大氣(qì)環境中揮發性有機廢氣治理技(jì)術分析
來源:久久国产av環保 發布(bù)時間:2021-11-30
揮發性有機物是指在常溫下,沸點50 ~ 260 ℃的各種有機化合(hé)物,簡稱VOCs。含有揮發性有機物的廢氣即為揮(huī)發性有機(jī)廢氣。主要形態為揮發性和有機物兩個部分。主(zhǔ)要成分包括苯係物、有(yǒu)機氯化物、氟利昂係列、有機酮、胺、醇、醚、酯、酸和(hé)石油(yóu)烴化(huà)合物等。產生途徑為人們日常活動及企業生產過程、日常生活有加油站油氣的揮發、裝(zhuāng)修塗料的晾幹過程和(hé)酒精等日常的消毒等;企業生產過程產量較大,包(bāo)括(kuò)噴塗、印刷、有機溶劑清洗作業等,大量使用揮發性有機(jī)溶劑。VOCs 對人的健康影響較大,容(róng)易引發人體(tǐ)畸變和癌變,屬於大氣防治的主要內容。
揮發性有機廢氣帶來的危害
室內危害指汙染氣體的濃度超(chāo)標,人長時間(jiān)處於含有(yǒu)揮發性有機廢氣的(de)室內環境中,就會出現惡心、四肢乏力和頭疼等感(gǎn)覺,嚴重時還會出現記憶力下降、抽搐,甚(shèn)至昏迷,其(qí)會導致人體肝腎與神經係(xì)統受到(dào)嚴重損傷。
室外危害分為直接與(yǔ)間接危害。其(qí)中,直接危害對人體健康與植物生長帶來影(yǐng)響;間接危害(hài)給氣(qì)候環境帶來危害。大(dà)氣中的揮發性有機廢氣增加,容易形成光化(huà)學反應,導致霧霾天氣的產生,損害人體機能且發生病變。植物受到的危害體現在以下方麵:硫化(huà)物(wù)與氟化物等有害物質含量急劇上升,可導致植物發病(bìng)、枯萎、死亡,農作物的產量與農(nóng)產品的質量將受到(dào)巨大影響;同時對氣(qì)候環(huán)境也有影響,可導致空氣渾濁,遮擋陽(yáng)光,地麵光照輻射(shè)下降,動植物生長(zhǎng)的光合作用不足。而微粒對水汽有凝結核作用,從而導致降水量加大,氣候(hòu)環境發生變化。
源頭(tóu)防控(kòng)
*先,在工業(yè)生(shēng)產中,生產高含量揮發性有機化合物(wù)原料的企業,特別是石油化工、煤炭加工(gōng)等(děng)行業,應注重生產技(jì)術(shù)的優化和完善,加強先進清潔生產技術的研究,提(tí)升原材料的轉化率與利用率(lǜ),研發並采(cǎi)用新技術,逐步(bù)響(xiǎng)應*標準,生產出揮發性有機化合物含量較低並符(fú)合客戶需要的原料產品。生產過程需(xū)要注意車間的(de)密閉,並做好設備與生產管(guǎn)線組建的檢查與維護工作,閥門、泵體、材料存儲、法蘭、運輸裝置等均屬於易泄露設備與組(zǔ)件,要避免管(guǎn)線組件損傷而導致廢氣泄露的情況出現(xiàn),從源頭減少揮發性有(yǒu)機廢氣的產生量。
對於噴塗、印刷等以含高(gāo)揮發性有機溶劑(jì)為原輔材料的幾大行業,將(jiāng)揮發性有機物產品作為生(shēng)產企業的原料時,除了做好全程防止廢氣外(wài)泄的情況出現之外,還應選用新的生產工藝,選用(yòng)低揮發性新原(yuán)料代替原(yuán)來使用的高含量揮發性(xìng)有機廢(fèi)氣的生產原料用於生(shēng)產。
