现代煤化工行业VOCs排放在线监测系统标准研究

跟着现代煤化工的快速翻开，其出产进程中排放的很多蒸腾性有机物(VOCs)将对当时空气质量发生多重环境效应。但是现在对现代煤化工项目出产进程中排放的VOCs的知道还无法满足大气污染处理的处理和抉择方案需求。针对这一问题，论文选用污染源源强核算的方法，比照分析了现代煤化工和石化作业VOCs排放特征；在文献分析和实地调研基础上，根据石化作业VOCs污染处理的老到阅历，分析了现代煤化工企业VOCs防控薄弱环节，探究跨过污染防控首要阻碍方法。研讨发现，废水集输、储存、处理处置进程逸散是现代煤化工企业VOCs最大排放源，与石化企业VOCs排放特征存在明显差异；排放底数不清是煤化作业业VOCs污染控制处理的首要阻碍，建立在线监测技术标准教导现代煤化作业业固定污染源的VOCs排放在线监测，有助于进步整个作业VOCs污染防控水平。通过分析国内外固定污染源VOCs监测技术方法，根据我国固定污染源污染物排放在线监测的技术标准，研讨建立了我国现代煤化作业业固定污染源VOCs排放在线监测技术系统，并论述了该系统的组成和结构、技术功用、监测站房、设备、技术方针调试检测、技术查验、日常作业处理、日常作业质量保证以及数据审理和处理等方面的要求。该系统标准的研讨为我国煤化作业业VOCs排放监测系统的建立供应了参考。

引 言

现在，我国SO2、氮氧化物(NOx)、烟粉尘污染控制已获得发展，但以PM2.5和O3为特征污染物的大气复合污染形势仍然严峻。作为PM2.5和O3的前体物，VOCs排放量仍呈增加趋势，对大气环境影响日益突出，火急需求全面加强VOCs污染防治作业。作为一种战略性新兴化作业业，现代煤化工能促进我国煤炭清洁高效运用和保证能源安全，近几年进入了翻开快车道，跟着供应侧变革深化推进，未来新增产能仍然较大，出产进程中排放的VOCs量也会持续增大，其污染防控也必将越来越严厉。现在，很多学者专家参照石化作业VOCs处理对煤化工VOCs管控进行了相关的研讨，张丽等[1]通过分析煤化工工业特征，比较了煤化工和石油化工的产品差异性，提出煤化工有机物排放处理的思考；竹涛等[2]介绍了煤化工VOCs排放现状，论说了VOCs控制技术筛选和点评方法，提出了煤化工VOCs的减排思路；刘思明[3]结合煤化工项目对我国煤化作业业VOCs管控需求、污染源进行了分析，并提出了对煤化作业业VOCs管控的主张。但是，针对现代煤化作业业VOCs排放特征和污染防控的研讨还很不系统，存在较多的薄弱环节，导致现阶段对其的知道还无法满足大气污染处理的处理和抉择方案需求，急需加强煤化作业业VOCs排放特征和污染防控薄弱环节的研讨，探究处理薄弱环节的方法。

本文分析了煤化作业业典型企业VOCs排放特征和煤化作业业VOCs污染防控的薄弱环节，环绕排放底数不清这一首要薄弱环节，提出建立现代煤化作业业固定污染源VOCs排放在线监测技术标准，并分析了在线监测技术标准的首要内容。

现代煤化作业业VOCs污染排放特征

现代煤化工出产技术杂乱、工艺流程长，VOCs排放节点多，首要有设备动态密封点、有机液体储存与和谐蒸腾丢掉、有机液体装卸蒸腾丢掉、废水集输、储存、处理处置进程逸散、工艺有组织排放、冷却塔、循环水冷却系统开释、非正常工况(含开罢工及修补)排放、工艺无组织排放、火炬排放、燃烧烟气排放、采样进程排放、事端排放、质料煤、反响(油)灰渣和活性污泥等固体物料等13类源项。

现在，我国只要少量现代煤化工企业翻开了VOCs核对。表1为某煤制烯烃企业VOCs的源项核对效果(将气化灰水及污水汽提塔底净化水分为受控污水和非受控污水2种状况)[4]。

由表1可知，VOCs排放源侵吞比由高到低依次为：废水集输、储存、处理处置进程逸散>冷却塔、循环水冷却系统开释>有机液体储存与和谐蒸腾丢掉>设备动态密封点泄露>燃烧烟气排放>工艺有组织排放>有机液体装卸蒸腾丢掉。而国内典型石化企业VOCs排放源侵吞比由高到低依次为：有机液体存储与和谐蒸腾丢掉>废水集输、储存、处理处置进程逸散>设备动态密封点泄露>有机液体装卸蒸腾丢掉>冷却塔、循环冷却水系统>工艺有组织排放[5]。从典型企业VOCs排放数据来看，现代煤化工企业与石化企业的VOCs首要排放源强存在明显差异，煤化工企业VOCs以废水集输、储存、处理处置进程逸散为主，而石化企业VOCs排放首要是有机液体存储与和谐蒸腾丢掉。

