有机废气VOCs治理的难点与路径

BME柏美迪康之天下无霾 2020-05-21 16:43:50

在我国,挥发性有机物(VOCs)的总排放量巨大,VOCs不仅本身具有较强的毒性,而且还是影响区域大气复合污染的重要前体物和参与物。由于各行业原料、生产工艺不同,VOCs排放特点也大相径庭。因此长期以来,VOCs治理一直是我国大气污染防治的重点和难点。


今年开征的环保税已将苯、甲苯、苯乙烯等类型的VOCs纳入到征税范围之中,据最新发布的《北京市蓝天保卫战2018年行动计划》显示,环保将继续聚焦VOCs治理,将低排放区由六环路扩展至全市。此外,一些城市还制定了VOCs深度治理的专项工作方案,如果企业治理不达标将被列入停产黑名单。可见企业治理VOCs已经迫在眉睫。


治理难点

概括来说,VOCs治理难点主要集中在四方面,一是排放标准,二是监测技术,三是治理技术,四是政府管控。从污染方角度来看,主要体现在监测技术的成熟度,影响治理工作的深入开展;治理技术力量的不足,导致治理工作欠佳。为加强VOCs治理与管控,BME建议从监测和治理这两方面入手。


治理路径

建立VOCs监测监控体系



对于企业来说,可逐步配备自动监控或便携式VOCs监测仪。诸如BME自主研发的在线监测设备 VS6000(全称为“固定式氢离子火焰法非甲烷总烃在线监测系统” ),可广泛应用于工业过程及环境领域 VOC 总量及非甲烷总烃的排放监测,如石油化工,表面涂装,精细化工,家具制造,印刷,制药,半导体,造船,皮革加工,装饰材料,制鞋,废气处理,室内与环境空气检测等,监测因子包括THC,NMHC,CH4等,是上海市第一家通过计量认证的 FID 监测设备。


对于工业园区来说,需要重点解决污染溯源、多维取证、科学管控。BME“工业园区VOCs预警监测平台”正是基于这些需求出发,综合利用大气监测、环境大数据模型、云分析等方面的技术成果,实时、准确、快速、低成本地获得区域VOCs的来源、空间分布及其演变趋势。为管理部门进行污染溯源、治理方案的制定、源头控制、污染物传输通道分析、依法追责、多维取证、综合评估提供有效的数据支撑,从而提升管理部门VOCs综合监管能力,改善大气环境质量,提升城市形象。


BME“工业园区VOCs预警监测平台”的“物联网+云计算”的技术架构,通过前端TVOCs、颗粒物、环境空气污染物及环境气象要素的数据采集,实现VOCs污染源实时数据在线监测、现场监控、污染源超标报警、以及面向不同管理层的多种统计分析,执法人员可通过桌面设备,实施在线监控、统计分析、管理监督等工作。做到对VOCs污染治理有法可依、有据可依、科学管控。


治理路径二

强化VOCs治理技术

目前VOCs治理技术以处理结果来区分,分为回收与销毁两类。回收一般采用物理方法,常用技术包括吸附、吸收、冷凝和膜技术等,销毁是通过燃烧、生化反应将VOCs氧化分解为无毒或低毒物质。常用技术包括热力燃烧、催化燃烧、光催化、生物降解、等离子体技术等。


VOCs回收技术中,吸附法适用于处理中低浓度有机物,比如活性炭适合处理300-5000㎎/㎏的有机废气,吸收技术常用于处理高湿度(湿度>50%)气流,范围在500-5000㎎/㎏;冷凝法特别适用于处理浓度在10000㎎/㎏以上的废气;膜法也比较适合较高浓度的有机废气。目前吸附技术应用最为广泛 ,国内外研究也较多。


值得一提的是,BME“热氮气保护、分流冷凝”(CND)工艺创造性地解决了传统热气体脱附工艺中能量利用效率问题,而成为回收技术中的黑马,入选科技部、环保部2014年3月联合发布的《大气污染防治先进技术汇编》,被广泛推广应用。



BME CND工艺优势集中在七大方面:



对不同生产条件和不同的有机溶剂选择不同吸附剂和工艺,充分满足客户个性化需求。


选用高性能的吸附材料,实际工程单点吸附率可高达95%。


回收效率在90%以上,并可根据不同溶剂的性质和用户需求提供回收率高达95%以上的设备。


回收溶剂能达到生产使用品质,不存在二次水污染问题


适用于较高沸点有机污染物


总体能耗小、运营成本低


安全性能好,爆炸风险低

在VOCs销毁技术中,热力燃烧适用于净化有害组分浓度较高的可燃废气,催化燃烧适合硫磷硅等容易使催化剂中毒的VOCs气体。生物降解对于无回收利用价值、低浓度、生物可降解性好的废气处理效果好。等离子体与光催化技术适用范围较广泛,理论上对工业排气中的VOCs废气均可处理。现阶段,热力燃烧与催化燃烧是VOCs销毁技术的主流方向。光催化、生物降解、等离子体等技术在工程应用方面还处于起步阶段。


在实际应用中,由于VOCs废气成分多、性质复杂,也常应用组合工艺进行治理,不仅可以满足排放要求,同时可降低设备运行费用,如吸附+燃烧工艺。

吸附浓缩或者沸石转轮吸附浓缩,与催化燃烧或蓄热燃烧工艺组合,核心原理都是将大风量、低浓度的有机废气经过吸附-脱附过程转换成小风量、高浓度的有机废气,然后经过燃烧净化。


这种组合工艺可以处理有机废气种类包含苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、2-丁酮、乙酸丁酯、环己酮等。一般适用于有机物浓度1500mg/m3以下的大风量有机废气,废气中VOCs去除率可达90%以上,BME的去除率可达99%以上。

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