大氣環境中揮發性有機廢氣治理(lǐ)技術分析
來源:www.17c.com91嫩草環保 發布時間:2021-11-30
揮發性有機物是指在常溫下,沸點50 ~ 260 ℃的各種有(yǒu)機化合物,簡(jiǎn)稱(chēng)VOCs。含有揮發性有機物的廢氣即為揮發性(xìng)有機廢氣。主要形態為揮發性和有機物兩個部分。主要成分包括(kuò)苯係物、有機氯化物、氟(fú)利昂係列、有(yǒu)機酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油(yóu)烴化合物等。產生途徑為人們日常活動及企業生產過程、日常生活(huó)有加油站油氣的揮發、裝(zhuāng)修塗(tú)料的晾幹過程和酒(jiǔ)精等日常的消毒等;企業生(shēng)產過程產量較大,包括噴(pēn)塗、印刷、有機溶劑清洗作業等,大量使用揮發性有機溶劑(jì)。VOCs 對人的健(jiàn)康影響較大,容(róng)易引(yǐn)發人體畸變和癌變,屬於大氣防治的主(zhǔ)要(yào)內容。
揮發性有機廢氣帶來的危害
室內危害(hài)指汙染氣體的濃度超標,人長時間處於含有揮發性有機廢氣的室內環境中(zhōng),就會出現惡心、四肢(zhī)乏力和頭疼等感覺,嚴重時還會出現記憶力下(xià)降、抽搐,甚至昏迷,其會導致人體肝腎(shèn)與神(shén)經(jīng)係統受到嚴重損傷(shāng)。
室(shì)外(wài)危害分為(wéi)直接與間接危害。其中,直接(jiē)危害對人(rén)體(tǐ)健康與植物生長帶來影響;間接危害給氣候環境帶來危害。大氣中的揮發性有機廢氣增加,容易形成光化學反應,導致霧霾天(tiān)氣(qì)的產生,損害人體機能且發生病(bìng)變。植物受到的危害體(tǐ)現在以下方麵(miàn):硫化物(wù)與氟化物等有害物質含量急劇上升,可導致植物發病、枯萎、死亡(wáng),農作物的產量與農產品的質量將受到巨大影響;同(tóng)時(shí)對氣候環境也有影響,可導致空氣渾濁,遮擋陽光,地麵光照輻射下降(jiàng),動植(zhí)物生長的光合作用不足。而微(wēi)粒對水汽有凝(níng)結核作用,從而導致(zhì)降水量加(jiā)大,氣候環境發生變化。
源頭防控(kòng)
*先,在工業生產中,生產高含量揮發性有(yǒu)機(jī)化合物原料的企業(yè),特別是(shì)石油化工、煤(méi)炭加工等行業,應注重生產技術的優化和完(wán)善,加強先進清(qīng)潔生產技術的研究,提升原材料的轉化率與利用率,研發並采用新技術,逐步響應*標準,生產出揮發性有機化合物含量較低並符合客戶需要的原料產品。生產(chǎn)過程需要注意車間的密閉,並做好設(shè)備與(yǔ)生產管線組建(jiàn)的檢查與維護(hù)工(gōng)作,閥門、泵體(tǐ)、材料(liào)存儲(chǔ)、法蘭、運輸裝置等均屬於易泄露設備與組件,要避免管線(xiàn)組件損傷而導致廢氣泄露的情況出現,從源頭減少揮發性有機廢氣的產(chǎn)生(shēng)量。
對於噴塗、印刷(shuā)等以含高揮發性有機溶劑為原輔材料的幾大行業,將揮發性(xìng)有機物產品作為生產企業的(de)原料時,除了做好(hǎo)全程防(fáng)止廢氣外泄的情況出(chū)現之外,還應選用新(xīn)的生產工藝,選用低揮發性新(xīn)原料代替原來使用的高含量揮發性有機廢氣的生產原料用於生產。
