现代煤化工行业VOCs排放在线监测系统标准研究

目前，我国SO2、氮氧化物(NOx)、烟粉尘污染控制已取得进展，但以PM2.5和O3为特征污染物的大气复合污染形势依然严峻。作为PM2.5和O3的前体物，VOCs排放量仍呈增长趋势，对大气环境影响日益突出，迫切需要全面加强VOCs污染防治工作。作为一种战略性新兴化工行业，现代煤化工能促进我国煤炭清洁高效利用和保障能源安全，近几年进入了发展快车道，随着供给侧改革深入推进，未来新增产能仍然较大，生产过程中排放的VOCs量也会继续增大，其污染防控也必将越来越严格。目前，很多学者专家参照石化行业VOCs处理对煤化工VOCs管控进行了相关的研究，然而，针对现代煤化工行业VOCs排放特征和污染防控的研究还很不系统，存在较多的薄弱环节，导致现阶段对其的认识还无法满足大气污染治理的管理和决策需求，急需加强煤化工行业VOCs排放特征和污染防控薄弱环节的研究，探索解决薄弱环节的方法。

HA-VOCs3000（A型）固定污染源挥发性有机物在线报警监控系统

  1、现代煤化工行业VOCs污染排放特征

  现代煤化工生产技术复杂、工艺流程长，VOCs排放节点多，主要有设备动静密封点、有机液体储存与调和挥发损失、有机液体装卸挥发损失、废水集输、储存、处理处置过程逸散、工艺有组织排放、冷却塔、循环水冷却系统释放、非正常工况(含开停工及维修)排放、工艺无组织排放、火炬排放、燃烧烟气排放、采样过程排放、事故排放、原料煤、反应(油)灰渣和活性污泥等固体物料等13类源项。 

  2、现代煤化工VOCs污染防治的薄弱环节

  由于现代煤化工产业与石化产业在VOCs排放源强方面存在明显差异，因此其污染防控不能照搬石化产业经验。当前，我国现代煤化工行业VOCs污染防治主要存在以下薄弱环节：

  1)缺乏VOCs排放源清单。目前，针对现代煤化工行业VOCs排放源开展的研究工作相对零散，源清单建立所需的排放因子尚未确立，VOCs排放核算主要根据石化行业经验，实际工作中存在很多问题。

  2)缺乏VOCs源成分谱库。与SO2、NOx等大气污染物不同，VOCs种类与其在大气环境中的作用密不可分。因此，需要构建反映不同来源VOCs组成特征的成分谱库。目前我国现代煤化工行业此方面的研究刚起步，亟需建立源成分谱数据平台。

  3)缺乏适应行业特点的VOCs控制技术体系。按照现代煤化工行业的工艺特征和排放特点开展从生产到使用的全过程VOCs控制和管理体系，是我国防控VOCs污染的必要途径。然而，我国还未形成针对行业特点的VOCs控制技术体系。

  以上薄弱环节中，排放底数不清、污染排放特征不清是主要障碍。为了跨越这一障碍，亟需加强我国煤化工行业VOCs排放的监测研究。

  3、固定污染源VOCs监测技术方法

  现代煤化工企业排放的VOCs种类繁多、组分复杂，通常包括烷烃、烯烃、芳香烃、炔烃等非甲烷碳氢化合物和醛、酮、醇、醚、酯、酚等含氧有机物、卤代烃、含氮化合物、含硫化合物等，其监测分析需要科学系统的方法作为保障。

  目前，我国对固定污染源废气中的VOCs监测主要参照《固定污染源排气中非甲烷总烃的测定气相色谱法》(HJ/T 38)、《固定污染源废气挥发性有机物的采样气袋法》(HJ 732—2014)和《固定污染源废气挥发性有机物的测定固相吸附-热脱附气相色谱-质谱法》(HJ 734—2014)进行，监测主要以现场手工采样、实验室分析为主，整个过程耗时较长，不仅无法满足监测代表性和时效性的要求，更难满足长时间、大范围系统开展现代煤化工企业VOCs排放监测的要求。

  当前，我国现代煤化工发展已领先于国外水平，但现代煤化工行业VOCs排放监测却落后于形势的需要，因而迫切需要开展现代煤化工行业VOCs在线监测研究，建立现代煤化工行业VOCs在线监测技术标准。

  4、现代煤化工行业固定污染源VOCs排放在线监测技术规范

  在线监测技术规范主要内容

  参照HJ 75，现代煤化工行业固定污染源VOCs排放在线监测技术规范主要包括在线监测系统的组成、技术性能、监测站房、安装、技术指标调试检测、技术验收、日常运行管理、日常运行质量保证以及数据审核和处理等方面的内容。

  现代煤化工行业固定污染源VOCs排放在线监测系统的组成可参照HJ 1013，包括非甲烷总烃监测单元、废气参数监测单元、数据采集与处理单元。在线监测系统技术性能要求应与《固定污染源废气非甲烷总烃连续监测系统技术要求及检测方法》(HJ 1013—2018)和《固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法》(HJ/T 76—2017)基本保持一致。

  监测站房要求和安装要求基本与HJ 75的要求一致。若排放口上无适当的采样孔时，可将采样管直接由排放口插入2倍直径或2 m深处采样。若采样孔位于排放管道负压处，则采样管与采样孔之间应完全密封。出于煤化工企业安全考虑，电气设备的外壳防护应符合GB/T 4208的技术要求，户内达到防护等级IP24级，户外达到防护等级IP55级。防爆区安装CEMS，需具有防爆安全性，并通过防爆安全检验认证。

  在线监测系统安装运行后，先要进行技术性能指标的调试检测，可采用的HJ 1013中提出的现场检测指标作为安装调试指标，并建立相应的调试检测方法。完成安装、调试检测后，应进行技术验收，包括技术指标验收和联网验收。技术指标操作步骤和计算公式参照HJ 75的相关要求，结果应符合表2的要求(排气参数检测符合HJ 75中相关要求)，联网验收可与HJ 75中的相关条款保持一致。

  5 结 论

  1)现代煤化工企业VOCs排放源强最大的是废水集输、储存、处理处置过程逸散，其污染物排放源强与石化企业存在明显差异，污染源强核算和防控不能照搬石化企业经验。

  2)建立固定污染源VOCs排放在线监测技术规范，在此指导下科学开展现代煤化工企业VOCs排放在线监测，有助于跨越排放底数不清、污染排放特征不清这一主要障碍。

  3)现代煤化工行业固定污染源VOCs排放在线监测技术规范主要包括在线监测系统的组成、技术性能、监测站房、安装、技术指标调试检测、技术验收、日常运行管理、日常运行质量保证以及数据审核和处理等。

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