合成樹脂行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放成分譜與影響研究

王愛國

摘要：合成樹脂行業(yè)不斷提升技術(shù)水平，提高產(chǎn)品質(zhì)量，拓展產(chǎn)品性能空間，但是生產(chǎn)加工期間會(huì)排放污染物質(zhì)，本文針對(duì)當(dāng)前的合成樹脂行業(yè)，重點(diǎn)研究揮發(fā)性有機(jī)物受到的影響與排放成本譜，以此來明確重點(diǎn)控制對(duì)象，控制污染物排放，減輕對(duì)環(huán)境的危害，提升該行業(yè)的社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：合成樹脂行業(yè);揮發(fā)性有機(jī)物;排放成分譜;影響

生物源與人為源是揮發(fā)性有機(jī)物的主要來源，揮發(fā)性有機(jī)物同樣也是PM2.5、SOA以及O3等物質(zhì)的重要前提物，而在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度極快，工業(yè)產(chǎn)業(yè)在形成極高產(chǎn)能的同時(shí)，也帶來一些污染問題，VOCS的來源為工業(yè)源，其排放量在日益升高，帶來嚴(yán)重的二次污染問題?，F(xiàn)基于合成樹脂行業(yè)，研究其揮發(fā)性有機(jī)物產(chǎn)生的影響與成分譜。

1采集樣品

合成樹脂制造企業(yè)采用封閉化的生產(chǎn)單元，收集所有生產(chǎn)環(huán)節(jié)生成的廢氣，利用尾氣處理設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一處理，再通過煙道向外排出，設(shè)定采集時(shí)間為3個(gè)月，在煙道設(shè)置采樣口，每處采樣口設(shè)置2個(gè)罐樣品，采取間隔采樣的方式，針對(duì)采樣區(qū)域進(jìn)行探勘并定位采樣點(diǎn)，以此確保獲取的數(shù)據(jù)是真實(shí)且有效的，在企業(yè)生產(chǎn)負(fù)荷超過75%時(shí)進(jìn)行采樣，選擇合理的采樣時(shí)間段，全面覆蓋企業(yè)的排口，在煙道中心位置設(shè)置放電偶型溫度計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣溫度的測(cè)量，測(cè)量排氣風(fēng)量、流速、靜壓以及動(dòng)壓時(shí)，選擇皮托管以及自動(dòng)化測(cè)試儀，獲取精準(zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù)，進(jìn)而獲取排風(fēng)量數(shù)值，按照標(biāo)準(zhǔn)方法采集與保存樣品。

2分析樣品

運(yùn)用預(yù)濃縮系統(tǒng)對(duì)樣品實(shí)施富集濃縮處理，所用的預(yù)濃縮儀具有自動(dòng)化運(yùn)行系統(tǒng)，調(diào)整捕集一級(jí)冷阱溫度為-165℃，調(diào)節(jié)解析溫度為10℃，捕集二級(jí)冷阱溫度為-50℃，相對(duì)地，解析溫度為180℃，三級(jí)聚焦溫度是-180℃，解析溫度調(diào)節(jié)成80℃。完成前期預(yù)濃縮處理后，將樣品注入到四級(jí)桿質(zhì)譜與氣相色譜聯(lián)合應(yīng)用系統(tǒng)中，進(jìn)行定量與分離。對(duì)比質(zhì)譜圖與保留時(shí)間后，運(yùn)用定性分析的方法分析目標(biāo)化合物，相對(duì)保留時(shí)間需控制到0.06單位之內(nèi)。按照質(zhì)控要求，樣品譜圖與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的偏差不能超過20%，這種偏差主要是指定離子的相對(duì)強(qiáng)度偏差。物質(zhì)濃度數(shù)值主要與以下因素相關(guān)，包括相對(duì)響應(yīng)因子的平均值，樣品本身的進(jìn)樣體積、標(biāo)準(zhǔn)氣體對(duì)應(yīng)的進(jìn)樣體積，目標(biāo)化合物的實(shí)際濃度、內(nèi)標(biāo)化合物的實(shí)際濃度、特征離子的峰面積。

3分析結(jié)果

3.1VOCS的排放系數(shù)與排放量

VOCS的排放量在0.35到3.47t/a，其中CR企業(yè)形成的排放量最大，ABS與PF類企業(yè)排放量大約為1.55t/a，不同企業(yè)在排放系數(shù)上有較為突出的差異，PF企業(yè)與CR企業(yè)的排放系數(shù)數(shù)值最大，是0.89g/kg與1.24g/kg，對(duì)比之下，PC與PU的實(shí)際排放系數(shù)都比較小，僅為0.06g/kg與0.14g/kg，ABS企業(yè)的排放系數(shù)為0.26g/kg。排放系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)中位數(shù)時(shí)1.24g/kg，聚苯乙烯與聚烯烴都處于中位數(shù)之前，有多種合成樹脂的排放系數(shù)存在降低的情況，主要是因?yàn)楫?dāng)前使用的合成工藝技術(shù)相比過去有所提升，生產(chǎn)加工期間也形成了更高的材料回收率，產(chǎn)業(yè)在環(huán)保理念的催動(dòng)下，不斷升級(jí)，更多地運(yùn)用清潔類材料，原本的樹脂產(chǎn)品形成的污染情況相對(duì)嚴(yán)重，因此改用環(huán)境友好類型的新材料。

