水平渗透性反应屏障在污染场地VOC蒸气管控中的应用及分析

水平渗透性反应屏障(HPRB)是一种针对包气带中挥发性有机化合物(VOC)蒸气的被动修复技术,具有运行无耗能的优点,能够作为大范围VOC污染场地长效风险管控措施。本文提出了VOC蒸气在含HPRB的层状土中迁移的一维瞬态半解析模型,采用Laplace变换得到Laplace域下的通解后,采用Talbot数值方法实现Laplace逆变换得到时间域下的VOC蒸气迁移的半解析解。解析模型计算结果和数值模型的结果吻合良好。算例结果表明,HPRB更适用于原位土体扩散系数较低的污染场地;HPRB埋深过大不利于VOC蒸气的去除;增加HPRB厚度能有效去除场地中的VOC蒸气;污染源质量浓度衰减系数增加会降低场地中VOC蒸气峰值质量浓度,不考虑污染源质量浓度衰减会导致HPRB的设计过于保守。最后提出了HPRB埋深和厚度的设计思路。

基于土壤气的场地VOCs污染刻画及风险评估

在某场地苯重点污染区布置10个钻孔,按规范采集检测了63对土壤-土壤气样品,基于土壤和土壤气VOCs浓度分别刻画了场地污染并评估了风险.结果显示,土壤采样和土壤气采样两种方法揭露的污染垂向分布特征基本一致,10个钻孔中采集的土壤气样品均存在一定程度超标,超过土壤气筛选值1.242mg/m^(3)的样品比例为35%,最大超标1000倍,但仅3个钻孔中采集的土壤样品存在超标,超过土壤筛选值1mg/kg的样品比例为5%,最大超标30倍.可见,仅检测土壤样品可能低估场地中VOCs的污染范围和程度,在以砂土为主的场地尤为明显.采用线性分配模型基于土壤中苯检出浓度预测的健康风险较基于实测土壤气中苯浓度预测的风险总体高约1个数量级,因为“老化”、“锁定”等环境行为导致实际污染场地中VOCs在土壤固-液-气间的分配并不完全遵循瞬间平衡分配原理,线性平衡分配模型预测的土壤气浓度显著高于实测值.此外,不考虑苯系物这类易生物降解的VOCs在传输过程中的生物降解过程可导致场地实际健康风险被高估至少2个数量级,评估结论会发生本质的变化.因此,我国应尽快启动基于土壤气的VOCs场地调查与风险评估技术方法的系统研究及相关标准规范的制定,为场地环境管理提供科学支撑.

负压条件下地层中VOCs污染的数值模拟分析

以ASU House为场地案例进行三维数值模拟,使用达西定律与多孔介质中稀物质传递定律,模拟土壤气速度场与进入建筑物的三氯乙烯通量,从而获得负压条件下地层中气态三氯乙烯的时空分布规律。结果显示,与基线状态相比,负压条件下土壤气中的三氯乙烯浓度上升,蒸气入侵效应显著增强;距负压中心与地下污染源的距离越近,三氯乙烯浓度越高。

北京市1990—2030年加油站汽油VOCs排放清单

加油站汽油销售量随机动车保有量同步快速增长,并已成为北京市VOCs主要来源之一.为准确估算加油站VOCs排放,在比较国内外加油站VOCs排放因子的基础上,结合北京市加油站油气治理过程,估算北京市1990—2014年加油站VOCs排放清单,并预测2015—2030年排放清单.结果表明:1中国、US EPA(美国国家环境保护局)和EEA(欧洲环境署)的加油站VOCs未控制排放因子分别是CARB(美国加州空气资源委员会)排放因子的1.78、1.38和0.85倍;2根据CARB排放因子和北京本地油气治理措施计算得到北京市2003年、2008年和2030年VOCs加权排放因子,分别为2 103、263和80 mg/L,2008年和2030年控制效率分别为2003年的88%和96%;32003年加油站VOCs排放量达到峰值(5 134 t/a),在北京市实施DB 11/208—2003《加油站油气排放控制和限值》后,2008年VOCs排放量减至1 195 t/a,城六区排放量约占全市的60%;4《北京市2013—2017年清洁空气行动计划》实施后,预测2017年、2022年和2030年的VOCs排放量分别为1 252、976和531 t/a,2030年汽油消费量是1990年的8.8倍,但VOCs排放量仅为1990年的34%.研究显示,北京市加油站油气回收工作为加油站VOCs减排做出了巨大贡献.

