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VOCs在線監(jiān)測系統(tǒng)在工業(yè)園區(qū)的解決方案進口VOC分析儀|埃登威自動化系統(tǒng)設備（上海）有限公司
VOCs在線監(jiān)測系統(tǒng)在工業(yè)園區(qū)的解決方案進口VOC分析儀
1、環(huán)保監(jiān)管需求分析 
2010 年國務院發(fā)布的《關于推進大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作改善區(qū)域空氣質量的指導意見》（國辦發(fā)〔2010〕33 號），強調(diào)了 VOCs 污染防治的重要性； 
2011 年環(huán)保部發(fā)布《重點區(qū)域大氣污染防治規(guī)劃（2011-2015 年）》，把 VOCs 污染納入 政府考核指標； 
2012 年環(huán)境保護部下發(fā)環(huán)發(fā)[2012]54 號文件，《關于加強化工園區(qū)環(huán)境保護工作的意見》， 將工業(yè)園區(qū)的環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控預警和環(huán)境風險應急能力建設等任務欄為環(huán)保工作的重點VOCs在線監(jiān)測系統(tǒng)在工業(yè)園區(qū)的解決方案進口VOC分析儀； 

2013 年第 31 號文件《揮發(fā)性有機物（VOCs）污染防治技術政策》；要求積極開展 VOCs摸底調(diào)查、制修訂重點行業(yè) VOCs 排放標準和管理制度等文件、加強 VOCs 監(jiān)測和治理、推廣使 用環(huán)境標志產(chǎn)品等措施，到 2015 年，基本建立起重點區(qū)域 VOCs 污染防治體系；到 2020 年，基本實現(xiàn) VOCs 從原料到產(chǎn)品、從生產(chǎn)到消費的全過程減排； 


2014年環(huán)境保護部印發(fā)了《石化行業(yè)揮發(fā)性有機物綜合整治方案》的通知(環(huán)發(fā)177號)，通知要求2017年7月1日前，建成國內(nèi)石化行業(yè)VOCs監(jiān)測監(jiān)控體系，建立VOCs管理體系。VOCs在線監(jiān)測系統(tǒng)在工業(yè)園區(qū)的解決方案進口VOC分析儀企業(yè)應將VOCs的治理與監(jiān)控納入日常生產(chǎn)管理體系。廠界安裝特征污染物環(huán)境監(jiān)測設施，并與當?shù)丨h(huán)境保護主管部門聯(lián)網(wǎng)。
2015 年國務院發(fā)布《中華人民共和國大氣污染防治法》，以法律強調(diào)了環(huán)境大氣監(jiān)測治理的必要性。 
2015年環(huán)保部發(fā)布了《石油化工污染物排放標準》及《石油煉制工業(yè)污染物排放標準》，標準規(guī)定了石油化工及石油煉制工業(yè)內(nèi)工業(yè)園區(qū)廠界污染物的排放標準，為廠界監(jiān)測提出了要求。
2016由吉利園區(qū)監(jiān)測站數(shù)據(jù)顯示，本區(qū)域主要引起空氣**的首要污染物為臭氧，降低臭氧濃度以VOCs管制為主，由于本區(qū)對于VOCs監(jiān)控長期空白，急需設置在線自動VOCs監(jiān)測系統(tǒng)，建立本區(qū)VOCs污染種類成分及濃度數(shù)據(jù)庫，供制定相關政策參考依據(jù)。
2016中石化開發(fā)項目環(huán)評統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，本區(qū)域H2S總量已達園區(qū)涵容總量上限，急需對本區(qū)域大氣中H2S進行長期連續(xù)監(jiān)測，由監(jiān)測數(shù)據(jù)厘清本區(qū)大氣質量中H2S濃度現(xiàn)況，以供政策制定參考科學依據(jù)。
2、臭氧生成原因探討
不同的有機化合物在光氧化反應中有不同反應速率，且后對臭氧生 成影響亦不同。在碳氫化合物中，以烯烴物，芳香烴物，長鏈的烷烴物， 及醛類物，它們與氫氧自由基之反應速率大，容易參與光化學反應，促成 臭氧的生成。利用增量反應性之理論有「增量反應性」與「大增量反應 性」兩種可評估有機化合物光化學活性的大小，在此引用大增量反應法 (MIR)。