其次,做好揮發性(xìng)有機廢氣的監測工作,加大排放監控(kòng)力度,將大氣環境汙染減少。生態環境部門要做好監督和引(yǐn)導,按照規範監測揮發性有機廢氣,做好揮發性有機廢氣治理設備的維護和日常管理(lǐ),不斷完(wán)善和規範管理製度,保(bǎo)證揮發性有機廢氣的治理設備設施與(yǔ)儀器設備(bèi)正常高效(xiào)運行。例如,近年來,針對高VOCs 產生的幾大行業出台製定(dìng)的“一企一策”方針,要求企(qǐ)業(yè)提(tí)標(biāo)改造老舊廢氣(qì)處理(lǐ)設施,削減企業廢氣排放總量,督促(cù)企業(yè)加速轉型。出台的政策收到了明顯的效果,空氣質量得到極大的改善。
過程管理
一是注重工業清潔生產技術的優化。既(jì)要注重對(duì)揮發性有機(jī)廢氣(qì)排放方麵的宣傳與引導,又要引導企(qǐ)業做好生產技術與設備(bèi)的升級改造,注重清潔生產技(jì)術與設備的研發與應用,使(shǐ)揮發性有(yǒu)機物排放量得到有效控製。
二是注重業務培訓,不斷強化企業的(de)環保意識,召集行業企業(yè)參與揮發性有機廢氣治(zhì)理技術與案(àn)例分析培訓會,強化揮發(fā)性有機廢氣(qì)治理先進技術的宣傳和典型治理案例(lì)的分(fèn)析,講解和學習行(háng)業大氣汙染排放標準,做好企業揮(huī)發性有機廢氣治理的部(bù)署。
三是各企業在生產現場做好對產品和生產裝置以及工藝特點(diǎn)的(de)排查,采用檢測儀器,做好生產現場的溯源,對揮發性有機廢氣的(de)來源進行精準定位,並(bìng)結合(hé)排查的問題做好對其的整改,以在生產過程中強化其的規避,確保揮發性有機廢氣(qì)在“源頭防控、過程管理、末端治理”的(de)治理模式下得到(dào)高效防治。
末端治理
回收技術
吸收技術
吸(xī)收技術是對揮發性有機廢氣進行回收的技術,將不(bú)易揮發的液體作為吸收劑,利(lì)用其所具有的吸收功能,借助吸收裝置來回收揮發(fā)性有機廢氣。在回收過(guò)程中,借(jiè)助組分溶解度和化(huà)學反應間的差異,揮發性有機廢氣的有害組分可以得到充分吸收。
吸附技術
吸附技術采用固體介質的吸附劑所具(jù)有微孔結(jié)構(gòu),將揮發性有機(jī)廢氣的吸附質吸附在表麵,廢氣中的目標物質(zhì)與主體得以分離。吸附(fù)塔設施有兩套,分別為1#、2#。*先是揮發性有機廢(fèi)氣從風機進入1#吸附(fù)塔中吸附。1# 吸附塔的(de)吸附飽和,就會切換到2# 吸附塔中繼續吸附,此時的1# 吸附塔脫附和再生。其間不(bú)斷進行交替操作,揮發性有機廢氣得以連續處理。常(cháng)見的(de)吸附劑是活性(xìng)炭(tàn)和沸石。其中,活(huó)性炭吸附是*為常見的吸(xī)附技(jì)術。利用活性炭吸(xī)附揮發(fā)性有機廢氣,飽和之後活性炭脫離吸附進行再生(shēng),有機廢氣在(zài)吹脫之後開展催(cuī)化(huà)燃燒,將揮發性有機廢(fèi)氣的有害物質(zhì)銷毀,並轉化成無害物質。再生的活性炭還能(néng)實施二次利用,活性炭的作用得到有效發揮。在吸附過(guò)程中,應統計活性炭吸附能力,若活性炭吸附能力存在明顯下降的(de)情況,應將活性炭及時地(dì)更換或者再生活性炭。置換後得到的活(huó)性炭為危險廢物,很(hěn)多有害物質(zhì)在其內部存儲,對其(qí)實施專項處理,委(wěi)托有相關處置資質的單位進行(háng)回收(shōu),避免二(èr)次汙染。
