挥发性有机物知识读本

1什么是挥发性有机物（VOCs）？VOCs是一类有机化合物的组合，不同组织对其有不同的定义，主要分为两类，一类是学术意义上的定义，一类是环保意义上的定义。化学意义上的定义主要有五种：1)挥发性有机物污染防治技术政策定义VOCs为熔点低于室温、沸点范围在50℃~260℃之间的有机化合物;2)世界卫生组织将VOCs定义为沸点范围在50-260℃之间，室温下饱和蒸汽压超过133.32Pa，在常温下以蒸汽形式存在于空气中的一类有机物，按挥发性有机物化学结构可进一步分为8类：烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、酯类、醇类、酮类和其他化合物;3)ISO4618/1-1998中VOCs指原则上，在常温常压下，任何能自发挥发的有机液体和/或固体;4)德国DIN55649-2000将VOCs定义为在常温常压下，任何能自发挥发的有机液体和/或固体，在通常压力条件下，沸点或初馏点低于或等于250℃的任何有机化合物;5)我国已发布的标准中将VOCs定义为参与大气光化学反应的机化合物，或者根据规定的方法测量或核算确定的有机化合物。环保意义上的定义主要有两种：1)美国EPA对VOCs的定义为除CO、CO2、H2CO3、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外，任何参加大气光化学反应的碳化合物;2)美国ASTMD3960-98中VOCs指任何能参加大气光化学反应的有机化合物。2、VOCs的危害有哪些VOCSs的成分复杂,对人体的危害大,所具有的特殊气味能导致人体呈现种种不适感,并具有毒性和刺激性。已知许多VOCS具有神经毒性、肾脏和肝脏毒性,甚至具有致癌作用,能损害血液成分和心血管系统,引起胃肠道紊乱,诱发免疫系统、内分泌系统及造血系统疾病,造成代谢缺陷。VOCs不但会生成臭氧，也是PM2.5的“前体物”。如苯、甲苯、乙二醛等有机物通过氧化、聚合生成挥发性有机物，然后通过凝结等方式形成二次有机颗粒物，再转化成PM2.5。3、工业企业常见的VOCs种类挥发性有机物包括烷烃、烯烃、芳香烃、炔烃C2-C12非甲烷碳氢化合物（NMHCs），醛、酮、醇、醚、酯、酚等C1-C10含氧有机物（OVOCs），卤代烃，含氮有机化合物、含硫有机化合物等几类152种化合物。4、VOCs检测方法目前的主要检测方法是气相色谱法、质谱法和光谱法，环保部公布的行业标准中采用的是气质联用法。其中环境空气VOC标准中测定的是35种目标有机化合物，固定污染源废气VOC标准中测定的是24种目标有机化合物。我国大气中的VOCs主要来源于石油化工、有机化工、表面涂装、包装印刷、医药、塑料制品等行业。因此大气中VOCs的检测主要应用于三个方面：一大气中VOCs检测;二污染源集中排放VOCs检测;三生产过程VOCs泄露检测。与三种应用场合相适应，VOCs的检测仪器也分为实验室仪器、在线式仪器和便携式仪器三类。实验室VOCs检测VOCs实验室分析发展较早，也比较成熟。分析方法为使用采样袋、苏码罐、吸附剂或吸收液将VOCs采集回实验室，再经过热解析、溶剂解析等前处理过程后，利用GC或HPLC分析。实验室VOCs检测主要难点在于选择合适的采样方法保证可以采集到所有挥发性有机污染物，制定规范的运输方案防止运输过程中VOCs的损失，选择合适的前处理过程保证所有的挥发性有机物进入分析仪器。实验室分析方法的主要优势是结果准确，主要缺点是时效性差，采样和运输过程中易导致样品损失，影响测定的准确性和可靠性。在线VOCs检测仪VOCs在线分析仪主要有在线气相色谱仪、在线质谱仪、在线气质联用仪、在线PID和FID检测器、在线红外光谱仪、在线激光检测仪和在线差分光学吸收光谱仪等。由于VOCs没有标准的检测方法，而且在线系统用于现场检测，而不同现场的挥发性有机物种类差异较大且相对稳定，故检测需求不同。因此需要根据自身的需求和各种检测仪器的特点选择合适的检测方法。