光化學煙霧與臭氧的前驅物(precursors)包括揮發(fā)性有機碳化物(VOCs)及氮氧化物(NOX)，而一般常以非甲烷碳氫化合物(NMHC)等同于 VOC。由 于 VOCs 的來源非常復雜，且不同的物種參與光化學反應的活性不同，故 其排放來源與排放數(shù)量的掌握十分困難，碳氫化合物(VOC)，經(jīng)過一系列的 光化學反應所形成衍生性的二次污染現(xiàn)象，可由下列的反應方程式說明：
（1）NO2的光解循環(huán)
二氧化氮為光化學煙霧產(chǎn)生的前驅物種之一，NO2的光解離反應被視為臭氧形成或累積的起始步驟：
NO2   ＋ hν→ NO  ＋O                                     （1）
O + O2 + M  → O3 + M (N2，O2，another third molecule)          （2）
O3 + NO  → NO2 + O2                                         （3）
臭氧的產(chǎn)生需要 NO2  的存在，但是由上式中二氧化氮的光解循 環(huán)可知并不會生成多余的臭氧，因此臭氧的生成一定有其他來源， 應有其他途徑使 NO 轉變成 NO2，才可以累積臭氧濃度。
（2）碳氫化合物(VOC)的影響 
影響光化反應的碳氫化合物主要為反應性有機氣體的光化學反應來完成。在(1)式中所產(chǎn)生的氧原子會和大氣中的碳氫化合物 反應(碳氫化合物以 HC 作代表)，可產(chǎn)生一系列的反應性自由基。 如下式所示：
HC + OH→ R + H2O                                               (4)
O3 + HC → RCHO + RO +HCO                                      (5)
R + O2   → ROO                                               (6)
ROO + NO→NO2+RO                                            (7)
大部分的碳氫化合物會與氧原子反應，所產(chǎn)生的自由基可有效將 NO 氧化成 NO2(式 7)而不用消耗臭氧，此時 NO2 又因光解產(chǎn)生 氧原子(O)，促進臭氧的增加；所產(chǎn)生的自由基又和碳氫化合物 產(chǎn)生更多的自由基，如此循環(huán)不已，導致光化學煙霧及臭氧濃度 增加。由前述可知氮氧化物(NOX)、揮發(fā)性有機物(VOCs)以及陽 光中的能量，是臭氧產(chǎn)生不可或缺的物質，NOX 可來自工廠及車 輛排放，VOCs  則大多來自石油化工及表涂工業(yè)，對于優(yōu)先削減NOX 或 VOCs 有其他文獻準則可以參考，不過經(jīng)驗上以削減 VOCs對臭氧濃度削減的成效較為顯著。
由臺灣學者研究所列出 VOCs物種 MIR 值排序為烯類( 乙烯、丙烯、 1-丁烯、1-戊烯、1-己烯)＞芳香族類(苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、 異丙苯、1,2,4-**苯、1,3,5-**苯)＞烷類(乙烷、丙烷、正丁烷、正戊烷、 正己烷、環(huán)己烷、正辛烷、正癸烷、異丁烷、2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、 2,2-二甲基丁烷)。詳見表1，MIR 數(shù)值越高臭氧生成潛勢越大，應 列入優(yōu)先削減或關注之 VOCs 種類。
表1 大臭氧生成資料反應性尺度表(MIR)
化合物MIR化合物MIR化合物MIR化合物MIR
甲基乙二醇14.83-壬烯4.61,3,5-三乙基環(huán)己烷1.72,2,5-**基己烷0.97
13-丁二烯10.9β-蘋烯4.42,3,4-**基戊烷1.62-甲基庚烷0.96
1,3,5-**基苯10.11-己烯4.42,5-二甲基己烷1.6四氫萘0.94
反-2-丁烯10丙炔4.12-甲基戊烷1.52,2,4-**基戊烷0.93
正-2-丁烯101-庚烯3.53-甲基戊烷1.52,2-二甲基丁烷0.82
甲基亞硝酸鹽9.5α-蘋烯3.32,4-二甲基戊烷1.5正庚烷0.81
丙烯9.4甲萘3.32,4-二甲基己烷1.5二甲基醚0.77
異戊二烯9.1Base ROG Mixture3.13-甲基己烷1.43,3-二甲基戊烷0.71
1,2,3-**基苯8.9甲基環(huán)己烷2.8異戊烷1.38甲基第三丁醇0.62
1-丁烯8.9甲苯2.7乙醇1.34正辛烷0.6
1,2,4-**基苯8.8乙基苯2.72,4-二甲基庚烷1.33甲醇0.56
2-戊烯8.8正丁醇2.73,5-二乙基庚烷1.33丙酮0.56