在進行吸附回收時,應注重各項工(gōng)藝參數(shù)的控製,以達到(dào)良好(hǎo)的處理效果。吸(xī)附溫度應超過(guò)40 ℃。當采用(yòng)顆粒吸附劑時(shí),其氣(qì)流速度(dù)大於0.6 m/s;當采用纖維狀(zhuàng)吸附劑時,其氣流速度(dù)大於0.15 m/s;當采用蜂窩狀吸附劑時,其氣流速度大於1.2 m/s。顆粒物含量應大於1 mg/m3。就(jiù)吸附單元壓力損失(shī)而言,采用纖維狀吸附劑時,其損失在4 kPa 之下,采用其他形狀的吸(xī)附劑時,其損(sǔn)失在2.5 kPa 之下(xià);就脫附溫度(dù)而言,水蒸氣再生、熱(rè)空氣再生、分子篩吸附劑的脫附溫度分別是低於140、120、200 ℃。
冷凝技術
冷凝技術針對一定(dìng)濃度下的有機蒸汽形成的揮發性有機廢氣,強行進行降溫處理,以確保揮發性有機廢氣中的有機物蒸(zhēng)汽濃度得(dé)到維(wéi)持,飽和蒸汽氣壓比其組分分壓值要低,從而將其組分凝結為液體,廢氣內(nèi)的組分分壓值得(dé)到減少,達到分離氣體的目的。一般而言,揮(huī)發性有機(jī)廢氣冷凝後形成的液體所需方法(fǎ)采取冷卻和壓縮兩種相(xiàng)結合的方式進行處理。當揮發性有機廢(fèi)氣的濃度較高時,采取冷凝(níng)技術做好對其的預處理、回收。
銷毀技術
燃燒技術
燃燒技術借助有機氣相汙染物容易燃燒的特點,進行燃燒,將廢氣轉變成無(wú)機小分子,對揮發性有機(jī)廢氣進行分解。根據廢氣有機物的濃度大小,可采取直接燃燒、吸附脫附燃燒或者催化燃燒等方式,將揮發性有機廢氣中的汙染物進行有效清除,清除率往往超過95%。
在燃(rán)燒技術中(zhōng),RTO 技(jì)術的應用(yòng)較(jiào)為成熟和廣泛(fàn),這一技(jì)術將高溫環境作為處理的前提,並通過化學反應將(jiāng)可燃(rán)揮發性有(yǒu)機廢氣轉化成等量的氧化物和水。利用RTO 技術處理揮發(fā)性有機廢氣時釋放的熱量被蓄熱式熱力氧化爐吸收後(hòu),RTO 自身運行對能源的消耗降低,而且對有機廢氣的分解率得到提升。當RTO 熱回收(shōu)率超過95% 時,揮發性有機(jī)廢(fèi)氣分解率往往超(chāo)過99%。蓄熱(rè)式熱力氧化爐結構簡單,其中的切(qiē)換(huàn)閥提升了RTO 的(de)靈活性,人們還能(néng)結(jié)合實際而采取針對性的熱回收方式。
催化燃燒技術利用催化劑在(zài)低溫(wēn)情況下對揮發性有(yǒu)機廢氣進行完全氧化,有效地對工(gōng)業揮發性(xìng)有機(jī)廢氣(qì)進行淨化處理,在(zài)化工、噴漆、塗料等行業中得(dé)到應用。其中,*為關鍵的就(jiù)是催(cuī)化燃燒(shāo)設備的選擇,催化燃燒設備通常包含預熱、催化燃燒、煙(yān)道、電加熱和(hé)廢熱回收等裝置。另外,要做(zuò)好催化劑的選擇,稀土催化劑(jì)的催化效果較好,催化過程更安全(quán)。