污染源挥发性有机物源成分谱数据的获取方法

技术领域

本发明涉及污染源挥发性有机物领域。更具体地说，本发明涉及污染源挥发性有机物源成分谱数据的获取方法。

背景技术

污染源挥发性有机物(英文简称为VOCs)成分谱可有效反映不同排放源之间的差异，对于物种排放清单的建立至关重要，也为受体模型和空气质量模型提供必要的基础数据。获取重点污染源成分谱对大气污染成因研究和污染防控对策制定具有重要意义。

工业污染源VOCs排放形式包括排放筒有组织和无组织排放，污染源生产工艺及原料类型也复杂多样，给行业VOCs源成分谱的建立增加了难度。现有报道的工业污染源VOCs源成分谱研究成果虽多，但由于缺乏统一的行业VOCs源成分谱建立方法，现有成果质量参差不齐，普遍存在以下问题：一是使用局部排放环节的源成分谱代表整个污染源排放特征，全面性欠缺；二是使用各排放环节的源成分谱简单加和平均代表整个污染源排放特征，忽视了不同排放环节排放强度差异。

因此，如何对污染源各VOCs排放工序中有组织和无组织VOCs源成分谱进行科学分类和量化结合，是建立行业VOCs源成分谱的关键科学问题，目前尚无研究学者开展相关讨论。因此，如何实现污染源VOCs源成分谱的准确表征，是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例的一个目的是解决上述问题，并提供后面将说明的优点。

本申请实施例提供了一种污染源挥发性有机物源成分谱数据的获取方法，包括：

确定待测工艺涉及的n个原料类型子工艺，n大于或者等于1；获取每个原料类型子工艺对应的待测原料单元；根据每个原料类型子工艺的待测原料单元确定对应的待测挥发性有机物组分集合；根据每个原料类型子工艺的待测挥发性有机物组分集合获取在有组织排放环节对应的挥发性有机物有组织排放成分谱数据；根据每个原料类型子工艺的待测挥发性有机物组分集合获取在无组织排放环节对应的挥发性有机物无组织排放成分谱数据；根据每个原料类型子工艺的挥发性有机物有组织排放成分谱数据和挥发性有机物无组织排放成分谱数据获取对应的第一综合源成分谱数据；根据所有原料类型子工艺的第一综合源成分谱数据获取待测工艺对用的第二综合源成分谱数据。

本发明实施例能够实现的有益效果包括：

与现有技术采用局部排放环节或采用简单算术平均法获取特定生产工艺的VOCs源成分谱相比，本发明实施例综合考虑了不同排放环节的排放方式和排放强度、不同原料类型的VOCs贡献情况等，对源成分谱数据进行科学分类和量化结合，得到的第二综合源成分谱数据，更能准确表征污染源VOCs源成分谱特征。综上，本发明实施例提供的方法能够提高获取到的污染源VOCs源成分谱数据的准确性，从而使得建立的污染源VOCs源成分谱更加准确。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本申请实施例的污染源挥发性有机物源成分谱数据的获取方法的一个流程示意图；

图2为本申请实施例的污染源挥发性有机物源成分谱数据的获取方法的另一个流程示意图；

图3为本申请实施例的污染源挥发性有机物源成分谱数据的获取方法的另一个流程示意图；

图4为本申请实施例的污染源挥发性有机物源成分谱数据的获取方法的另一个流程示意图；

图5为本申请实施例的污染源挥发性有机物源成分谱数据的获取方法的另一个流程示意图；

图6为本申请实施例的污染源挥发性有机物源成分谱数据的获取方法的另一个流程示意图；

图7为本申请实施例的污染源挥发性有机物源成分谱数据的获取方法的另一个流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

本申请实施例中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。还需要说明的是，本申请中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。再者，术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

除以上所述外，仍需要强调的是，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

如图1所示，本申请实施例提供了一种污染源挥发性有机物源成分谱数据的获取方法，包括步骤S101-S107：

S101、确定待测工艺涉及的n个原料类型子工艺。

需要说明的是，原料主要指的是待测试企业的用于加工产品的原材料，在对这些原材料加工的过程中，会产生挥发性有机物。原料具体可以是涂料、油墨、胶粘剂、稀释剂、润湿液和清洗剂等。原料类型可以是水性型、溶剂型、光固化型等。具体地，待测工艺涉及的原料类型子工艺，可以通过市场调研获得。示例性地，待测工艺可以是生产工艺，例如印刷行业的凹版印刷工艺、家具制造行业的木制家具涂装工艺等。确定待测工艺后，则可以进一步进行确定原料类型子工艺。具体地，以待测工艺为凹版印刷工艺为例，n可以为2，相应地，n个原料类型子工艺包括水性原料类型工艺和溶剂型原料工艺两种。