間二甲苯8.21-辛烯2.72,2,3-**基丁烷1.32正壬烷0.54
環(huán)戊烯7.71,3-二甲基環(huán)戊烷2.52,3-二甲基戊烷1.31異丙醇0.54
乙烯7.4環(huán)己烷2.42,3-二甲基己烷1.31異丁醇0.54
甲醛7.2烷基酚2.3環(huán)戊烷1.28乙炔0.5
2-己烯6.7正丙醇2.32,6-二乙基辛烷1.23丙烷0.48
對二甲苯6.6乙基環(huán)戊烷2.3異丁烷1.21正癸烷0.46
鄰二甲苯6.51-乙基-4-甲基環(huán)己烷2.34-甲基庚烷1.2正十一烷0.42
C3乙醛6.5異丙基苯2.2C4酮1.18苯0.42
2-甲基-2-丁烯6.4苯乙烯2.2萘1.17第三丁醇0.42
1-戊烯6.2乙二醇2.24-乙基庚烷1.13正十二烷0.38
3-甲基-1-丁烯6.21-壬烯2.2酚1.12新戊烷0.37
環(huán)己烯5.7正丙基苯2.12-甲基己烷1.08正十三烷0.35
乙醛5.5乙基第三丁醚22,3-二甲基丁烷1.07正十四烷0.32
2-庚烯5.5s-Butylbenzene1.9正戊烷1.04乙烷0.25
異丁烯5.3乙基環(huán)己烷1.9正丁烷1.02Carbon Monoxide0.054
3-辛烯5.31,3-二乙基-5-甲基環(huán)己烷1.93,4-丙基庚烷1.01甲烷0.015
2,3-二甲萘5.1甲基環(huán)戊烷1.83-甲基庚烷0.99安息香醛-0.57
2-甲基-1-丁烯4.91,3-二乙基環(huán)己烷1.8正己烷0.98
2、環(huán)保監(jiān)管需求分析 
2010 年國務院發(fā)布的《關于推進大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作改善區(qū)域空氣質量的指導意見》（國辦發(fā)〔2010〕33 號），強調(diào)了 VOCs 污染防治的重要性； 
2011 年環(huán)保部發(fā)布《重點區(qū)域大氣污染防治規(guī)劃（2011-2015 年）》，把 VOCs 污染納入 政府考核指標； 
2012 年環(huán)境保護部下發(fā)環(huán)發(fā)[2012]54 號文件，《關于加強化工園區(qū)環(huán)境保護工作的意見》， 將工業(yè)園區(qū)的環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控預警和環(huán)境風險應急能力建設等任務欄為環(huán)保工作的重點； 
2013 年第 31 號文件《揮發(fā)性有機物（VOCs）污染防治技術政策》；要求積極開展 VOCs摸底調(diào)查、制修訂重點行業(yè) VOCs 排放標準和管理制度等文件、加強 VOCs 監(jiān)測和治理、推廣使 用環(huán)境標志產(chǎn)品等措施，到 2015 年，基本建立起重點區(qū)域 VOCs 污染防治體系；到 2020 年，基本實現(xiàn) VOCs 從原料到產(chǎn)品、從生產(chǎn)到消費的全過程減排； 
2014年環(huán)境保護部印發(fā)了《石化行業(yè)揮發(fā)性有機物綜合整治方案》的通知(環(huán)發(fā)177號)，通知要求2017年7月1日前，建成國內(nèi)石化行業(yè)VOCs監(jiān)測監(jiān)控體系，建立VOCs管理體系。企業(yè)應將VOCs的治理與監(jiān)控納入日常生產(chǎn)管理體系。廠界安裝特征污染物環(huán)境監(jiān)測設施，并與當?shù)丨h(huán)境保護主管部門聯(lián)網(wǎng)。
2015 年國務院發(fā)布《中華人民共和國大氣污染防治法》，以法律強調(diào)了環(huán)境大氣監(jiān)測治理的必要性。 
2015年環(huán)保部發(fā)布了《石油化工污染物排放標準》及《石油煉制工業(yè)污染物排放標準》，標準規(guī)定了石油化工及石油煉制工業(yè)內(nèi)工業(yè)園區(qū)廠界污染物的排放標準，為廠界監(jiān)測提出了要求。
2016由吉利園區(qū)監(jiān)測站數(shù)據(jù)顯示，本區(qū)域主要引起空氣**的首要污染物為臭氧，降低臭氧濃度以VOCs管制為主，由于本區(qū)對于VOCs監(jiān)控長期空白，急需設置在線自動VOCs監(jiān)測系統(tǒng)，建立本區(qū)VOCs污染種類成分及濃度數(shù)據(jù)庫，供制定相關政策參考依據(jù)。VOCs在線監(jiān)測系統(tǒng)在工業(yè)園區(qū)的解決方案進口VOC分析儀
