【專家】：化工園區(qū)環(huán)境智能感知技術(shù)提升及高效應(yīng)用

2023中國化工園區(qū)可持續(xù)發(fā)展大會*洋浦質(zhì)量提升，感知溯源2023中國化工園區(qū)可持續(xù)發(fā)展大會*洋浦化工園區(qū)環(huán)境智能感知技術(shù)提升及高效應(yīng)用高松上海大學(xué)2023年3月1工作背景和技術(shù)瓶頸2園區(qū)特征污染物監(jiān)控技術(shù)提綱3預(yù)警與溯源技術(shù)及應(yīng)用4一、工作背景和技術(shù)瓶頸一、工作背景——十四五環(huán)保要求?揮發(fā)性有機物（VOCs）是PM2.5、O3硫酸+硝酸30-50%其他有機物30-50%二次有機氣溶膠(SOA)對PM2.5的貢獻大;人為源VOCs對SOA硫酸+硝酸30-50%其他有機物30-50%我國大部分地區(qū)大氣中的臭氧污染水平主要受VOCs的體積分?jǐn)?shù)的影響。?揮發(fā)性有機物（VOCs）嚴(yán)重危害人類健康?國家高度重視VOCs污染防治工作《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095—2012）《重點區(qū)域大氣污染防治十二五規(guī)劃》《大氣污染防治行動計劃》削減比例一、工作背景——化工園區(qū)爆炸事件化工園區(qū)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)定管理辦法（試行）?化工園區(qū)存亡之道：工業(yè)和信息化部、自然資源部、生態(tài)環(huán)境部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、交通運輸部、應(yīng)急管理部，6部委聯(lián)合印發(fā)?化工園區(qū)應(yīng)根據(jù)自身規(guī)模和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)需要，建立完善的安全生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測監(jiān)控和風(fēng)險預(yù)警體系，相關(guān)監(jiān)測監(jiān)控數(shù)據(jù)應(yīng)接入地方監(jiān)測預(yù)警一、工作背景—化工區(qū)惡臭污染問題隨機選取15天在線數(shù)據(jù)，篩選30隨機選取15天在線數(shù)據(jù)，篩選30種嗅閾值較低的惡臭物質(zhì)工業(yè)區(qū)易發(fā)生突發(fā)性污染，在短時間內(nèi)集聚形成極高濃度的惡臭物質(zhì)惡臭污染具有瞬時性和不定時的排放特征惡臭總濃度（ppb）8006004002000400y=5.415x-3.80920一、工作背景—化工園區(qū)污染復(fù)雜化工園區(qū)主要產(chǎn)業(yè)類型：石油化工、精細(xì)化工污染物特點：種類多、有毒有害、腐蝕性強、爆炸極限有毒有害揮發(fā)性有機物：苯系物、氯代烴、烷烴、烯烴、氯苯類…惡臭氣體:含硫、含氮物質(zhì)…加工工藝中生成的甲硫醇，乙硫醇，二甲基二硫醚，二硫化碳等必然發(fā)展趨勢在線實時監(jiān)測、工作背景在線智慧化監(jiān)測技術(shù)發(fā)展必然發(fā)展趨勢在線實時監(jiān)測二三十年技術(shù)積累新問題、新方向離線準(zhǔn)確性高從反映實際情況角度看，在線準(zhǔn)確性高采樣準(zhǔn)確性采樣、水氣、儲存轉(zhuǎn)移，造成物種流失前可能受水影響較大數(shù)據(jù)的時空分離散時間點和空間點更廣的空間范圍、更長的時間序列儀器特點儀器功能全、體積大、成本高更靈活適用高相對較低化工園區(qū)智慧化監(jiān)管模式化工園區(qū)智慧化監(jiān)管模式??單位面積排放強度大?無組織排放比例高?污染復(fù)雜且易轉(zhuǎn)化智能化智能化?排放時間不規(guī)律?源、量、組分預(yù)警預(yù)警?大氣污染事故頻發(fā)?信訪投訴比例居高不下組網(wǎng)模型一、工作背景—化工園區(qū)智慧化設(shè)計思路針對針對監(jiān)測監(jiān)測園區(qū)站、邊界站、周邊站園區(qū)站、邊界站、周邊站環(huán)境影響、預(yù)警監(jiān)測、投訴智慧化在線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)智慧化在線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)一、工作背景—標(biāo)桿園區(qū)來源：中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會化工園區(qū)工作委員會一、工作瓶頸—技術(shù)復(fù)雜性與質(zhì)控質(zhì)?！V非甲烷總烴數(shù)值極低（＜10ppb）的現(xiàn)象總烴出現(xiàn)平頭峰一、工作瓶頸—技術(shù)復(fù)雜性與質(zhì)控質(zhì)?！