其次,做好揮發性有機廢(fèi)氣的監測(cè)工作,加大排放監控力度,將大氣環境汙染減少。生態環境部門要做好監(jiān)督和引導,按照規範監測(cè)揮發性有(yǒu)機廢氣,做好揮發性有機廢氣治理(lǐ)設備(bèi)的維護和日常管理,不斷完善和規範管理製度,保證揮發(fā)性有(yǒu)機廢氣的治理設備設施與儀器設備(bèi)正常高(gāo)效運行。例如,近年來,針對(duì)高VOCs 產生的幾大行(háng)業出台製(zhì)定的“一企一(yī)策”方針(zhēn),要求企業提標改造老舊廢氣處(chù)理設施,削減企業廢氣排放總量,督促(cù)企業加速轉型。出台(tái)的政(zhèng)策收(shōu)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。既要注重對揮發性有機廢氣排放方(fāng)麵的(de)宣傳與引導,又要引(yǐn)導企業做好生(shēng)產(chǎn)技術(shù)與(yǔ)設備的升級改造(zào),注(zhù)重清潔生(shēng)產技(jì)術與設備的研發與應用,使揮發性有機物排放量得到有效控製。
二是注重業務培訓,不斷強化企業的環保意識(shí),召集行業企業參與揮發性有機(jī)廢氣治理(lǐ)技術(shù)與案例分析培訓會,強化揮發性有機廢氣治理先進技術的宣傳和典(diǎn)型治理案例的分析,講解和學習(xí)行業大氣汙染排放標準(zhǔn),做好企業揮發性有機廢氣治理(lǐ)的部署。
三是各企業在生產現場做好對產品和生產裝置(zhì)以及工藝特(tè)點的排查,采用檢測儀器,做好生產現場的溯源(yuán),對揮發性有機廢氣的來源進行(háng)精準定位(wèi),並結合排查的問題做好對其(qí)的整改,以在生產過(guò)程中(zhōng)強化其(qí)的(de)規避,確保揮發性有機廢(fèi)氣在(zài)“源頭防控(kòng)、過(guò)程管理、末端治理”的治理模式下得到(dào)高效防治。
末端治理
回收技術
吸收技術
吸收技(jì)術是對揮發性有機廢氣進行回收的技術,將不易揮發的液體作為吸收劑(jì),利用其(qí)所(suǒ)具(jù)有的吸收(shōu)功(gōng)能,借助吸收裝置來回收揮發性有機廢氣(qì)。在回收過程中,借助(zhù)組分溶解度和化學反應間的差異,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(tǐ)介質的吸附劑所具有微孔結構(gòu),將揮發性有機廢氣的吸(xī)附質吸附在表麵,廢氣中(zhōng)的目標物質與主體得以分離(lí)。吸附塔設施有兩套,分別為1#、2#。*先是揮(huī)發性有機(jī)廢氣從風機進入1#吸附塔中吸附。1# 吸附塔的吸附飽和,就會(huì)切換(huàn)到2# 吸附塔中繼續吸附,此(cǐ)時(shí)的1# 吸附塔脫(tuō)附和再生(shēng)。其間不斷進行交替操作,揮發(fā)性有機廢氣得以連續處理。常見的吸附劑是活性炭和沸石。其中(zhōng),活(huó)性炭吸附是*為常見的吸附(fù)技術。利用活性(xìng)炭吸(xī)附(fù)揮發性有機廢氣,飽和之後活性炭脫離吸附進行再生,有機廢氣在吹脫之後開展催化燃燒,將揮發性(xìng)有(yǒu)機廢氣的有(yǒu)害物質銷毀(huǐ),並轉化成無害物質(zhì)。再生的活性炭還能實施二次利用,活性炭的作用得到(dào)有效發揮。在(zài)吸附過程中,應統計活性炭(tàn)吸附能力,若活性炭吸附能(néng)力存在明(míng)顯下降的情況,應將活性(xìng)炭及時地(dì)更換(huàn)或者再生活性炭。置換後(hòu)得(dé)到的活性炭為危險廢物,很多有害(hài)物(wù)質(zhì)在其內部存儲,對其實施專項處理,委托有相關處置資質的單位進行回收,避免二次汙染。