S102、获取每个原料类型子工艺对应的待测原料单元。

在确定原料类型子工艺后，就可以根据原料类型子工艺确定待测试企业。具体来说，待测企业可以选取1家或者多家，待测企业的生产工艺需要包含待测工艺的n个原料类型子工艺。

需要说明的是，每个原料类型子工艺对应的待测原料单元m(m大于或者等于1)个原料。例如当m大于1时，溶剂型原料工艺对应的待测原料单元可以包括涂料、油墨、胶粘剂、稀释剂等多个原料。关于待测原料单元的具体选择，本领域技术人员可以根据实际情况而定。譬如说，待测企业在生产作业中存在的溶剂型原料有涂料、油墨、胶粘剂、稀释剂四种，但是确定待测原料单元时，可以从中选择涂料、油墨、胶粘剂这三个。

总的来说，对于每个原料类型子工艺的待测原料单元所包含的每个原料，均是待测企业在生产作业中实际使用的原料。在某些实施例中，溶剂型原料工艺对应的待测原料单元包括涂料、油墨、胶粘剂、稀释剂，那么涂料、油墨、胶粘剂、稀释剂这几种原料便都是待测企业在生产作业中实际使用的原料，并且可能会产生相应的挥发性有机物。

S103、根据每个原料类型子工艺的待测原料单元确定对应的待测挥发性有机物组分集合。

通过原料的主要成分调研，确定对应的待测挥发性有机物组分集合。例如当待测原料单元的原料包含油墨时，油墨在企业加工过程中，就容易产生甲苯、乙酸乙酯、异丙醇等挥发性有机物，所以据此可以确定待测挥发性有机物组分集合需要包括甲苯、乙酸乙酯、异丙醇等物质。

每种原料的主要成分可以通过物料的MSDS(Material Safety Data Sheet)，即化学品安全技术说明书调研获取。在某些实施例中，待测挥发性有机物组分集合需涵盖但不限于通过MSDS获取的原料的挥发性有机物。

容易理解的是，每个原料类型子工艺的待测挥发性有机物组分集合需要根据对应的待测原料单元中的所有原料进行综合确定。例如在某些示例中，溶剂型原料对应的待测原料单元包括A、B、C等多个原料时，就需要根据A、B、C这三个原料综合确定出对应的待测挥发性有机物组分集合。

在某些实施例中，当待测工艺是凹版印刷工艺时，n个原料类型子工艺具体可以包括水性型原料凹版印刷工艺和溶剂型原料凹版印刷工艺两种，水性型原料凹版印刷工艺的待测原料单元包括溶剂和稀释剂，溶剂型原料凹版印刷工艺的待测原料单元也包括溶剂和稀释剂。在此基础上，溶剂型原料凹版印刷工艺的待测原料单元的待测挥发性有机物组分集合包含的挥发性有机物组分，可以如下表1所示；水性型原料凹版印刷工艺的待测原料单元的待测挥发性有机物组分集合包含的挥发性有机物组分，也可以如下表1所示。

表1

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S104、根据每个原料类型子工艺的待测挥发性有机物组分集合获取在有组织排放环节对应的挥发性有机物有组织排放成分谱数据。

挥发性有机物有组织排放成分谱数据具体如何根据待测挥发性有机物组分集合获取，本领域技术人员可以根据现有技术实现，不过在某些实施例中，也可以按照如下方式实现：

具体地，以水性原料类型工艺的挥发性有机物有组织排放成分谱数据的获取为例，包括以下步骤F1-F4：F1、在待测企业挥发性有机物的排气筒处进行有组织排放环节的采样，得到水性原料类型工艺对应的第一检测样品；F2、测试所述待测挥发性有机物组分集合中各待测挥发性有机物组分在第一检测样品中的含量；F3、根据各待测挥发性有机物组分的含量获取各待测挥发性有机物组分在第一检测样品中的权重；F4、根据所有待测挥发性有机物组分的权重获取对应的挥发性有机物有组织排放成分谱数据。