加油站VOC排放污染控制中的气液比取值

气液比(A/L)是加油站挥发性有机物(VOC)排放控制中非常重要的参数.考察了不同A/L对加油站压力管理系统(VPMS)运行及VOC减排效果的影响.结果表明:加油站密闭性合格时,A/L在1.00～1.20范围内,将导致VPMS运行频繁;A/L在0.95～1.05范围内,VPMS不运行.VOC减排效率基本上随A/L的增大而增大,0.95<A/L<1.05时,VOC减排效率为90.76%<η<96.95%;1.00<A/L<1.20时,VOC减排效率为93.26%<η<99.68%.

中国加油站VOC排放污染现状及控制

应用排放因子法估算了2002年度全国加油站VOC的排放量.在综合考虑经济,社会,人口等各方面因素后,通过调整现有的活动水平估算了未来20a内全国的燃油消耗情况,以及VOC排放的增长趋势.结果表明:2002年我国加油站VOC排放量为187.6×103t,由此造成的经济损失达到了7.5×108元人民币.在维持现有控制水平情况下,到2030年VOC排放量将达到1196×103t,经济损失高达47.8×108元人民币.比较了StageⅠ、StageⅡ油气回收系统以及ORVR的回收效率和成本,并对其可行性和经济适用性进行分析.结果表明:这3种回收技术的引进将会大规模的消减加油站VOC的排放,并且选择性的措施组合能够取得更好的效果.相对于StageⅡ回收系统,ORVR的效率更高费用更低.但是ORVR的引进需要比StageⅡ更长的时间,为了达到80%的普及率至少需要11a左右.为在短期内达到一定的控制要求,可优先考虑StageⅡ回收技术;但是从长期的环境和经济效应来看,ORVR才是最终的选择.

加油站的烃类VOCs污染及其治理技术

加油站因储运轻质油品而产生的烃类VOCs对健康、环境、安全以及油品质量等带来了一系列负面影响。发达国家的常规治理措施主要是进行密闭卸油和密闭发油,对加油站的设备安装、管线布置、运营管理等都有一些具体要求;进入21世纪后美国又提出了强化加油站油气回收处理的观点,相应的技术、设备及法规也都日益健全。国内目前对加油站烃类VOCs污染的治理工作与发达国家相比差距很大,应该尽快从烃类VOCs回收处理的专用膜分离装置入手进行相关研究和产品开发。

机动车排放及汽油中VOCs成分谱特征的研究

利用现场采样并将分析结果归一化处理后确立了以汽油、柴油、液化石油气 (LPG)为燃料的汽车尾气以及汽油蒸气和液体汽油的VOCs源成分谱。研究显示汽油车和柴油车尾气的排放特征相近 ,而LPG车尾气以 4个碳以下的烷烃、烯烃为主。汽油蒸气中 ,C5以下的化合物占较大比例 ,而液体汽油中则是以大于C6的化合物为主。

催化燃烧VOCs用非贵金属催化剂研究新进展

催化燃烧是实现挥发性有机物(VOCs)高效燃烧的一种处理技术。本文综述了近年来催化燃烧处理VOCs用非贵金属催化剂,包括单一过渡金属氧化物催化剂、复合过渡金属氧化物催化剂以及钙钛矿型催化剂的研究进展。重点综述了水蒸气对催化燃烧VOCs反应过程的影响。提出高效非贵金属催化剂的研制需结合实际应用中的工艺条件,催化机理和优化制备过程是催化燃烧VOCs用非贵金属催化剂深入研究的重点和主要方向。

冷凝+吸附油气回收技术应用与安全性探究

挥发性有机化合物(VOCs)的释放对自然生态系统和人类健康产生了严重的影响,引起了全球范围内的高度关注,从而使得VOCs的管理成为一个备受关注的问题。本文旨在探讨VOCs治理常用的工艺技术,并对油气回收工艺组合的应用实际和安全性进行探讨分析。首先,本文介绍了VOCs治理工艺技术和常见工艺组合;其次,以国内某炼油厂为实例,对冷凝+吸附工艺流程进行介绍;最后,通过综合分析,突显了VOCs治理和冷凝+吸附油气回收技术在提高空气质量、保护环境资源以及确保安全生产等方面的重要意义。

柴油储存与装车VOCs核算问题分析

柴油储存与装车VOCs核算工作以《石化行业VOCs污染源排查工作指南》为依据。但即使实测柴油理化性质,核算结果依然偏大,与实际不符。研究发现:此问题的原因是柴油雷德蒸汽压测定不准。咨询雷德蒸汽压测定仪器厂家得知,柴油雷德蒸汽压太小以至于目前没有仪器可以精确测定。柴油储存与装车VOCs核算必须使用柴油雷德蒸汽压,而柴油雷德蒸汽压又不可精确测定。为了解决这一矛盾,提出了"反推法"并加以验证,使柴油储存与装车VOCs核算达到了过程合规、结果准确的目标。

