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    栾志强:VOCs的减排途径、治理技术与存在的主要问题

    来源:传梦催化燃烧 整理发布   时间:2019-09-05

    栾志强:VOCs的减排途径、治理技术与存在的主要问题

    来源:《中华环境》 作者:栾志强

    摘要:VOCs减排是大气污染防治的重要任务,与其他大气污染物防治相比难度较大,这主要是由VOCs排放特性所决定的:VOCs的种类繁多,化学性质、物理性质差异大;排放行业多,排放条件相对复杂,需要不同的治理技术;排放源多,很多行业对无组织的排放进行收集很困难;VOCs易燃易爆,在进行治理的时候首先要考虑安全性问题。工业源VOCs减排的途径工业源VOCs的减排途径主要从三个方面进行考虑:源头替代、过程控制、末端治理。

    VOCs减排是大气污染防治的重要任务,与其他大气污染物防治相比难度较大,这主要是由VOCs的排放特性所决定的:VOCs的种类繁多,化学性质、物理性质差异大;排放行业多,排放条件相对复杂,需要不同的治理技术;排放源多,很多行业对无组织的排放进行收集很困难;VOCs易燃易爆,在进行治理的时候首先要考虑安全性问题。

      工业源VOCs减排的途径

    工业源VOCs的减排途径主要从三个方面进行考虑:源头替代、过程控制、末端治理。

    第一,从长远看,从源头上减少VOCs的使用量和排放量的潜力非常大,是VOCs减排根本性的途径。工业源排放最大的环节就是溶剂的适应环节,包括四个方面一一涂装、包装印刷、胶黏剂的使用和清洗,这四个方面可进行源头替代的潜力非常大。现在很多行业完全可以使用水性化的涂料进行替代,例如汽车行业的替代工作已经全面开展,北京市的几大汽车行业完成了水性涂料的替代工作,其他地方也正在进行。

    第二,在过程控制上,加强生产过程环节的控制是减少VOCs泄漏和无组织排放的主要途径。例如,在石化和化工等行业,要实现VOCs减排,首先需要一整套泄漏检测管理制度。现在全国各地包括一些炼油企业、大的石化企业在这方面已经做了大量工作。各地在VOCs的减排上首先抓的就是泄漏检测修复LDAR技术。在溶剂适应行业,像涂料生产、油墨生产等生产过程中,由于其生产过程的特殊属性,VOCs排放不可避免。在这些环节中,首先要对VOCs进行有效收集,收集不起来就无法进行治理,这是治理的前提。新《大气污染防治法》第45条明确规定,产生挥发性有机物废气的生产和服务活动应当在密闭空间中进行,对废气进行收集,收集以后进行治理,实在没法收集的,泄漏过程要采取一些措施减少其排放。

    第三,末端治理的问题。通过末端治理来实现达标排放是当前重点行业VOCs污染防治的主要任务。末端治理只是阶段性措施,但是现在由于存量非常大,不进行末端治理企业无法进行生产。在很多涉及到以VOCs为原料的生产过程中,VOCs排放是必然的,但排放了以后就必须进行治理,像油气回收、加油站、油库码头等都必须进行末端治理。

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      VOCs治理技术体系

    VOCs治理技术体系非常复杂,治理设施的运营要求和治理费用比较高,这也是目前推动起来比较困难的原因。当前,比较成熟的、主流的治理技术主要包括四类:吸附技术(包括吸附回收技术和吸附浓缩技术)、热力焚烧技术、催化燃烧技术、生物净化技术。前三类是国内外在VOCs治理里应用较多的。生物技术这几年发展也非常快,使用的行业也在不断拓展,相对于国外,国内相关企业的生物技术现在也基本跟上来了。还有一些辅助性治理技术,如吸收技术、冷凝技术、膜技术等等。辅助性治理技术并不意味着技术本身不重要,只是它的适用范围比较窄而已,但在某些情况下是必不可少的。

    从国内VOCs治理现状来看,最困难的还是低浓度的异味治理。低浓度的异味排放范围广、治理要求和费用非常高,但其治理技术和当前的主流技术相比尚不成熟。特别是这几年国内用的比较多的低温离子体技术、低温催化技术、催化技术、光氧化技术等,其中有些使用得很乱。由于基础研究工作欠缺,对技术的认识不足,造成技术选择缺乏针对性。实际上,VOCs治理所用到的往往是多种技术组合,大部分情况下都需要两种或者两种以上的技术组合才能够实现达标排

    放的要求。像低浓度废气,首先采用低浓度浓缩,吸附浓缩完了以后再用活性炭进行吸附回收,这是低浓度废气吸附回收的一条路子,在国内外用得也比较多。

      VOCs治理中存在的主要问题

    一是技术选择的问题。技术选择需要从两个方面考虑,即技术可行性和经济合理性。技术可行性主要考虑的是能不能实现达标排放;经济合理性是在实现达标排放的基础上,实现治理费用最低,包括一次性投资、运行费用都是最低的。在进行技术选择的时候,首先考虑的是污染物的浓度问题,对于高浓度的,能够回收的要回收,不能回收的可以进行焚烧;同样,对于中等浓度的气体有回收价值的一定要进行吸附回收,没有回收价值的可以进行焚烧处理,同时回收热能。比较复杂的是低浓度VOCs的治理,可以采用吸附浓缩加焚烧。目前低浓度VOCs的治理还是比较快的,但企业对现在的一些技术的认识还不足。所以,在进行治理的时候首先要清楚技术发展水平,然后进行选择。

    另外,污染物的详细分析是目前进行治理时容易忽略的一个问题。很多企业可能现在上了一个治理设备,像活性炭吸附设备,安装后发现问题了,最后发现是因为对污染物的成分没有搞清楚,一些高沸点的有机物被吸到活性炭上面下不来,活性炭就会失效。所以在进行技术选择的时候,首先要清楚污染物的成分,在必要的时候要进行现场实验,否则盲目安装造成的工程失败对企业损失非常大。

    第二,要重视净化工艺的总体设计。首先是排风系统的设计,这是VOCs治理的前提,排风系统是连接生产设备和末端治理设备的桥梁,排风系统设计不合理,排风量设计过大,对后续治理设备的费用就会提高。其次,废气的预处理工艺设计,包括调温、调湿、去除颗粒物等均要进行合理设计。

    第三,净化系统的安全性设计。目前,在这方面还没有一个规范可以供参考,这就造成一个问题——不同的厂家在设计同样的治理设备的时候没有规范作为参考,设备性能差别非常大。当前,净化系统的安全设计问题还没有引起足够的重视。焚烧设备、催化燃烧设备,甚至包括很多吸附设备,这几年发生安全事故的概率较高。实际上,在化工设备的设计中,已经有了非常严格和比较完善的安全设计规范要求,只要按照规范去设计就可以了,关键是要理解规范的含义,在进行设备设计的时候,要严格按照安全性设计规范来进行设计。

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