(2)--VOCs排放控制与控制企业EHS风险管理基础.pdf
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1、挥发性有机物排放标准与控制1环境污染与VOCs2国外VOCs 排放标准与政策3国内VOCs排放标准与政策4VOCs治理技术进展课程概要5机遇与挑战快速的经济增长是大气污染的重要原因探 索1980-1990烟尘污染二氧化硫机动车尾气创 新2000-2010环保三年行动计划脱硫、除尘NOx控制臭氧污染发 展1990-2000二氧化硫可吸入颗粒物机动车控制严控新污染黑烟污染起 步1970-1980突 破2010-2015世博空气质量保障VOC控制扬尘控制复合型大气污染综合防治区域间输送飞 跃十三五源自上海市环保局周军略作调整前30年:烟尘、粗颗粒物、二氧化硫灰霾+臭氧近10年:可吸入颗粒物+NOx灰
2、霾污染事件 VOCs:Volatile Organic Compounds 挥发性有机物 醇类、苯系物、卤代烃、烷烃、烯烃、炔烃、甲硫醇、胺类、酯类.1、为什么要控制挥发性有机物(VOCs)?2、控制哪些具体的挥发性有机物?3、如何控制挥发性有机物?挥发性有机物和挥发性有机物和PM2.5氮氧化物HNO3OHRO2,HO2挥发性有机物二氧化硫2H2SO4H2O2O3N2O5hvNH4+NO3-2SO4-氨大气化学反应大气化学反应二次无机颗粒物二次无机颗粒物SNA污染源排放污染源排放二次有机颗粒物二次有机颗粒物SOA一次颗粒物一次颗粒物(如如BC)大气氧化能力的提高,加剧了灰霾污染。全国338个地
3、级以上城市。73个达标,占21.6%;265个超标,占78.4%。源自环保部2015中国环境状况公报和环保部 十三五规划338个城市PM10和PM2.5我国大气污染的形势2015年22.49%5.62%14.79%22.49%18.05%16.57%PM2.5达标超标0-10%超标10-30%超标30-60%超标60-90%超标90%以上到2020年地级以上城市:PM2.5下降18%,空气质量优良率76.7%(力争80%)重污染天数下降:25%人类的好朋友:平流层中的臭氧层防止过多的太阳辐射到达地球表面吸收紫外线,避免皮肤癌等健康影响人类的敌人:对流层中的臭氧污染过多的臭氧形成光化学烟雾引起哮
4、喘等呼吸系统疾病“臭氧层的破坏”是污染现象“臭氧层的破坏”是污染现象“光化学烟雾”是污染现象“光化学烟雾”是污染现象臭氧生成的机制臭氧生成的机制 二氧化氮光解作为引发反应;VOCs的介入促进了过氧化自由基的生成;过氧化自由基与一氧化氮的反应替代了臭氧的氧化,导致了臭氧的累积。臭氧和氮氧化物的反应促进了硝酸盐的生成。臭氧和氮氧化物的反应促进了硝酸盐的生成。VOCsVOCs是臭氧污染的重要前体污染物是臭氧污染的重要前体污染物 VOCs和NOx和紫外线是臭氧形成的三要素。VOCs和NOx形成臭氧的机制遵从着非线性机制。初始挥发性有机物初始氮氧化物物洛杉矶光化学烟雾1910能源结构中煤炭占比达到峰值1
5、900石油和天然气消费量开始快速增加19151920煤炭消费量达到第一次峰值1920-1930第一次第一次二氧化硫峰值二氧化硫峰值洛杉矶光化学烟雾1943年7月26日1945煤炭消费量再次上升1940-1975洛杉矶光化学烟雾污染洛杉矶光化学烟雾污染1950石油占比超过煤炭多诺拉镇空气污染事件1948洛杉矶65岁以上老人死亡四百人1952年12月1965-1970第三次第三次二氧化硫峰值二氧化硫峰值1960煤炭消费量再次上升1970年75%以上洛杉矶市民患有红眼病1975-1980二氧化氮排放出现峰值二氧化氮排放出现峰值美国环保局控制二氧化硫1972年洛杉矶空气污染:1905年开始,1943年
6、-1970年-1975年-1999年(消除非常不健康天数)1999年年消除非常不消除非常不健康天数健康天数1947划分空气污染区1940-1950第二次第二次二氧化硫峰值二氧化硫峰值1955两天之内死亡四百多人20002011年年不健康天数不健康天数下降了下降了74%形势与政策长三角地区臭氧污染不容乐观典型的臭氧污染事件是2015年7月初连续11天长三角地区臭氧超标。中国和美国关于臭氧的环境空气质量标准基本一致。Q:未来?2013-2016年,74个城市、京津冀、长三角臭氧浓度分别上升10%、11%、11%。部分部分VOCsVOCs的恶臭扰民问题的恶臭扰民问题 污水处理厂、泵站、垃圾填埋场 硫