在利(lì)用設備進行催化處理時,揮發性(xìng)有機廢(fèi)氣在高(gāo)溫環境下與空氣(qì)混合容易引起爆炸,在催化燃燒淨化中做(zuò)好有機物(wù)與空氣配比的控製,確保(bǎo)配(pèi)比始終處於(yú)爆炸範圍的(de)下限(xiàn)。在具體的處(chù)理中,應注重以下技術參數的控製:催化燃燒裝置內的揮發性有機廢氣溫度(dù)應低於400 ℃;催化床的溫(wēn)度應控製在250 ~ 350 ℃;催化燃燒裝置內的顆粒物含量應保持在10 mg/m3 之下;換向閥泄漏率應控製在0.2% 之下,壓力損失應保持在2 kPa 以下。
除(chú)了上述燃燒技術(shù)外,還可以采(cǎi)取吸附濃縮催化技術,這一技術是將吸附技術和催(cuī)化燃燒技術進行有機結(jié)合。*先利用活性炭吸附揮發性有機廢氣,吸附飽和之後,淨化設備停止吸(xī)附,再利用設備熱氣流在活性炭中將揮發性有機廢氣脫離,活性炭再生後便能再次利用,而揮發性有機廢氣脫附後,濃縮成之前的幾十倍,再將其送入(rù)催(cuī)化燃(rán)燒室中進行催化燃燒(shāo),得到二(èr)氧化(huà)碳與水。揮發性有機廢氣的濃度達到一定程度,器就可以在催化床上燃燒,而燃燒形成的氣體基本(běn)處於吸附床中,成為活(huó)性(xìng)炭脫附所需的熱(rè)氣流,隻有少量排入大氣中,熱能得(dé)到多次利用。
生物技術
生物處理技術屬於一(yī)種新型技術,在(zài)利(lì)用其治理揮發性有機廢氣時,人(rén)們可以借助生物降解(jiě)的方式來處理。有的微生物在汙染物中有著較強的(de)適應力,所以可以將有機物作為微生物的養料進行新陳代謝,從而降解揮發性(xìng)有機廢氣中的化合物。該法不僅安全性較強,而且便於操作,不會(huì)形成二次汙染,對所需的設備要求(qiú)不高,經濟性(xìng)較強,目前在我國(guó)得到逐步發展,在低濃度與惡臭(chòu)治理中得到有效應(yīng)用。在處理過程中,微生物的成長(zhǎng)養分靠有機物,將揮發性有機廢氣中的(de)有機物進行轉化和分解後,形成水與二氧化碳(tàn),從而有效地將揮發性有機廢氣對大氣環(huán)境帶(dài)來的汙染(rǎn)降低。在利用這一方法(fǎ)對揮發性有(yǒu)機廢氣(qì)進行治理(lǐ)時,為(wéi)確保治理效果得到提升,廢(fèi)氣中的汙染物如何(hé)由氣相被捕捉至液相是關鍵,直接(jiē)影響(xiǎng)去除效率。人們必須考慮填料層的碰撞密度和吸收液(yè)的選擇(zé)添(tiān)加,捕捉下來的揮發(fā)性有機廢氣再被微(wēi)生(shēng)物分解成水與二(èr)氧化(huà)碳。運行過程做好生物處理係統的指標控製(zhì),在具體進行控製時,結合指標內容來確定控製標準。就填料溫度而言,一般控製在25 ~ 43 ℃,空塔(tǎ)停(tíng)留時間一般超過9s,係統濕度保(bǎo)持在40% ~ 60%,營養物質主要有BOD、N、P,三者的比例為100∶5∶1,pH 介於4 ~ 10。
結語
本研究基於“源頭防控、過程管理、末端治理”的思路(lù),對揮發(fā)性(xìng)有機(jī)廢氣的(de)治理模式進行了(le)梳(shū)理,注重揮發性有機(jī)廢氣的全程化防治,以確保揮發性有機廢氣的治理成效得到提升。