江苏省工业源挥发性有机物排放清单及减排潜力研究

来源 :南京大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gfdsa008
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挥发性有机物(VOCs)是二次有机气溶胶和臭氧的重要前体物,可对区域环境质量和人体健康造成不利影响。工业源是人为VOCs排放的重点部门,研究工业源VOCs排放特征、排放清单及减排潜力,对识别关键排放源项和关键排放部门、制定更有针对性的VOCs排放控制对策具有重要意义。本研究选择VOCs排放信息较为缺乏且排放量较大的典型工业企业开展调研与测试,识别企业关键排放源项,掌握各生产环节的VOCs排放特征;建立基于源项-控制技术的工业点源VOCs排放定量方法,通过方法对比,系统评估该排放定量方法的可靠性和不确定性;优化工业排放源分类体系,通过广泛数据调研,构建本地化的江苏省工业源VOCs排放系数库和VOCs源成分谱库,发展基于源项-控制技术的工业点源VOCs排放清单模型,建立2018年江苏省高精度工业源VOCs分物种排放清单;采用情景分析法预测了2025年和2030年江苏省工业源VOCs排放总量,并估算了各重点行业的减排潜力。本研究首先选取一家合成树脂生产企业和一家涂料生产企业,针对各个排放源项开展现场测试,建立了基于产品的源成分谱和综合排放系数,评估了活性炭组合治理设施的VOCs去除效率。结果表明,呋喃树脂和酚醛树脂等专用型树脂排放以芳香烃和含氧VOCs为主,相较于通用型树脂占比更高,已有VOCs排放清单使用的源成分谱未区分通用型树脂和专用型树脂,这可能导致芳香烃和含氧VOCs的低估。基于测试结果计算得到,呋喃树脂、酚醛树脂、固化剂和涂料生产的无控排放系数分别为0.356、1.434、0.549和3.011 g/kg产品,结果低于早期研究的结果,但与近期发表的相关研究结果较为一致,表明本地化的排放系数亟需更新。活性炭组合治理设施对VOCs的去除效率波动较大,这与活性炭更换频率和治理设施进口的VOCs浓度有关,进口浓度越高,去除效率越高。本研究以测试企业为例,评估了基于源项-控制技术的工业点源VOCs排放定量方法。结果显示,通过系数法计算的VOCs排放量是最佳可行估算方法(即采用相较于系数法更准确更贴合企业实际情况的实测法、物料衡算法、公式法或模型法等)的5倍以上,系数法可能导致排放量的高估,原因在于各源项的系数均来自国外研究成果,在我国适用性不强。其中,动静密封点是排放差异最大的源项,实施LDAR和未实施LDAR的结果差异可达2个数量级。考虑到各源项参与计算的关键参数呈偏态分布的特征,采用基于概率模型的排放定量方法可使排放系数法和最佳可行估算方法之间的差异减小。本研究针对VOCs排放优化了工业源的分类体系,发展了适用于行业层面的基于源项-控制技术的VOCs排放定量方法,以此建立了2018年江苏省高精度工业源VOCs分物种排放清单。清单结果显示,2018年江苏省工业源的总VOCs去除效率为31.1%,VOCs排放量为139.81万吨,溶剂使用(44.5%)和石化与化工(38.0%)是主要贡献源,其次为其他工业(10.9%)、燃料燃烧(3.7%)和存储运输(2.9%)。从排放源项角度分析,不同行业的排放环节差异较大,石油炼制行业储罐、工艺废气和装卸排放占总排放量的85%以上,溶剂使用行业有机溶剂排放占比大多在90%左右,化工和其他工业以工艺废气排放为主,排放占比在57%~93%之间。江苏省工业源VOCs主要排放物种是芳香烃(41.5%)、烷烃(22.8%)和含氧VOCs(21.5%);臭氧生成潜势为450.60万吨,芳香烃(64.3%)、烯烃(15.9%)和含氧VOCs(11.2%)是主要的贡献物种。可通过控制表面涂装、建筑涂料、合成化工、塑料和橡胶制品以及精细化工行业的VOCs排放,降低VOCs排放总量和臭氧生成潜势。基于上述清单,依据江苏省经济和社会发展规划以及VOCs污染治理的发展趋势,预测了2025年和2030年江苏省工业源VOCs排放变化趋势和减排潜力。结果表明,在基准情景、适中情景和加严情景下,到2030年,VOCs排放总量将分别达147.45、114.73和86.51万吨,相较于2018年减排-5.5%、17.9%和38.1%。2018~2030年溶剂使用和石化与化工是排放量最大的两个排放源,在三种情景下排放占比均在80%以上。同时,溶剂使用和石化与化工也是江苏省工业源VOCs减排潜力最大的两个排放源,在加严情景下,至2030年表面涂装、合成化工及塑料与橡胶制品制造是VOCs减排量前三的排放源,可分别减排17.43、6.03和4.33万吨。
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