2016中石化開發(fā)項目環(huán)評統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，本區(qū)域H2S總量已達園區(qū)涵容總量上限，急需對本區(qū)域大氣中H2S進行長期連續(xù)監(jiān)測，由監(jiān)測數(shù)據(jù)厘清本區(qū)大氣質量中H2S濃度現(xiàn)況，以供政策制定參考科學依據(jù)。臭氧生成原因探討
不同的有機化合物在光氧化反應中有不同反應速率，且后對臭氧生 成影響亦不同。在碳氫化合物中，以烯烴物，芳香烴物，長鏈的烷烴物， 及醛類物，它們與氫氧自由基之反應速率大，容易參與光化學反應，促成 臭氧的生成。利用增量反應性之理論有「增量反應性」與「大增量反應 性」兩種可評估有機化合物光化學活性的大小，在此引用大增量反應法 (MIR)。
光化學煙霧與臭氧的前驅物(precursors)包括揮發(fā)性有機碳化物(VOCs)及氮氧化物(NOX)，而一般常以非甲烷碳氫化合物(NMHC)等同于 VOC。由 于 VOCs 的來源非常復雜，且不同的物種參與光化學反應的活性不同，故 其排放來源與排放數(shù)量的掌握十分困難，碳氫化合物(VOC)，經(jīng)過一系列的 光化學反應所形成衍生性的二次污染現(xiàn)象，可由下列的反應方程式說明：
（1）NO2的光解循環(huán)
二氧化氮為光化學煙霧產(chǎn)生的前驅物種之一，NO2的光解離反應被視為臭氧形成或累積的起始步驟：
NO2   ＋ hν→ NO  ＋O                                     （1）
O + O2 + M  → O3 + M (N2，O2，another third molecule)          （2）
O3 + NO  → NO2 + O2                                         （3）
臭氧的產(chǎn)生需要 NO2  的存在，但是由上式中二氧化氮的光解循 環(huán)可知并不會生成多余的臭氧，因此臭氧的生成一定有其他來源， 應有其他途徑使 NO 轉變成 NO2，才可以累積臭氧濃度。
（2）碳氫化合物(VOC)的影響 
影響光化反應的碳氫化合物主要為反應性有機氣體的光化學反應來完成。在(1)式中所產(chǎn)生的氧原子會和大氣中的碳氫化合物 反應(碳氫化合物以 HC 作代表)，可產(chǎn)生一系列的反應性自由基。 如下式所示：
HC + OH→ R + H2O                                               (4)
O3 + HC → RCHO + RO +HCO                                      (5)
R + O2   → ROO                                               (6)
ROO + NO→NO2+RO                                            (7)
大部分的碳氫化合物會與氧原子反應，所產(chǎn)生的自由基可有效將 NO 氧化成 NO2(式 7)而不用消耗臭氧，此時 NO2 又因光解產(chǎn)生 氧原子(O)，促進臭氧的增加；所產(chǎn)生的自由基又和碳氫化合物 產(chǎn)生更多的自由基，如此循環(huán)不已，導致光化學煙霧及臭氧濃度 增加。由前述可知氮氧化物(NOX)、揮發(fā)性有機物(VOCs)以及陽 光中的能量，是臭氧產(chǎn)生不可或缺的物質，NOX 可來自工廠及車 輛排放，VOCs  則大多來自石油化工及表涂工業(yè)，對于優(yōu)先削減NOX 或 VOCs 有其他文獻準則可以參考，不過經(jīng)驗上以削減 VOCs對臭氧濃度削減的成效較為顯著。
由臺灣學者研究所列出 VOCs物種 MIR 值排序為烯類( 乙烯、丙烯、 1-丁烯、1-戊烯、1-己烯)＞芳香族類(苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、 異丙苯、1,2,4-**苯、1,3,5-**苯)＞烷類(乙烷、丙烷、正丁烷、正戊烷、 正己烷、環(huán)己烷、正辛烷、正癸烷、異丁烷、2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、 2,2-二甲基丁烷)。詳見表1，MIR 數(shù)值越高臭氧生成潛勢越大，應 列入優(yōu)先削減或關注之 VOCs 種類。VOCs在線監(jiān)測系統(tǒng)在工業(yè)園區(qū)的解決方案進口VOC分析儀.