7、化氢、氨、甲硫醇 工业企业 有机污染物 化工、香料香精、化妆品、制药、涂料、橡胶、涂装等 生活源:餐饮、干洗、面包房部分部分VOCsVOCs属于有毒有害污染物属于有毒有害污染物(HAPs)(HAPs)全国亿元全国亿元GDP污污染物排放强度染物排放强度(1990-2013年)全国污染物排放量全国污染物排放量变化变化趋势趋势(1990-2013年)在严格管控下在严格管控下全国全国VOCsVOCs排放排放总量仍呈上升总量仍呈上升态势态势源自唐孝炎院士,引自2012国合会报告VOCVOC的主要来源的主要来源来源:华南理工大学叶代启教授来源:美国环保署https:/www3.epa.gov/cgi-bi
8、n/broker?polchoice=VOC&_debug=0&_service=data&_program=dataprog.national_1.sas 点源74%移动源12%面源12%天然源2%2012来源:上海市环科院陈长虹教授的报告上海中国美国 VOCs:Volatile Organic Compounds 挥发性有机物 醇类、苯系物、卤代烃、烷烃、烯烃、炔烃、甲硫醇、胺类、酯类.什么样的挥发性有机物需要法律上管控?来自环保部规划院宁淼研究员挥发性有机物(挥发性有机物(VOCs)VOCs)管控的重点管控的重点 控制光化学烟雾的臭氧 反应活性大的有机物 控制PM2.5的生成 反应活性大
9、的有机物 容易造成二次有机气溶胶的物质 人体健康影响 有毒有害污染物 恶臭类污染物环境效应:总有机碳/总碳氢/非甲烷总烃控制对光化学反应活性比较强的有机物有毒有害污染物(HAPs)控制单一污染物和有毒有害污染物总量恶臭污染物:嗅辨+特征恶臭污染物决策:分类并协同控制?法规规定的法规规定的VOCs(VOCs(环保的角度)环保的角度)?美国(PART 60STANDARDS OF PERFORMANCE FOR NEW STATIONARY SOURCES):Volatile Organic Compound means any organic compound which participate
10、s in atmospheric photochemical reactions;or which is measuredby a reference method,an equivalent method,an alternative method,or which is determined by procedures specified under any subpart.美国:Air Toxic:HAPs:hazardous air pollutants NESHAPs欧盟(Industrial emission directiveIED 2010/75/EU)(45)volatile
11、 organic compound means any organic compound as well as the fraction of creosote,having at 293,15 K a vapour pressure of 0,01 kPa or more,or having a corresponding volatility under the particular conditions of use.VOCsVOCs和非甲烷总烃和非甲烷总烃 VOCs:挥发性有机物 参与大气光化学反应的有机化合物,或者根据规定的方法测量或核算确定的有机化合物,简称VOCs。(来自美国NS
12、PS标准)用于核算或者备案的VOCs指20时蒸汽压不小于10 Pa或者101.325 kPa标准大气压下,沸点不高于260的有机化合物或者实际生产条件下具有以上相应挥发性的有机化合物(甲烷除外)的统称。以非甲烷总烃(NMHC)作为排气筒、厂界大气污染物监控、厂区内大气污染物监控点以及污染物控制设施去除效率的挥发性有机物的综合性控制指标。VOCsVOCs定义的选择定义的选择物理性质物理性质蒸气压蒸气压10Pa13Pa70Pa用于核算、用于核算、产品检测产品检测沸点50260250260环境保护光化学反应性MIR值健康毒性CMRPBT恶臭性嗅阈值沸点范围 典型物质 1%0.5%0.5%2%at 5
