挥发性有机溶剂使用过程中甲苯逸散预测模型构建与防控

朱 铭

（苏州市吴江区盛泽镇综合行政执法和安全生产监督管理办公室，江苏 苏州 215228）

摘  要：为了精准预测化工涂覆过程中甲苯逸散趋势，以盛泽镇某功能性涂层企业为案例，结合实际生产工况，构建了融合源强释放与浓度扩散的多因素耦合预测模型，提出了涵盖源头控制、过程调控与末端治理的系统性防控措施。研究结果表明，该模型可实现逸散浓度动态预判，智能通风系统有效响应浓度峰值，源头减排与末端治理协同作用显著降低了车间环境甲苯浓度及排放水平，为挥发性有机物治理提供了可复制、可量化、可落地的技术路径。

关键词：甲苯逸散；挥发性有机物；预测模型；防控措施

0 引言

甲苯作为常见溶剂广泛应用于涂层工艺，但其挥发逸散问题严重，不仅造成环境污染，还威胁操作人员健康。现有研究多聚焦于逸散浓度监测，缺乏系统性预测模型。本文结合实际生产数据，构建基于多因素耦合的甲苯逸散预测模型，旨在实现逸散趋势的精准预判，为源头控制与过程优化提供科学依据。

1 项目概况

盛泽镇某纺织后整理企业主要从事功能性涂层材料生产，其核心工艺采用甲苯作为主要溶剂，通过涂覆方式完成基材表面处理。该生产线年处理量达5万t，甲苯年消耗量约为1.2x10t，占溶剂总用量的65%。根据现场监测数据，车间内甲苯平均逸散浓度为120mg/m³，局部区域甲苯峰值浓度可达350mg/m³，远超《工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素》（GBZ2.1—2019）规定的50mg/m³标准限值。逸散主要发生在涂覆工位和溶剂回收环节，其中涂覆过程逸散量占总量的72%，回收系统泄漏占比18%。现有控制措施（如局部排风装置）因缺乏精准预测，导致响应滞后，难以有效抑制瞬时高浓度逸散。

为解决这一问题，构建基于多参数耦合的甲苯逸散预测模型，通过量化温度、风速、溶剂挥发性等关键因素的影响，实现逸散趋势的动态预判，为优化通风设计和工艺参数提供数据支撑。

2 甲苯逸散预测模型构建

2.1 甲苯逸散影响因素

甲苯逸散过程涉及液相蒸发、气相扩散和边界层传质等复杂机理，其逸散强度取决于环境温度梯度、空气流动状态及溶剂自身挥发特性的交互作用。温度升高会增强分子热运动，使更多甲苯分子获得逃逸液面所需动能，而车间内风场分布则决定了蒸气云团的迁移路径和稀释程度。涂覆工艺中雾化效应形成的微小液滴群极大增加了气液接触界面，加之甲苯较低的表面张力使其易于从基材表面解吸。基于传质理论和边界层方程，构建多因素耦合影响模型，如式（1）所示。该模型量化了驱动力、扩散阻力和流动状态对逸散过程的综合影响。

……