表1 大臭氧生成資料反應性尺度表(MIR)
化合物 MIR 化合物 MIR 化合物 MIR 化合物 MIR
甲基乙二醇 14.8 3-壬烯 4.6 1,3,5-三乙基環(huán)己烷 1.7 2,2,5-**基己烷 0.97
13-丁二烯 10.9 β-蘋烯 4.4 2,3,4-**基戊烷 1.6 2-甲基庚烷 0.96
1,3,5-**基苯 10.1 1-己烯 4.4 2,5-二甲基己烷 1.6 四氫萘 0.94
反-2-丁烯 10 丙炔 4.1 2-甲基戊烷 1.5 2,2,4-**基戊烷 0.93
正-2-丁烯 10 1-庚烯 3.5 3-甲基戊烷 1.5 2,2-二甲基丁烷 0.82
甲基亞硝酸鹽 9.5 α-蘋烯 3.3 2,4-二甲基戊烷 1.5 正庚烷 0.81
丙烯 9.4 甲萘 3.3 2,4-二甲基己烷 1.5 二甲基醚 0.77
異戊二烯 9.1 Base ROG Mixture 3.1 3-甲基己烷 1.4 3,3-二甲基戊烷 0.71
1,2,3-**基苯 8.9 甲基環(huán)己烷 2.8 異戊烷 1.38 甲基第三丁醇 0.62
1-丁烯 8.9 甲苯 2.7 乙醇 1.34 正辛烷 0.6
1,2,4-**基苯 8.8 乙基苯 2.7 2,4-二甲基庚烷 1.33 甲醇 0.56
2-戊烯 8.8 正丁醇 2.7 3,5-二乙基庚烷 1.33 丙酮 0.56
間二甲苯 8.2 1-辛烯 2.7 2,2,3-**基丁烷 1.32 正壬烷 0.54
環(huán)戊烯 7.7 1,3-二甲基環(huán)戊烷 2.5 2,3-二甲基戊烷 1.31 異丙醇 0.54
乙烯 7.4 環(huán)己烷 2.4 2,3-二甲基己烷 1.31 異丁醇 0.54
甲醛 7.2 烷基酚 2.3 環(huán)戊烷 1.28 乙炔 0.5
2-己烯 6.7 正丙醇 2.3 2,6-二乙基辛烷 1.23 丙烷 0.48
對二甲苯 6.6 乙基環(huán)戊烷 2.3 異丁烷 1.21 正癸烷 0.46
鄰二甲苯 6.5 1-乙基-4-甲基環(huán)己烷 2.3 4-甲基庚烷 1.2 正十一烷 0.42
C3乙醛 6.5 異丙基苯 2.2 C4酮 1.18 苯 0.42
2-甲基-2-丁烯 6.4 苯乙烯 2.2 萘 1.17 第三丁醇 0.42
1-戊烯 6.2 乙二醇 2.2 4-乙基庚烷 1.13 正十二烷 0.38
3-甲基-1-丁烯 6.2 1-壬烯 2.2 酚 1.12 新戊烷 0.37
環(huán)己烯 5.7 正丙基苯 2.1 2-甲基己烷 1.08 正十三烷 0.35
乙醛 5.5 乙基第三丁醚 2 2,3-二甲基丁烷 1.07 正十四烷 0.32
2-庚烯 5.5 s-Butylbenzene 1.9 正戊烷 1.04 乙烷 0.25
異丁烯 5.3 乙基環(huán)己烷 1.9 正丁烷 1.02 Carbon Monoxide 0.054
3-辛烯 5.3 1,3-二乙基-5-甲基環(huán)己烷 1.9 3,4-丙基庚烷 1.01 甲烷 0.015
2,3-二甲萘 5.1 甲基環(huán)戊烷 1.8 3-甲基庚烷 0.99 安息香醛 -0.57
2-甲基-1-丁烯 4.9 1,3-二乙基環(huán)己烷 1.8

正己

烷

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