加油站油气处理装置作用及VOCs排放现状

我国GB 20952—2007《加油站大气污染物排放标准》首次提出加油站安装油气处理装置,但是部分油气回收从业人员对油气处理装置的作用存在一些认识误区.通过对美国加州加油站油气处理装置的发展历程进行回顾,阐述加油站油气处理装置的作用,并对油气处理装置VOCs(挥发性有机物)的排放现状进行全口径检测和分析.结果表明:①油气处理装置是加油站油气回收系统的重要组成部分,主要用于控制StageⅠ(卸油油气回收系统或第一阶段油气回收系统)和StageⅡ(加油油气回收系统或第二阶段油气回收系统)工作时埋地油罐压力增加所导致的无组织排放,但它不能取代StageⅠ.②2016—2018年北京市油气处理装置NMHC(非甲烷总烃)排放浓度分别为5.43、3.67和2.30 g m 3,达标率由98.5%升至99.7%;春、夏、秋、冬四季NMHC平均排放浓度分别为3.54、4.68、3.13和1.64 g m 3,其中夏季NMHC排放浓度最高;“吸附”和“冷凝+膜”处理效果略优于“膜分离”.③2017年北京市油气处理装置NMHC排放浓度相对于排放标准(≤20 g m 3)的达标率为97.6%,NMHC排放浓度≤10 g m 3的比例为90.4%.研究显示,加油站油气处理装置是埋地油罐压力控制装置,为减少油罐及其附属设施的无组织排放发挥了重要作用,值得进一步开展研究.

钙钛矿型催化剂催化燃烧VOCs的抗水蒸气性能研究

用柠檬酸溶胶-凝胶法制备了La0.8M0.2CoO(3M=Sr,Ce,Ba,Ca)4种钙钛矿型复合氧化物催化剂。通入相对湿度为70%的甲苯测试表明,相比较于没有水蒸气存在的情况,4种催化剂的催化活性都有所下降。同时还可发现,A位部分取代的离子不同,催化剂的催化活性下降程度不同,即抗水蒸气性能也不同。所制备的四种催化剂的抗水蒸气性能依次为La0.8Sr0.2CoO3>La0.8Ce0.2CoO3≈La0.8Ca0.2CoO3>La0.8Ba0.2CoO3,其ΔT50%分别为12℃、20℃、20℃和50℃左右,说明除La0.8Ba0.2CoO3外,其它3种对水蒸气具有一定的抗中毒性能。XRD、BET和SEM表征结果证实,水蒸气分子与甲苯分子竞争吸附占据催化剂表面部分活性位,使用于催化氧化甲苯的有效活性位相对减少;同时其与活性组分在高温下发生反应生成新物质,在催化剂表面形成一层致密的涂层,堵塞了原来的孔道结构,从而使催化剂比表面积减少而活性下降。

基于导则模型计算的污染地块挥发性有机物空气、土壤气限值研究

我国主要采用风险评估导则模型模拟VOCs在污染地块土壤中的扩散迁移和进入室内外暴露点,系统分析模型预测扩散后的气体浓度鲜有研究。文章基于导则模型,研究了31种VOCs的空气允许浓度及对应的土壤气限值。模型计算结果表明,呼吸暴露产生的人体健康风险达到可接受阈值时,VOCs室内空气允许浓度为1.6×10^(−5)~25(居住用地)和2.9×10^(−5)~60 mg/m3(工业用地),部分VOCs室内空气允许浓度远低于室内空气质量标准。VOCs的土壤气-室内空气衰减因子为1.9×10^(−6)~5.6×10^(−5)(居住用地)和8.4×10−7~2.4×10^(−5)(工业用地),低于美国国家环境保护局(US Environmental Protection Agency,EPA)推荐值3~4个数量级;31种VOCs基于蒸气入侵的土壤气筛选值分别为1.3~5.7×10^(5)(居住用地)和5.8~3.0×10^(6) mg/m3(工业用地),较EPA土壤气筛选值高约3~4个数量级,大多数土壤气筛选值高于嗅阈值。研究结果可为VOCs污染地块土壤气筛选值的制定和使用提供参考。

在涂料工厂配设新型VOCs回收系统的探讨

文章对VOCs回收再利用的必要性进行了简要的分析之后,介绍了三种适用于不同规模涂料工厂的新型密闭VOCs回收系统。通过与传统的VOCs收集和净化系统的比较,阐述了这些新型密闭VOCs回收系统的特点。