示例性地，在表1所示实施例的基础上，获取的挥发性有机物有组织排放成分谱数据可以参见表2所示。

表2

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S105、根据每个原料类型子工艺的待测挥发性有机物组分集合获取在无组织排放环节对应的挥发性有机物无组织排放成分谱数据。

挥发性有机物无组织排放成分谱数据具体如何根据待测挥发性有机物组分集合获取，本领域技术人员可以根据现有技术实现，不过在某些实施例中，也可以按照如下方式实现：

具体地，以水性原料类型工艺的挥发性有机物无组织排放成分谱数据的获取为例，包括以下步骤G1-G4：G1、在待测企业的挥发性有机物无组织逸散区域进行无组织排放环节的采样，得到水性原料类型工艺对应的第二检测样品；G2、测试所述待测挥发性有机物组分集合中各待测挥发性有机物组分在第二检测样品中的含量；G3、根据各待测挥发性有机物组分的含量获取各待测挥发性有机物组分在第二检测样品中的权重；G4、根据所有待测挥发性有机物组分的权重获取对应的挥发性有机物无组织排放成分谱数据。

示例性地，在表1所示实施例的基础上，获取的挥发性有机物无组织排放成分谱数据也可以参见表2所示。

S106、根据每个原料类型子工艺的挥发性有机物有组织排放成分谱数据和挥发性有机物无组织排放成分谱数据获取对应的第一综合源成分谱数据。

S107、根据所有原料类型子工艺的第一综合源成分谱数据获取待测工艺对应的第二综合源成分谱数据。

根据上述第二综合源成分谱数据即可以建立相应的第二综合源成分谱。可见，应用本发明实施例的方法建立待测工艺(生产工艺)VOCs源成分谱的过程中，在主要排放环节和化学组分的基础上，进行源成分谱数据的采集分析；根据污染源VOCs排放特点，对源成分谱进行有组织和无组织归类，并通过排放量权重获取待测工艺对应原料类型子工艺的VOCs源成分谱数据；进一步通过待测工艺的不同原料类型子工艺VOCs贡献权重，对源成分谱数据进行量化集合，获取该生产工艺综合的VOCs源成分谱。

与现有技术采用局部排放环节或采用简单算术平均法获取特定生产工艺的VOCs源成分谱相比，本发明实施例综合考虑了不同排放环节的排放方式和排放强度、不同原料类型的VOCs贡献情况等，对源成分谱进行科学分类和量化结合，得到的第二综合源成分谱数据，更能准确表征污染源VOCs源成分谱特征。综上，本发明实施例提供的方法能够提高获取到的污染源VOCs源成分谱数据的准确性，从而使得建立的污染源VOCs源成分谱更加准确。

在一些实施例中，具体地，如图2所示，步骤S106包括以下步骤S301-S305：

S301、获取每个原料类型子工艺在有组织排放环节对应的挥发性有机物有组织排放量权重；

S302、获取每个原料类型子工艺在无组织排放环节对应的挥发性有机物无组织排放量权重；

S303、计算每个原料类型子工艺的挥发性有机物有组织排放成分谱数据和挥发性有机物有组织排放量权重的第一源成分谱数据乘积；

S304、计算每个原料类型子工艺的挥发性有机物无组织排放成分谱数据和挥发性有机物无组织排放量权重的第二源成分谱数据乘积；

S305、将每个原料类型子工艺的第一源成分谱数据乘积和第二源成分谱数据乘积相加，得到对应的第一综合源成分谱数据。

具体地，以n个原料类型子工艺中第k(k大于等于1，且小于或者等于n)个原料类型子工艺为例，其对应的第一综合源成分谱数据可以按照以下公式(1)计算：

SP

其中，SP

需要说明的是，挥发性有机物有组织排放量权重和挥发性有机物无组织排放量权重，可以优先基于实际测试工艺的VOCs排放量计算并权重获取；在缺乏测试工艺的VOCs排放量核算数据时，可参考现有的文献研究成果或经验值。

示例性地，在表2所示实施例的基础上，获取的挥发性有机物有组织排放贡献权重和挥发性有机物无组织排放量权重可以参见表3所示。

表3

在表3所示实施例的基础上，关于溶剂型原料凹版印刷工艺和水性型原料凹版印刷工艺，获取的第一综合源成分谱数据可以参见表4所示。

表4

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在一些实施例中，如图3所示，步骤S301、获取每个原料类型子工艺在有组织排放环节对应的挥发性有机物有组织排放量权重；包括步骤S401-S403：

