大提高了污染源VOCs监测的准确可靠程度“．我国国产成熟的固定污染源废气VOCs在线监测仪器目前还处于研制阶段，现有安装使用的污染源废气VOCs监测设备，大多数依赖国外进口；由于进口设备价格昂贵、服务难以及时保证，且相关仪器标准规范不健全，其在国内的推广使用程度和范围也非常有限．

1国内外固定污染源废气VOCs监测管理现状

对固定污染源废气VOCs的监测和管理，美国环保署(EPA)早在1970年美国《大气洁净法案》中就提出了对VOCs排放的限制要求，到1990年修订颁布《空气清洁法修正案》(CAA一1990)15]，制定了全面细致的工业涂料等行业固定污染源废气VOCs排放限值和监测管理要求．欧盟于1996年实施了《综合污染预防与控制指令》(1996／61／EC)，指出涉及VOCs排放的行业主要有石油精炼、大宗有机化学品、有机精细化工、储存设施、涂装、皮革加工等，建议根据废气流量、VOCs浓度等监测结果选择控制技术，达到控制水平；该项法规于2008年行了修订(2008／1／EC)161，加严了相关要求．日本在2004年修订《大气污染防止法》加入了《VOCs排放规则》Ⅲ，要求对涂装、石化等6类重点污染源的9种排污设施实施VOCs排放的监测和控制．

我国污染源废气VOCs排放监测和控制起步较晚，1997年颁布实施了《大气污染物综合排放标准》(GB16297—1996)，规定了苯等9类VOCs以及非甲烷总烃的排放控制限值要求．但由于相关行业的排放标准中VOCs指标欠缺或不够完善，该标准在执行过程中缺乏针对性，并没有发挥有效的VOCs污染防治作用．近年来，随着国家对环境空气质量VOCs监测和管理的重视，各行业和地方陆续出台了有关VOCs排放监测和控制的技术标准和规定，详见表1．

美国、欧洲等发达国家和地区已经针对有机物的连续排放监测制定了一些法规¨．美国联邦法规40CRF265／266／503[23要求危险废物焚烧炉、用危险废物作燃料的锅炉和工业炉及下水道污泥焚烧装置，必须安装测定总碳氢化合物(THC)的CEMS(continuousemissionmonitoringsystem)；对聚合物工业、涂料和印刷业、有机合成工业等VOCs排放源提出了连续监测要求．欧盟废物焚烧指令(2000／76／EC)要求连续监测废物焚烧工厂等排放源的总有机碳(TOC)．我国现有固定污染源废气VOCs监测标准方法，均为利用采样装置手动收集样品后，带回实验室分析；这类方法尽管定性与定量较为准确，分析测试灵敏度较高；但相比于已经实现连续排放监测的SO2、NO等组分，VOCs监测频次和监测结果的时效性明显不足，无法及时反映气体浓度变化情况；且在采样、样品储存、运输过程易导致样品损失和交叉污染；测试过程繁琐耗时，测试样品数量有限，测试成本较高；因此已有一些地方制定标准开始对一些挥发性有机物指标如非甲烷总烃、总挥发性有机物等，提出现场连续自动监测的要求．例如：北京市DB11／501—2007地方标准中规定，对于非甲烷总烃以及其他可以实现连续自动监测的大气污染物，如排气筒中初始排放量大于等于10kg˙h～，应安装大气污染物连续自动监测设备；DB11／447-2007标准中同样规定对于催化裂化单元催化剂再生装置排气筒、硫磺回收装置尾气灼烧排气筒，以及废气排放量在40000m˙h及以上的燃烧、焚烧、烧焦装置排气筒，应针对其排放的特征污染物安装大气污染物连续自动监测设备．

2固定污染源废气VOCs在线监测系统结构和技术比较

2．1固定源废气VOCs在线监测系统结构特点

目前，应用在污染源现场的固定污染源废气VOCs在线监测系统(VOCs—CEMS)按照采样和测量方式划分一般可分为直接抽取测量方式、稀释抽取测量方式和直接测量方式这3种结构．

2．1．1直接抽取测量方式

直接抽取测量式VOCs—CEMS系统结构主要包括4个部分：样品采集抽取部分、样品分析测试部分、辅助测试部分和数据采集处理传输部分，系统结构简图见图1．

(1)样品采集抽取部分：一般包括加热采样探头、样品高温伴热传输管线、样品预处理单元(过滤、除湿)、采样泵等．

(2)样品分析测试部分：样品测试分析仪．

(3)其它辅助测试部分：全系统校准单元、尾气排放单元、反吹控制单元、冷凝水排放单元．

(4)数据采集处理传输部分：采样和测试数据及系统状态参数的采集、存储、记录、计算处理以及数据上传等．

原标题：固定源废气VOCs排放在线监测技术现状与需求研究

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