燃煤揮發(fā)性有機(jī)物采樣系統(tǒng)改進(jìn)與評(píng)價(jià)

曹清泉，徐靜穎，呂 越

(1.華中科技大學(xué) 煤燃燒國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430074；2.華中科技大學(xué) 能源與動(dòng)力工程學(xué)院，湖北 武漢 430074)

0 引 言

揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)長期存在環(huán)境中，不僅危害人類[1]，也可通過參與大氣光化學(xué)反應(yīng)[2-4]，引發(fā)大氣環(huán)境問題(如光化學(xué)煙霧等)[5-6]。追溯VOCs的來源，可將其分為自然源與人為源，其中控制人為源排放更具有效性。人為源排放的VOCs總量中約88%來自固定源[7]，燃煤源占固定源的43.8%[8]，是VOCs的主要來源之一。GARCIA等[9]、FERNNDEZ-MARTNEZ等[10]、YAN等[11]、徐靜穎[12]、史曉宏等[13]對(duì)燃煤電廠VOCs進(jìn)行采樣測量，發(fā)現(xiàn)脂肪烴、芳香烴以及含氧化合物為燃煤源VOCs主要排放物種，總質(zhì)量濃度在0.1～10.0 mg/m3[14]。其中，丙酮、甲苯、正己烷等主要成分的質(zhì)量濃度在0.649～2.736 mg/m3[15]。雖然我國產(chǎn)能結(jié)構(gòu)持續(xù)改善，但據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局初步核算，2019年煤炭消耗量仍占能源消費(fèi)總量的57.7%[16]，我國以煤為主的能源結(jié)構(gòu)在短期內(nèi)不會(huì)改變。然而，燃煤過程化學(xué)反應(yīng)復(fù)雜，產(chǎn)生的煙氣具有高溫、高濕及高塵的特殊性，煙氣中的VOCs具有成分復(fù)雜、單一物種濃度較低等特點(diǎn)，均為采樣分析過程帶來極大困難。因此，燃煤行業(yè)亟需建立相應(yīng)的VOCs采樣分析方法，基于該法得到實(shí)際燃煤電廠VOCs的排放情況，為后續(xù)減排提供參考。

現(xiàn)有燃煤VOCs采樣分析方法主要分為離線分析法和在線連續(xù)分析法[17]。相較于在線連續(xù)分析法，離線分析法采樣捕集手段更多(包括氣袋、采樣罐和吸附管等采樣手段)，涉及的VOCs種類更廣泛，測試方法及定性定量數(shù)據(jù)更標(biāo)準(zhǔn)、成熟。其中，吸附管采樣分析手段因攜帶保存方便、適用于低濃度采樣等優(yōu)勢常應(yīng)用于燃煤電廠VOCs采樣分析。……