[00918386]基于排放源追踪及安全管理的有机废气全过程控制技术及应用

科技领域：该项目涉及石化、化工等行业安全环保、节能减排等科技领域。该行业常排放出大量VOCs(挥发性有机物，尤以油气为典型)，点多且分散，组分及浓度复杂且毒性不一，大部分高含水，国家对VOCs排放监控严格，VOCs回收及安全管理是亟待解决的问题。该项目在国家和省市等科技计划的支持下，面向不同有机废气排放及其危害的重大环境安全问题，开展了系统研究。 主要技术内容：(1)VOCs控制(回收)技术：开发了多种疏水性好、不可燃、易再生的硅基吸附材料。采用实验关联与分子模拟结合的方法，制备了多种ZIFs(沸石咪唑骨架化合物)，对烃类的吸附容量大于0.1g/g，分离因子最低为120，揭示了内在的吸附机理，填补了国内该方向研究的空白。发明了多种结构的吸附器及相应的油气回收方法。基于内嵌微通道结构及高导热的泡沫金属的吸附器，吸附容量增约5％，温升降约10％～15％；解吸真空度降8％～10％。吸附-解吸一体化旋转式吸附器，并利用微波加热及真空解吸，实现“双集成”，解吸率升0.5％以上，能耗降10％以上，投资降15％～20％。开发了太阳能光伏直流供电的冷凝-吸附回收技术及可调速的压缩机制冷系统和真空泵，优化三段式冷凝技术及系统参数，油气回收率达98.2％，太阳能制冷综合性能系数达0.2288，并体现双节能。(2)排放源追踪及安全管理：以油罐油气泄漏扩散为例，发明了损耗测试方法，创新性提出油气分子扩散、对流扩散的传质因子，借助数值模拟及自编软件，计算出对流扩散对装油总损耗的贡献率；针对复杂环境下气体扩散的时空特性，引入时空因子，快速准确计算气体瞬态泄漏扩散浓度分布，建立了GMS环境监测系统和泄漏扩散的可视化技术，构建了VOCs排放源追踪及安全管理的完整体系。(3)管理及设计软件：提出模块化设计、积木式组合的成套理念，设计出装卸油损耗评估模块和吸附、吸收、冷凝等分离模块及量化投资方案，开发出功能齐全的VOCs排放管理及工程设计软件，实现回收率、排放浓度、节能环保的高度统一和调优。开发出基于GIS的火灾风险预警与应急辅助决策系统，提升了油气等危化品突发事故应急处置的科学性、有效性，2至3分钟内即可制定科学详尽的事故应急救援方案。 突出成果：疏水性硅基吸附剂相比硅胶和活性炭，水吸附量分别降78.9％和36.7％，油气吸附量分别升187％和87％。油气回收装置回收率达到99％以上。系列软件解决业界回收工艺参数及设备选型难定、安全生产与事故应急决策管理滞后等技术瓶颈，降低研发及管理成本，提高技术水平和产业化效率，效益明显。出版专著3部，获行业优秀出版物二等奖2部、三等奖1部；授权发明专利13件、软件著作权7件；发表论文61篇，SCI/EI收录13/21篇。油气回收技术获省成果转化资金资助并实现产业化，各种装置广泛用于VOCs回收，近三年新增产值2.83亿元、利润6025万元、税收2177万元。