S401、获取每个原料类型子工艺在有组织排放环节对应的挥发性有机物有组织排放量；

S402、获取每个原料类型子工艺对应的挥发性有机物排放总量；

S403、根据每个原料类型子工艺的挥发性有机物有组织排放量和挥发性有机物排放总量的比值，得到对应的挥发性有机物有组织排放量权重。

更具体地，在某些实施例中，n个原料类型子工艺中，第k个原料类型子工艺的挥发性有机物有组织排放量权重和挥发性有机物无组织排放量权重可以按照下式(2)计算：

WT

其中，E

关于表3实施例的挥发性有机物有组织排放贡献权重和挥发性有机物无组织排放量权重，可以根据表5所示的挥发性有机物有组织排放量、挥发性有机物无组织排放量和挥发性有机物排放总量进行计算。

表5

在一些实施例中，如图4所示，步骤S302、获取每个原料类型子工艺在无组织排放环节对应的挥发性有机物无组织排放量权重；包括步骤S501-S503：

S501、获取每个原料类型子工艺在无组织排放环节对应的挥发性有机物无组织排放量；

S502、获取每个原料类型子工艺对应的挥发性有机物排放总量；

S503、根据每个原料类型子工艺的挥发性有机物无组织排放量和挥发性有机物排放总量的比值，得到对应的挥发性有机物无组织排放量权重。

更具体地，在某些实施例中，n个原料类型子工艺中，第k个原料类型子工艺的挥发性有机物无组织排放量权重可以按照下式(3)计算：

WT

其中，E

在表1-3所示实施例的基础上，关于溶剂型原料凹版印刷工艺和水性型原料凹版印刷工艺，获取的挥发性有机物无组织排放量可以参见表5所示。容易理解的是，挥发性有机物有组织排放量、挥发性有机物无组织排放量和挥发性有机物排放总量是在同一个统计期内计算的。统计期可以根据实际需要预设，例如1个月，2个月或者1年等。

在一些实施例中，如图5所示，步骤S401、获取每个原料类型子工艺在有组织排放环节对应的挥发性有机物有组织排放量；包括步骤S601-S604：

S601、获取每个原料类型子工艺中挥发性有机物在有组织排放环节中排气筒出口的排放浓度：

S602、获取每个原料类型子工艺中挥发性有机物在有组织排放环节中排气筒出口的排放流量：

S603、获取每个原料类型子工艺中待测原料单元在统计期内的生产时间；

S604、根据每个原料类型子工艺的排放浓度、排放流量和生产时间的乘积得到对应的挥发性有机物有组织排放量。

更具体地，在某些实施例中，n个原料类型子工艺中，第k个原料类型子工艺的挥发性有机物有组织排放量可以按照下式(4)计算：

E

其中，C

在一些实施例中，每个原料类型子工艺的挥发性有机物无组织排放量等于挥发性有机物排放总量和挥发性有机物有组织排放量之差。

具体地，n个原料类型子工艺中，第k个原料类型子工艺的挥发性有机物无组织排放量可以通过以下式(5)计算：

E

在一些实施例中，如图6所示，步骤S402、获取每个原料类型子工艺对应的挥发性有机物排放总量；包括步骤S701-S704：

S701、获取统计期内每个原料类型子工艺中使用待测原料单元的所有原料后挥发性有机物的总产生量；

S702、获取统计期内每个原料类型子工艺中使用待测原料单元的所有原料后挥发性有机物的回收总量；挥发性有机物的回收总量具体指的是，待测企业在使用待测原料单元的所有原料并进行回收利用后形成的，主要包括进入到已生产产品中的挥发性有机物的含量和通过回收措施从而再利用所形成的挥发性有机物的含量；