在线气相色谱仪可检测出已知挥发性有机物的浓度;在线质谱仪可同时实现挥发性有机物的定性和定量检测，但无法区分同分异构体;在线PID和FID检测器可得出VOCs的总量，且仪器体积较小;各种在线光谱仪检测范围宽，可适应各种工业场合应用。在线VOCs检测仪主要的国内厂家有聚光科技、广州禾信、宝英科技、中科光电、富瞻环保、武汉天虹等，国外厂家有英国Markes、日本亚那科、奥地利IONICON、韩国KNR、德国AMA、法国Chromatotec、美国CerexMS等。便携式VOCs仪器便携式VOCs分析仪主要有便携式FID/PID检测器、便携红外分析仪、便携激光光谱仪、便携式气质联用仪等。最新公布的环保部标准中便携式仪器提到了FID检测器、PID检测器和红外吸收检测器三种。便携式VOCs检测仪主要的国内厂商有东西分析、崂应、富瞻环保等，国外厂商有美国Inficon、英国SIGNAL、美国雷格沃夫、美国华瑞、日本亚那科、英国科尔康等5、VOCs废气治理技术比较治理工艺主要优点主要缺点平均销售价50000m³／h计算年运营费用备注热力燃烧直燃式1、对VOC净化率高。2、有处理各种有机废气，不要预处理，不稳定因素少，可靠性高。3、在废气浓度高、设计条件1、处理温度高、耗能大。2、存在二次污染。3、燃烧装置、燃烧室、热回收装置造价高，维修困难。4、处理大流量、75万元～120万元15万元～18万元300天，8小时计合理下、可回用热能。低浓度的废气处理耗能大、运行费用高。蓄热式1、有“直燃式”的优点，但对复杂的有机气体需要预处理。2、能源消耗远低于“直燃式”，可大量处理低浓度的有机气体。1、处理温度比“直燃式”低，但仍然很高，因而也有少量的二次污染。2、造价较高。3、占地面积大。60万元～100万元12万元～15万元300天，8小时计催化燃烧甲烷低温法1、净化率高、无二次污染。2、耗能低、在同样条件下比热力燃烧“直燃式”低50%，因而运行成本低。1、用电能预热时，不能处理低浓度废气。2、催化剂成本高，而且有使用寿命限制。3、复杂废气需预处理。50万元～90万元10万元～12万元300天，8小时计蓄热法1、净化率高、无二次污染。2、在各种燃烧中耗能最低，废气浓度在1000～1500mg／m³时即能无耗运行。3、能处理各种有机废气。1、整体式占地面积小，但维修困难。2、分体式占地面积大。3、整体式不宜用于高浓度的（4000mg／m³以上），否则催化床会超温。4、复杂废气需预处理。60万元～125万元8万元～10万元300天，8小时计吸附法1、可净化大流量低浓度废气。2、对单一品种废气可回收溶剂。3、运行费用较低。1、吸附剂需补充和再生。2、对温度的较高的废气需先行冷却。3、复杂废气需预处理。4、管理不便、安全性差。5、存在二次污40万元～60万元18万元～20万元300天，8小时计，吸附剂更换周期视具体情况而定染。吸收法1、对亲水性溶剂蒸汽用水做吸附剂时，设备费用低、运行费低、安全。2、可用油、脂等吸收苯类废气，净化率高。1、处理速度慢，周期长2、用水做吸附剂时，需要对产生的废水进行处理。50万元～75万元15万元～16万元300天，8小时计超氧纳米微气泡法1、运行中所使用载体只有水、而且是一般水体，不许经过任何处理的。2、电能消耗特别低，只有低功率的电机耗能及排风设备.3、调整特殊的气雾捕捉装置，可从低浓度到高浓度的有机废气处理率达90%以上的净化率。4、处理有机废气的水体可循环再使用。5、对于喷涂废气后的废漆料可100%矿化处理，没有二次污染。（UV漆除1、造价偏高、属中等偏上价位。2、技术含量高，非一般设备商可操作的。需要专业技师调试。3、对于处理过的废气因水气含量高，所以检测方法是必须将排气中水分充分去除后才能得到正确的数值。50万元～75万元2.5万元～3万元300天，8小时计外）6、占地面积极小。7、运行成本及维护费用非常低廉。8、设备可重新拆解组合，部件使用率可达95%以上。9、维护费用低廉。6、挥发性有机物排放主要涉及哪些行业？