13、00ppm or 泵、压缩机、阀门、开口阀或开口管线、法兰及其他连接件、泄压设备、取样连接系统、其他密封设备。欧盟的环境管理标准体系构成 空气质量管理 框架指令 空气质量标准 固定源排放标准 移动源排放标准 燃料控制标准 工业排放源(2010/75/EU)包括大型燃烧装置、废物焚烧装置、VOCs 控制、IPPC 油品储运(94/63/EC)中型燃烧源 2015/2193/EU 涂料指令 2004/42/EC 第一分约(1999/30/EC)第二分约(2000/69/EC)第三分约(2002/3/EC)第四分约(2004/107/EC)机动车排放(70/220/EEC)车用柴油机(88/77/E
14、EC)非道路机械(97/68/EC)轮式农业、林业拖拉机(2000/25/EC)液体燃料 S 含量(93/12/EEC)油品质量(98/70/EC)欧盟固定源排放标准体系的构成标准类型标准1、工业排放指令(IED)综合预防指令(IPPC):化学工业、矿业、金属生产和加工、废物管理、能源和其他活动9大类,2014年1月7日实施废物焚烧指令(2000/76/EC),2014年1月7日实施钛白工业垃圾指令(78/176/EEC、82/883/EEC、92/112/EEC),2014年1月7日实施关于特定活动和设施中使用有机溶剂的挥发性有机化合物的排放限值的指令(1999/13/EC),2014年1月
15、7日实施关于限制大型燃烧动力厂(LCPs)向空气中排放某些污染物指令(2001/80/EC),2016年实施2、来自石油储存和终端服务站的分配过程中有机化合物的控制排放指令(94/63/EC)3、欧盟污染物释放和转移登记制度(E-PRTR),166/20064、涂料指令(2004/42/EC):在装饰用涂料和油漆以及车辆清洗产品中使用有机溶剂挥发性有机化合物的排放限值的指令5、关于中型燃烧装置的排放指令(2015/2193/EU):控制对象为大于等于1MWth 但小于50 MWth工业排放指令(2010/75/EU)-VOCs指令标准控制形式具体控制和要求示例有组织排放的浓度限值TOC:201
16、50mg/m3(以碳计),基于不同溶剂使用阈值印刷、清洗、清洗(除了使用特殊物质外)、汽车制造和修补、卷材涂层、其他涂装、木制品表面涂装、木材浸渍、粘合剂涂敷、涂料类似品(清漆、油墨和胶黏剂)制造、橡胶转化、制药等12个行业具体物质:20mg/m3使用特殊物质清洗无组织排放限值按照使用溶剂量的逸散率限值:3%45%除了线圈涂层、干洗、皮革涂层、制鞋、木材和塑料层压、植物油和动物油脂提取精制外的工业活动单位产品产量的排放总量g/kg线圈涂层、干洗、kg/t植物油和动物油脂提取精制g/m2或者kg/车体皮革涂层、汽车制造g/双制鞋kg/m3木材浸渍3%25%溶剂用量涂料类似品制造、橡胶转化、制药基
17、于物质平衡的VOCs排放量核算逸散性排放量 FI1O1O5O6O7O8 F O2O3O4O9逸散率F(I1I2)O1.1收集后直接排放 O1.2净化设备处理后排放 O5净化设备破坏的 VOCs 量 O2废水中的 VOCs 量 O3残留在产品中的 VOCs 量 O4逸散至大气中的 VOCs 量 O9其他排放 O6废弃物中 VOCs 量 O7成品中固有的 VOCs 量 O8回收准备再利用的储存部分 I2回收后再生利用部分 I1VOCs 购买量 生产活动 内容具体要求VOC减排计划(1)涂料、清漆、胶黏剂或者油墨制造企业允许使用替代技术获得等量减排计划(如果方法不合适)(2)年排放需要乘以合适的因子
18、,印刷、层压、木制品涂层、纺织品涂层、织布或者纸张涂层、胶黏剂涂敷等为4;卷材涂层和汽车修补为3;食品接触的涂层、航天涂装为2.33;其他涂装和印刷为1.5。(3)汽车制造与修补、其他涂装(金属、塑料、纺织品、织布和纸张)、木制品涂装的年排放目标是年排放量*40%。其他则为无组织排放限值+5%(4)实际排放量如果不高于溶剂管理计划中的排放目标值,则为达标。排放监测对于初始的排放量大于10kg/hr的装置,需要做持续性的检测。若没有达到则需要做持续性或间断性的检测。对于间断性检测,每次检测过程中至少需要提取3次值。特殊风险物质的排放限值企业有义务将可能引起癌症、基因突变、或制毒的有害物质通过研发
19、用其他的物料进行替换;企业应该尽量再生利用资源,降低总体废物的产生(废气,废水,固废)。含有致癌、致突变或生殖毒性物质(H340,H350,H350i,H360D or H360F)的排放质量超过10g/h时,所有该类物质的排放浓度之和不得超过2mg/m3;卤素化合物(H341或H351毒性的)如果超过100g/h时候,排放浓度限值为20mg/m3溶剂管理计划目的:证明达标性、识别未来的减排计划、确保溶剂消耗、排放和达标性与的公众公布的一致。内容:基于物料平衡的逸散率的计算排放达标评价的要求连续监测:在任何24小时内所有效读数的算术平均值不得超过排放限值,除了开车、停车和检修阶段。任何一个小时