关于非正常工况(含开罢工及修补)排放、工艺无组织排放、火炬排放、采样进程排放、事端排放等排放源项，现代煤化工企业根本无VOCs相关数据记载及台账，无法进行VOCs排放量的核算。另外，固体物料堆存进程中的VOCs排放还存在难以进行核算的问题。

 现代煤化工VOCs污染防治的薄弱环节

由于现代煤化工工业与石化工业在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工业阅历。当时，我国现代煤化作业业VOCs污染防治首要存在以下薄弱环节：

（1）短少VOCs排放源清单。现在，针对现代煤化作业业VOCs排放源翻开的研讨作业相对零散，源清单建立所需的排放因子尚未建立，VOCs排放核算首要根据石化作业阅历，实践作业中存在很多问题。

（2）短少VOCs源成分谱库。与SO2、NOx等大气污染物不同，VOCs品种与其在大气环境中的效果密不可分。因此，需求构建反映不同来历VOCs组成特征的成分谱库。现在我国现代煤化作业业此方面的研讨刚起步，亟需建立源成分谱数据平台。

（3）短少习气作业特征的VOCs控制技术系统。依照现代煤化作业业的工艺特征和排放特征翻开从出产到运用的全进程VOCs控制和处理系统，是我国防控VOCs污染的必要途径。但是，我国还未形成针对作业特征的VOCs控制技术系统[6]。

以上薄弱环节中，排放底数不清、污染排放特征不清是首要阻碍。为了跨过这一阻碍，亟需加强我国煤化作业业VOCs排放的监测研讨。

国内外固定污染源VOCs监测技术方法

现代煤化工企业排放的VOCs品种繁复、组分杂乱，一般包括烷烃、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，其监测分析需求科学系统的方法作为保证。

现在，我国对固定污染源废气中的VOCs监测首要参照《固定污染源排气中非甲烷总烃的测定气相色谱法》(HJ/T 38)、《固定污染源废气蒸腾性有机物的采样气袋法》(HJ 732—2014)和《固定污染源废气蒸腾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，监测首要以现场手工采样、实验室分析为主，整个进程耗时较长，不只无法满足监测代表性和时效性的要求，更难满足长期、大范围系统翻开现代煤化工企业VOCs排放监测的要求。

在美国、欧盟和日本等国家，固定污染源连续排放烟气监测系统(continuous emission monitoring system,CEMS)作为一种可靠、老到的技术，已很多应用于固定污染源VOCs排放监测[7]。一同，欧美国家还出台了一系列法律法规和技术标准教导固定污染源CEMS的设备、作业和处理。美国EPA Method 25A和PS-8、欧盟委员会的EN 12619—2013和EN 13526—2002、国际化标准组织的ISO 13199—2012和ISO 25140—2010等技术标准的发布和实行，在节省人力物力的一同，大大进步了固定污染源VOCs监测的精确可靠程度[8-9]。

当时，我国现代煤化工翻开已领先于国外水平，但现代煤化作业业VOCs排放监测却落后于形势的需求，因此火急需求翻开现代煤化作业业VOCs在线监测研讨，建立现代煤化作业业VOCs在线监测技术标准。

4现代煤化作业业固定污染源VOCs排放在线监测技术标准

（1）在线监测技术标准拟定思路

我国教导固定污染源污染物排放在线监测的技术标准中，最为重要的是《固定污染源烟气排放连续监测技术标准》(HJ 75—2017)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) 2个技术标准。HJ 75规矩了CEMS设备、调试、联网、查验、作业维护、数据审理等技术要求；HJ 76规矩了固定污染源烟气排放连续监测系统的首要技术方针、检测项目、检测方法和检测时的质量保证措施[10]。2个标准联合运用，根本可实现固定污染源颗粒物、SO2、NOx排放在线监测的全程质控，但由于VOCs监测原理与颗粒物、SO2、NOx等的监测原理存在不同，这2个标准用来教导VOCs的监测具有局限性。

由于非甲烷总烃常被用来表征VOCs总量，《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)也可用来教导VOCs在线监测，HJ 1013—2018关于VOCs在线监测的效果，与HJ 76关于颗粒物、SO2和NOx在线监测的效果类似，因此，关于现代煤化作业业固定污染源VOCs排放在线监测，还需求拟定与HJ 75相对应的标准。