吸附树脂和活性炭吸附气体中二硫化碳的性能差异及成因研究

采用固定床吸附方法,研究了水分和硫化氢对活性炭和吸附树脂吸附二硫化碳的影响,并探究了产生吸附性能差异的原因.研究结果表明,不论是共吸附还是预吸附的水分,对活性炭吸附二硫化碳的影响远大于吸附树脂,主要是因为活性炭表面含有更多对水分子有强亲和力的含氧基团(羟基和羰基等),水分子占据吸附位点导致活性炭对二硫化碳吸附有更显著下降;预吸附硫化氢的活性炭对二硫化碳吸附量显著下降,而吸附树脂依然保持稳定的吸附能力;孔结构和X射线光电子能谱(XPS)分析结果表明,硫化氢在活性炭表面反应生成单质硫等副产物,堵塞了孔道,导致比表面积和总孔容分别减少了59.6%和57.3%,而预吸附硫化氢对吸附树脂没有影响.此外,采用反相气相色谱法测定了两种吸附剂的表面色散自由能,活性炭具有更高的表面色散自由能,相比于比表面积等孔结构参数,表面色散自由能是更好地解释吸附单一组分二硫化碳时,活性炭吸附量要显著高于W-8树脂的本质原因.

石油化工企业储运系统油气回收处理技术应用浅析

随着科学技术的发展,石油化工企业凭借着在降低投资、降低生产成本、提高石油资源利用效率、生产灵活性大且能适应市场对产品变化的需求等方面优势不断发展,但是随着环保要求的不断提高,油气回收技术和油气处理技术的多样化和复杂性,给石油化工企业储运系统无组织和有组织排放油气的系统设计和安全运行提出了更高的要求。本文通过石油化工企业储运系统油气排放限制的确定、油气收集系统的设置、油气回收处理工艺技术的确定和安全环保等全方位介绍了油气回收处理技术的设计原则和技术要点,为同类工程项目的新建或改扩建提供参考。

油气排放及回收的研究进展

在分析油气排放及回收领域面临的新形势和新挑战后,提出了油气排放及回收领域研发的新理念及应对策略。分别从油品蒸发及油气扩散的基础物性参数、油罐蒸发排放内在的油气传质规律、基于模块设计与积木式组合的油气回收成套技术等方面,总结了油气排放及回收领域的研究进展;尤其创新性地构建出油气传质因子和油气-空气间集中归一化的拟对流扩散系数的测算方法,揭示了油气排放及回收的内在规律,指出今后的研究方向和研究重点。建议多方面协同合作来研究油气污染全过程的控制,分离净化及资源化利用的基础理论、关键技术、成套装备,从而及时地满足社会科技和经济发展的重大需求。

柴油低温临界吸收油气回收技术的应用

在分析柴油油气吸收特性的基础上,提出柴油低温临界吸收概念,开发了柴油低温临界吸收油气回收技术。该技术在中国石化金陵分公司酸性水罐区进行了应用,对酸性水罐排放气的油气回收率高达95%以上,净化气可以达标排放,治理效果明显。

蒸气入侵暴露情景下土壤气筛选值推导与比较

采用J&E模型推导了典型蒸气入侵暴露情形下土壤气中ρ(苯)、ρ(甲苯)、ρ(氯仿)及ρ(1,1-二氯乙烯)的筛选值,并与US EPA(美国国家环境保护局)及美国各州的颁布值进行比较.结果表明,具有致癌效应的苯、氯仿相同暴露情形下的筛选值低于非致癌效应的甲苯、1,1-二氯乙烯3～4个数量级,表明VOCs污染场地应重点关注致癌性污染物.其中,浅层土壤气居住暴露情形下ρ(苯)、ρ(甲苯)、ρ(氯仿)及ρ(1,1-二氯乙烯)的筛选值分别为9.6×102、2.7×102、1.1×107、4.0×105μg/m3,工商业暴露情形下分别为4.6×103、1.3×103、6.3×107、2.4×106μg/m3.深层土壤气居住暴露情形下ρ(苯)、ρ(甲苯)、ρ(氯仿)及ρ(1,1-二氯乙烯)的筛选值分别为1.1×103、3.1×102、1.2×107、4.5×105μg/m3,工商业暴露情形下分别为5.2×103、1.5×103、7.1×107、2.7×106μg/m3.筛选值大小的决定因素包括污染物的室内允许浓度、土壤气衰减系数及建筑物参数.浅层与深层土壤气中各污染物筛选值无明显差异,但与US EPA及美国各州的颁布值差异较大,这主要是由污染物室内允许浓度及衰减系数确定方法的不同所致.浅层土壤气平均衰减系数为2.3×10-4,与深层土壤气平均衰减系数(2.0×10-4)无明显差异,但均低于US EPA对应经验值〔0.1(浅层)、0.01(深层)〕2～3个数量级.在不考虑吸附及生物降解时,污染源上方清洁土壤对污染物的衰减作用不明显.