20、平均值都没有超过排放限值的1.5倍。非连续监测:所有的测量值的平均值不超过排放限值,没有一个小时平均值超过1,5倍超过排放限值。含有致癌、致突变或生殖毒性物质的排放必须是各个污染物排放的总和,其余的则基于总有机碳的核算(除了特别说明外)计算浓度时候,不能考虑技术上冷却或稀释而加入的气体。涂料指令(DIRECTIVE2004/42/EC)分类分类类型类型第一阶段含量限值(第一阶段含量限值(g/L)第二阶段含量限值(第二阶段含量限值(g/L)内墙、天花板涂料(光泽度2560o)水性溶剂型754003030内墙、天花板涂料(光泽度2560o)水性溶剂型150400100100室内/外木材和金属用装饰
21、与保护涂料水性溶剂型150400130300室内/外装饰清漆、木材着色剂(包括不透明木材着色剂)水性溶剂型150500130400室内/外最小构造的木材着色剂水性溶剂型150700130700底漆水性溶剂型5045030350粘合性底漆水性溶剂型5075030750单组分功能涂料水性溶剂型140600140500双组分反应的功能涂料(如地坪专用面漆)水性溶剂型140550140500多色涂料水性溶剂型150400100100装饰涂料水性溶剂型300500200200E-PRTR项目内容目的基于成本和效益分析鼓励提升环境绩效,也提供公众知晓污染物释放和离线转移的信息,可以跟踪趋势和污染物削减的进
22、展。可以为公众、企业、科学家、保险公司、当地政府和非政府组织以及其他决策者一个坚实的数据库。适用范围能源工业6个、金属加工6个、采矿6个、化学工业6个、废物和废水管理7个、纸业和木材加工业3个、集约化禽畜养殖业2个、动植物油生产3个、其他工业5个。91种重点污染物需要提供PRTR报告。Pollution release and transfer registration 欧洲国家的VOCs分类分级控制(英国、德国、荷兰等)按毒害作用分类:高毒害(5mg/m3)苯、氯乙烯、1,2-二氯乙烷等具有极高的健康风险,需要针对个体污染物,制订严格的排放限值。丙烯腈、苯、环氧乙烷、1,3-丁二烯、1,2-
23、二氯乙烷、氯乙烯等.中等毒害:(20mg/m3)其它一些VOC物质,有一定的健康风险,或者可生成光化学烟雾、造成平流层臭氧耗损或全球变暖。甲醛、乙醛、酚类、苯胺、硝基苯、氯甲烷等.低毒害:(100mg/m3)其余的大多数VOC物质,具有较低的毒害作用。VOC 物质 人体健康影响人体健康影响 EU 分类 1 或 2 或者 IARC 分类 1 或 2A?No Yes EU 分类 3 或者 IARC 分类 2B?有其它毒害作用数据?No 中等毒害中等毒害 有吸入毒性?Yes 具有很强的吸 入或摄入毒性 高毒害高毒害 Yes Yes Yes Yes 有害?环境影响环境影响 存在光化学反应、臭氧耗损或全
24、球变暖的证据?光化学潜势 POCP85?或者 臭氧耗损潜势 ODP0.2?或者 全球变暖潜势 GWP10?低毒害低毒害 中等毒害中等毒害 Yes No No No Yes 分类方法小结重视合理划分VOCs排放行业及源类 管控对象、管理要求明确重视VOCs无组织逸散控制重视对VOCs综合性指标控制 提高了污染控制效率,解决灰霾等大尺度环境问题,监测简便易行,管理部门偏爱纳入行业标准体系vs独立的管控领域管控方式带有明显国家或地区特色基于排放控制水平vs基于健康风险水平共同特性共同特性差异性差异性1环境污染与VOCs2国外VOCs 排放标准与政策3国内VOCs排放标准与政策4VOCs治理技术进展课
25、程概要5机遇与挑战企业:VOCs排放可能的环节储罐装卸设备泄漏工艺生产开停工故障排放废水处理冷却塔火炬燃烧废气无组织排放是VOCs的一个重要特点涂料油墨等精细化工行业无组织排放:占涂料油墨等精细化工行业无组织排放:占50%90%50%90%国家国家VOCVOC控制行动控制行动VOCs 被列为重点污染物首次提出VOCs 减排目标提出了全过程控制的策略和方法气十条:排污收费和总量控制要求石油化工和印刷包装行业排放收费中华人民共和国大气污染防治法(全国人大,2016年)大气法:源头控制(产品标准)、密闭化、达标、监测、罚则、排污许可制度总量控制(约束性指标)、流域性、区域性、行业性控制反应性挥发性有
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