（2）在线监测技术标准适用方针

VOCs品种繁复，分析方法多样，不同VOCs分析仪器的原理和结构差异较大，仪器老到度也不同。而固定污染源废气VOCs排放总量在线监测比组分监测更简略和快速，在污染源VOCs排放量大，特别是排放VOCs特征污染源已知的状况下，VOCs排放总量监测能起到较好的污染监管控制效果。考虑到我国重点作业固定污染源VOCs排放在线监测首要针对非甲烷总烃，氢火焰离子检测器(FID)是最常见的固定污染源烟气VOCs排放总量连续监测方法，因此现代煤化作业业固定污染源VOCs排放在线监测技术标准可针对非甲烷总烃的FID检测翻开。

现代煤化工企业大部分固定污染源排放气中甲烷含量较低，每立方米一般只要几毫克，相关于每立方米几十毫克的非甲烷总烃浓度并不明显。分析非甲烷总烃需通过催化燃烧或色谱柱进行分别，在设备的杂乱程度、成本、呼应时刻和维护等方面都要付出较大价值，所以在特别场合，可根据实践状况，选择只测量总烃，即当甲烷含量小于10 mg/m3时，可只监测总烃浓度，将总烃浓度近似作为非甲烷总烃浓度。

（3）在线监测技术标准首要内容

参照HJ 75，现代煤化作业业固定污染源VOCs排放在线监测技术标准首要包括在线监测系统的组成、技术功用、监测站房、设备、技术方针调试检测、技术查验、日常作业处理、日常作业质量保证以及数据审理和处理等方面的内容。

现代煤化作业业固定污染源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。在线监测系统技术功用要求应与《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)根本坚持共同。

监测站房要求和设备要求根本与HJ 75的要求共同。若排放口上无恰当的采样孔时，可将采样管直接由排放口刺进2倍直径或2 m深处采样。若采样孔坐落排放管道负压处，则采样管与采样孔之间应彻底密封。出于煤化工企业安全考虑，电气设备的外壳防护应契合GB/T 4208的技术要求，户内到达防护等级IP24级，野外到达防护等级IP55级。防爆区设备CEMS，需具有防爆安全性，并通过防爆安全查验认证。

在线监测系统设备作业后，先要进行技术功用方针的调试检测，可选用的HJ 1013中提出的现场检测方针作为设备调试方针，并建立相应的调试检测方法。完结设备、调试检测后，应进行技术查验，包括技术方针查验和联网查验。技术方针操作过程和计算公式参照HJ 75的相关要求，效果应契合表2的要求(排气参数检测契合HJ 75中相关要求)，联网查验可与HJ 75中的相关条款坚持共同。

为保证CEMS长期正常作业，能够参照HJ 1013和HJ 7中的相关规矩，对CEMS系统保养内容、保养周期或耗材替换周期等做出明确规矩；根据实践作业需求，一致拟定出日常巡检、日常维护保养、标准物质替换、易耗品替换等记载表格，规矩守时校准、守时维护、守时校验的时刻；当技术方针失控时，及时采用纠正措施直至满足技术方针要求停止，并应缩短下一次校准、维护和校验的距离时刻。守时维护方面需求根据现代煤化作业业VOCs在线监测的实践，对检查燃烧气衔接管路的气密性、过滤器和采样管路的结灰、氢气发生器和氢气钢瓶压力、除烃设备温度、出峰时刻与标准谱图共同性状况、氢气发生器中的吸附剂和氧化剂等方面做出规矩。

数据审理方面，可参照HJ 75提出有用数据捕集率全年有必要达75%。失控时段的数据可依照表3中的方法对VOCs排放量进行修约，非甲烷总烃浓度和废气参数不修约。毛病期间、修补期间的数据，可运用参比方法监测的数据替代，也可依照表4中的方法对VOCs排放量进行修约，非甲烷总烃浓度和废气参数不修约。当选用参比方法监测的数据替代时，频次不低于每天1次，参比方法的监测进程依照GB/T 16157、HJ/T 397、HJ 732、HJ 38要求进行，替代数据包括非甲烷总烃浓度、废气参数和VOCs排放量。维护保养和校准及其他反常导致的数据无效时段，VOCs排放量依照表4处理，非甲烷总烃浓度和废气参数不修约。

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、处理处置进程逸散，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阅历。

（2）建立固定污染源VOCs排放在线监测技术标准，在此教导下科学翻开现代煤化工企业VOCs排放在线监测，有助于跨过排放底数不清、污染排放特征不清这一首要阻碍。

（3）现代煤化作业业固定污染源VOCs排放在线监测技术标准首要包括在线监测系统的组成、技术功用、监测站房、设备、技术方针调试检测、技术查验、日常作业处理、日常作业质量保证以及数据审理和处理等。