S703、获取统计期内每个原料类型子工艺对应的废气处理治理设施对挥发性有机物的去除量；示例性地，废气处理治理设施可以是VOCs废气焚烧处理设施；

S704、根据挥发性有机物的总产生量和回收总量、去除量之差，获取每个原料类型子工艺对应的挥发性有机物排放总量。

更具体地，n个原料类型子工艺中，第k个原料类型子工艺对应的挥发性有机物排放总量可以按照下式计算：

E

其中，E

进一步地，第k个原料类型子工艺中使用待测原料单元的所有原料后挥发性有机物的总产生量可以按照如下方法计算：

在第k个原料类型子工艺中，获取待测企业在生产作业过程中对于待测原料单元中每个原料的使用量；待测原料单元包括m个原料；

获取每个原料在使用过程中产生的挥发性有机物在对应原料中的使用占比；

计算每个原料的使用量使用占比的乘积，得到每个原料对应的挥发性有机物产生量；

将第k个原料类型子工艺中待测原料单元的所有原料的挥发性有机物产生量相加，得到将第k个原料类型子工艺中使用待测原料单元的所有原料后的挥发性有机物的总产生量。

更具体地，可以按照式(7)计算：

E

其中，W

关于原料i，需要说明的的是，原料i是指待测原料单元的m个原料中的第i个原料。假设待测原料单元包括3种原料，原料i指的是这3种原料中的第i种原料。

进一步地，n个原料类型子工艺中，第k个原料类型子工艺中使用待测原料单元的所有原料后挥发性有机物的回收总量，可以按照如下方法实现：

在第k个原料类型子工艺中，获取待测企业在生产作业过程中对于待测原料单元中每个原料的使用量；待测原料单元包括m个原料；

获取每个原料在回收作业中产生的挥发性有机物在对应原料中的回收占比；

计算每个原料的使用量和回收占比的乘积，得到每个原料对应的挥发性有机物回收量；

将第k个原料类型子工艺中待测原料单元的所有原料的挥发性有机物回收相加，得到将第k个原料类型子工艺中使用待测原料单元的所有原料后的挥发性有机物的回收总量。

更具体地，可以按照式(8)计算：

E

其中，W

关于原料j，需要说明的的是，原料j是指待测原料单元中的第j种原料。假设待测原料单元包括3种原料，原料j指的是这3种原料中的第j种原料。

进一步地，n个原料类型子工艺中，第k个原料类型子工艺对应的废气治理设施对挥发性有机物的去除量可以按照式(9)计算：

E

其中，C

在某些实施例中，n个原料类型子工艺中，第k个原料类型子工艺对应的废弃治理设施对挥发性有机物的去除量也可以按照式(10)计算：

E

其中，e为有组织排放环节对应的废气收集效率，是指挥发性有机物废气进入到废气收集设施的量与挥发性有机物废气总量的比值；η为有组织排放环节废气处理设施对应的废气治理效率，也即去除率，是指挥发性有机物通过废气处理设施时被存储或销毁的量与进入废气处理设施的挥发性有机物的总量的比值。

废气治理设施包括废气收集设施和废气处理设施，废气收集设施将收集到的挥发性有机物废气送入废气处理设施。

示例性地，关于用于计算表5中挥发性有机物排放总量的挥发性有机物的总产生量、挥发性有机物的回收总量、废气收集效率和去除率，可以参见表6所示。

表6

在一些实施例中，如图7所示，步骤S107、根据所有原料类型子工艺的第一综合源成分谱数据获取待测工艺对应的第二综合源成分谱数据，包括步骤S201-S203：

S201、获取每个原料类型子工艺的挥发性有机物的排放贡献权重。

在某些实施例中，步骤S201可以通过各工艺对应原料类型的市场消费结构占比及对应的VOCs综合含量水平核算获取。更具体地，获取n个原料类型子工艺中第k个原料类型子工艺的挥发性有机物的排放贡献权重，可以通过式11实现。

WT

其中，P

需要说明的是，不同工艺对应的原料产品市场消费结构占比可以来自市场调查、文献查询和行业协会调研，综合VOCs含量水平来自实测或经验值。

示例性地，在表1-6所示实施例的基础上，溶剂型原料凹版印刷工艺和水性型原料凹版印刷工艺，获取的排放贡献权重可以参见表7所示。

表7

S202、计算每个原料类型子工艺的贡献权重和第一综合源成分谱数据的综合源成分谱数据乘积。

S203、将所有原料类型子工艺的综合源成分谱数据乘积相加，得到待测工艺对应的第二综合源成分谱数据。

更具体地，待测工艺的第二综合源成分谱数据可以按照以下式12计算：

SP

其中，SP

示例性地，在表1-7所示实施例的基础上，获取的凹版印刷工艺的第二综合源成分谱数据可以参见表8所示。

表8

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尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。