一、石化行业1、石油炼制工业以原油、重油等为原料，生产汽油馏分、柴油馏分、燃料油、润滑油、石油蜡、石油沥青和石油化工原料等的工业。C2511原油加工及石油制品制造2、石油化学工业以石油馏分、天然气等为原料，生产有机化学品、合成树脂、合成纤维、合成橡胶等工业。C2614有机化学原料制造行业C2651合成树脂制造C2652合成橡胶制造C2653合成纤维单（聚合）体制造（以上行业均以石油馏分、天然气等为原料）G5990仓储业二、有机化工C26化学原料和化学制品制造（不含直接以石油馏分/天然气为原料的有机化学原料制造）。C27医药制造业C28化学纤维制造业C29橡胶和塑料制品业以上行业涉及产生和排放VOCs的企业三、包装印刷C2319包装装潢印刷四、表面涂装C33金属制品、C34通用设备制造C35专用设备制造C36汽车制造C37铁路、船舶、航空航天和其他运输设备制造C38电气机械和器材制造C40仪器仪表制造C43金属制品、机械和设备修理等行业以上行业涉及涂装工序的企业7、我国现行的挥发性有机物管理政策及技术文件1）政策文件国务院办公厅转发环境保护部等部门关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量指导意见的通知(国办发〔2010〕33号)关于印发《重点区域大气污染防治“十二五”规划》的通知（环发[2012]130号）国务院关于印发《节能减排“十二五”规划》的通知（国发[2012]40号）国务院关于印发大气污染防治行动计划的通知（国发〔2013〕37号）关于印发《京津冀及周边地区落实大气污染防治行动计划实施细则》的通知（环发[2013]104号）国务院办公厅关于印发大气污染防治行动计划实施情况考核办法(试行)的通知(国办发[2014]21号)关于印发《大气污染防治行动计划实施情况考核办法（试行）实施细则》的通知（环发[2014]177号）关于印发《石化行业挥发性有机物（VOCs）综合整治方案》的通知（环发[2014]177号）关于印发《挥发性有机物排污收费试点办法》的通知（财税[2015]71号）2）技术性文件挥发性有机物（VOCs）污染防治技术政策（公告2013年第31号）《泄漏和敞开液面排放的挥发性有机物检测技术导则》（HJ733-2014）《石化装置挥发性有机化合物泄漏检测规范》Q/SH0546-2012（企业规范）《石化行业泄漏检测与修复工作指南》（征求意见稿）《石化行业VOCs污染源排查工作指南》（征求意见稿）8、我国涉及VOCs排放的国家及地方标准表1：已经发布的与VOCs有关的排放标准1.大气污染物综合排放标准GB16297-19962.恶臭污染物排放标准GB14554-19933.饮食业油烟排放标准（试行）GB18483-20014.储油库大气污染物排放标准GB20950-20075.汽油运输大气污染物排放标准GB20951-20076.加油站大气污染物排放标准GB20952-20077.合成革与人造革工业污染物排放标准GB21902-20088.橡胶制品工业污染物排放标准GB27632-20119.炼焦化学工业污染物排放标准GB16171-201210.轧钢工业大气污染物排放标准GB28665-201211.电池工业污染物排放标准GB30484-201312.石油炼制工业污染物排放标准GB31570-201513.石油化学工业污染物排放标准GB31571-201514.合成树脂工业污染物排放标准GB31572-2015（2014年底之前11项，2015年初发布3项）表2：制订中的VOCs排放标准1.石油天然气开发工业污染物排放标准2.氯碱工业污染物排放标准3.农药工业大气污染物排放标准4.制药工业大气污染物排放标准5.染料工业大气污染物排放标准6.涂料、油墨及胶粘剂工业大气污染物排放标准7.VOCs无组织逸散通用控制标准8.工业涂装大气污染物排放标准9.船舶工业污染物排放标准10.铸造工业污染物排放标准11.电子工业污染物排放标准12.人造板工业污染物排放标准13.家具制造业大气污染物排放标准14.玻璃纤维及制品工业污染物排放标准15.皮革制品