3.2排放系數(shù)存在不確定性

研究排放系數(shù)時(shí)，需要關(guān)注一些影響因素，正是因?yàn)檫@些影響因素，導(dǎo)致排放系數(shù)出現(xiàn)不確定性。首先企業(yè)在排放VOCS時(shí)，主要選用兩種排放方式，分別為無組織式排放與有組織式排放，其中無組織化排放可控性極差，其排放物來源相對(duì)復(fù)雜，點(diǎn)位相對(duì)分散，因此很難精準(zhǔn)地將排放量計(jì)算出來，因此在分析中往往只會(huì)針對(duì)有組織排放活動(dòng)展開;VOCS涵蓋的物種數(shù)量較多，這也提升了排放量分析的難度;監(jiān)測(cè)獲取的數(shù)據(jù)存在一定的不確定性，定量分析時(shí)可能會(huì)有偏差，測(cè)量排風(fēng)量時(shí)同樣存在誤差。

3.3 VOCS的排放組分的基本特征與物種特征

合成樹脂行業(yè)在加工生產(chǎn)后排放的組分包括鹵代烴、OVOCS，芳香烴等，這三類物質(zhì)的占比處于73.2%到98.3%之間，其中鹵代烴占比為16.1%，芳香烴占比為53%，均比工藝源的占比高，因此可以了解到合成樹脂行業(yè)中的大部分企業(yè)對(duì)鹵代烴與芳香烴這兩類溶劑使用得比較多。PU企業(yè)中OVOCS的占比是47.9%，芳香烴占比是43.1%，考察合成車間時(shí)，發(fā)現(xiàn)低分子酯類與環(huán)芳烴比例近似1：1。CR中OVOCS占比是50.3%，芳香烴占比是46.8%，近似為1：1，在ABS與PF中，環(huán)芳烴在組分中具有最高的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，ABS排放物中還有烯炔烴，其占比比其他四種樹脂占比總和還要高，其光化學(xué)活性極強(qiáng)，在生成臭氧的潛勢(shì)中有重大作用。PC排放的鹵代烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)71.7%，而其企業(yè)排放的鹵代烴低于5%，因此可以確定鹵代烴屬于特征性組分，如果排放的鹵代烴形成較高的濃度，會(huì)直接威脅附近人群的健康，造成嚴(yán)重危害。

優(yōu)勢(shì)物種形成顯著的占比，隸屬不同類別的合成樹脂在具體排放特征上存在極大的差異，導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因是在生產(chǎn)化工原料的行業(yè)在進(jìn)行排放時(shí)，產(chǎn)品與原料對(duì)其排放特征有決定性作用。PC、ABS、PU與CR形成的首要污染物是生產(chǎn)中使用的原輔材料，PC對(duì)應(yīng)的首要污染物是二氯甲烷，CR對(duì)應(yīng)的首要污染物是甲基異丁基酮，這兩種物質(zhì)均是來源于主要溶劑，后者的分子中的羰基還可以在丙烯酸樹脂與醇酸樹脂的制作中發(fā)揮溶劑的作用，PC生產(chǎn)中需要光氣原料，二氯甲烷是其溶劑。ABS與PU的污染物苯乙烯與甲苯都是生產(chǎn)中不能隨意替代且使用量較大的材料。產(chǎn)品的性能影響材料配比，導(dǎo)致最終形成的首要污染物也存在差異。

合成樹脂行業(yè)基于控制臭氧物質(zhì)生成量的需求，需要對(duì)排放VOCS的工作進(jìn)行嚴(yán)格管理與控制，對(duì)現(xiàn)有的產(chǎn)品類型實(shí)施調(diào)整，加大對(duì)于SR較低的環(huán)保型樹脂產(chǎn)品的宣傳力度。工業(yè)源排放中占比最高的是OVOCS與芳香烴，二者占比總和已經(jīng)超過90%，從組分占比方面進(jìn)行研究，合成樹脂行業(yè)與家具涂裝、溶劑型涂料以及水性涂料行業(yè)較為相似，這三種行業(yè)處于下游，合成樹脂行業(yè)中的SR類企業(yè)在行業(yè)中處于中游位置。在關(guān)注VOCS物種的同時(shí)，不能忽視光化學(xué)性較強(qiáng)的物質(zhì)，如丙烯、乙烯與甲酯等。

4結(jié)論

本文主要針對(duì)合成樹脂行業(yè)的排放活動(dòng)展開分析，確定揮發(fā)性有機(jī)物的基本成分譜，掌握其中的影響因素，該行業(yè)需要加強(qiáng)對(duì)CR類企業(yè)的控制，因?yàn)槠渑欧畔禂?shù)以及排放量都達(dá)到最大。合成樹脂行業(yè)不僅要關(guān)注產(chǎn)品生產(chǎn)帶來的經(jīng)濟(jì)效益，還要重視生產(chǎn)期間給環(huán)境造成的污染，做好排放物管理工作，使用更加清潔環(huán)保的原材料，將環(huán)保理念注入到生產(chǎn)中。

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