|(zhì)譜加濕前加濕后二、園區(qū)特征污染物監(jiān)控技術(shù)序號方法優(yōu)點應(yīng)用范圍1傳感器氣體預(yù)警、VOCs含量的粗略估計2苯系物和少數(shù)低分子量VOCs3可分辨大多數(shù)的VOCs、靈敏度高4質(zhì)譜不需要樣品預(yù)濃縮、檢測限低5定性全面、定量準(zhǔn)確TH-3002、傳感監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)——推動一致性和準(zhǔn)確度長三角工業(yè)園區(qū)網(wǎng)格化傳感監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)2、傳感監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)——濕度控制成效顯著00FFID對應(yīng)傳感器濃度，ppb11FFID對應(yīng)傳感器濃度，ppb1591590141#濃度，ppbFFID對應(yīng)傳感器濃度，ppb0FFID對應(yīng)傳感器濃度，ppb0其他除濕方法3、在線監(jiān)測技術(shù)：GC-FID技術(shù)改進，明確定性定量目標(biāo)因子VOCs區(qū)域評價因子探索3、在線監(jiān)測技術(shù)：VOCs-36評價體系i2.2在線色譜—VOCs-36評價體系○●○●??▲光化學(xué)活性高發(fā)揮在線監(jiān)測的實效物種備注物種備注烷烴芳香烴苯正丁烷異丁烷鄰-二甲苯正戊烷間+對-二甲苯異戊烷苯乙烯2,3-二甲基戊烷+2-甲基丁烷1,2,3-三甲苯正己烷1,2,4-三甲苯正庚烷1,3,5-三甲苯正辛烷異丙苯2,2,4-三甲基戊烷正丙苯2,3,4-三甲基戊烷二氯甲烷烴1,2-二氯乙烷三氯乙烯四氯乙烯順-2-丁烯氯苯反-2-丁烯1,2,4-三氯苯1,3-丁二烯?異戊二烯?3、有機硫在線監(jiān)測問題難捕集易干擾-空氣中沸點接近的干擾物較多-常規(guī)檢測器對硫化物響應(yīng)低-PID響應(yīng)靈敏,但是不是硫選擇性檢測器，易受干擾3、有機硫在線監(jiān)測問題改進低溫除水+冷阱采樣極性色譜柱采用硫?qū)傩詸z測器制定DB31/T1089-2018《環(huán)境空氣有機硫在線監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》3、NMHC在線監(jiān)測：通標(biāo)結(jié)果可比性低非甲烷總烴（NMHC）在線監(jiān)測結(jié)果可比性低TO-15苯系物a氯乙烯丙烯醛等c環(huán)氧乙烷等d2.6003.8406.2175.0000.1200.0704.821A實際測量值3.7380.5220.0740.0910.8523.055B2.6363.0715.6157.6122.3230.7770.0730.7625.279C2.0403.4434.0570.2640.2200.787D3.4653.1053.8680.1570.1259.788E3.0964.0432.8402.2000.1570.0200.304F2.8224.3705.4656.6710.1660.1085.038G2.3093.5024.3544.0280.7450.7353.387H2.0513.0693.9723.1800.2290.1490.8902.9922.2643.1995.6150.3210.1904.0423、NMHC在線監(jiān)測：現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)相差大各型非甲烷總烴在線監(jiān)測儀器數(shù)據(jù)一致性低提出以下技術(shù)改進方案:現(xiàn)場實測比對氣相色譜定量環(huán)及總烴色譜柱進行惰性化處理現(xiàn)場實測比對規(guī)定多組分示值誤差：甲苯90%~105%三氯乙烯95%~110%改進前，最大相差近1ppm3、NMHC在線監(jiān)測：問題及改進制定制定DB31/T1090-2018《環(huán)境空氣非甲烷總烴在線監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》OVOCs識別能力強OVOCs識別能力強測測定點監(jiān)測定量準(zhǔn)，移動測定點監(jiān)測定量準(zhǔn)，移動時定性定量能力弱較成熟地圖器器模塊化組裝，實現(xiàn)技術(shù)優(yōu)勢互補，滿足不同走航觀測需求5、走航：面臨的難點質(zhì)荷比儀器實際上難以同時區(qū)分TO-15+PAMS的上百種VOCs污染區(qū)域污染企業(yè)優(yōu)勢污染物種優(yōu)勢污染物種快速篩選VOCs排放企業(yè)三、預(yù)警與溯源技術(shù)及應(yīng)用1、污染報警——快速發(fā)現(xiàn)問題--污染因子：甲硫醇、硫化氫、其他污染物--分級因素：空氣特征污染物小時濃度、24小時累積超標(biāo)時間、24小時累積超標(biāo)自動站數(shù)量--報警分級：一級（重度）、二級（中度）、三級（輕度）--3倍廠界標(biāo)準(zhǔn)限值進行高污染預(yù)警00ABCDEFG3）0△2018年2019年2018年2019年2018年2019年2018年2019年2018年2019年2018年2019年2018年2019年A2、化工園區(qū)特征污染評價——信訪區(qū)域環(huán)境信訪投訴逐年下降，2019年較3、溯源案例：大氣污染高值溯源案例3個3個Factor的主要貢獻物種均為乙烯，3個Factor對VOCs的累積貢獻為98.0%，表明乙烯對VOCs有主要貢獻。結(jié)合氣象條件和排放源信息，判斷乙烯主要來源于該站點附近涉乙烯裝置或企業(yè)等。400正戊烷.400丙烷正丁烷1,2-二氯乙烷異丁烷丙烯展望：化工園區(qū)質(zhì)控質(zhì)保技術(shù)統(tǒng)一化、規(guī)范化和