在進行吸(xī)附回(huí)收時,應注重各項工藝參數的(de)控製,以達到良(liáng)好的處理(lǐ)效果(guǒ)。吸附溫度應超(chāo)過(guò)40 ℃。當采(cǎi)用顆粒(lì)吸附劑時,其氣流速度大於0.6 m/s;當(dāng)采用纖維狀吸附劑時,其氣流速度大於0.15 m/s;當采用蜂窩狀吸附劑時(shí),其氣流速度大於1.2 m/s。顆粒(lì)物含(hán)量應大於1 mg/m3。就吸附單元壓力損(sǔn)失而言,采用纖維狀吸(xī)附劑時,其損失在4 kPa 之下(xià),采用其他形狀(zhuàng)的吸附劑時,其損失在2.5 kPa 之下;就脫附溫度而言,水蒸氣再生、熱空氣再生、分子篩吸附劑的脫附溫度分別是低於140、120、200 ℃。
冷凝技術
冷凝技術針對一定濃度下的有機蒸汽形成的揮發性有機廢氣,強行進(jìn)行降溫(wēn)處(chù)理,以確保揮發性(xìng)有機廢氣中的有機物(wù)蒸汽濃度得到維持,飽和蒸汽(qì)氣壓比其組(zǔ)分分壓值要低,從而將其組(zǔ)分凝結為液體,廢氣(qì)內的組分(fèn)分壓值得到減(jiǎn)少,達到分離(lí)氣體(tǐ)的目的。一(yī)般而言,揮發性有機(jī)廢氣(qì)冷凝後形成的液體所需方法采(cǎi)取冷卻和壓縮兩種(zhǒng)相結合的方式進行處理。當揮發性有機廢氣(qì)的濃度較高時,采取冷凝技術做好對其的預處理、回收。
銷毀技術
燃(rán)燒技術
燃燒技術(shù)借助有(yǒu)機(jī)氣相(xiàng)汙(wū)染物容易燃燒的特(tè)點,進行燃燒,將廢氣轉變成無機小分子,對揮發性有機(jī)廢氣進行分解。根據廢氣(qì)有機物(wù)的濃(nóng)度大小,可采(cǎi)取(qǔ)直接燃燒、吸附脫附燃燒或者(zhě)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%。
在燃燒技(jì)術中,RTO 技術的應用較為成熟和廣泛,這一技術(shù)將高溫環境作為處理的前提,並通過化學反應將可燃揮發(fā)性有機廢氣轉化成等量的(de)氧化物和水。利用RTO 技術處理揮發性有機廢氣(qì)時(shí)釋放的熱量被蓄熱式熱力氧(yǎng)化爐吸收後,RTO 自身運(yùn)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(chāo)過95% 時,揮發性有(yǒu)機廢氣分解率往往超過(guò)99%。蓄熱式熱力氧化爐結構簡單,其中的切換閥提升了RTO 的靈活性,人們還(hái)能結合實際而采(cǎi)取針對性的熱回收方式。
催化燃燒技術利用催化劑在低溫情(qíng)況下對揮(huī)發性有機廢氣進行完全氧化(huà),有效地對工業(yè)揮(huī)發性有機廢氣進行淨化處理,在化工、噴漆、塗料等行業中(zhōng)得到應(yīng)用。其中(zhōng),*為關鍵的就是催化燃燒設備的選擇,催化燃燒設備通常(cháng)包含預(yù)熱、催化燃燒、煙道、電加熱(rè)和廢熱回收等裝置。另外,要做好催化劑的選擇,稀土催化劑的催化效果較好,催化過程更安全。在利用設備進行催(cuī)化(huà)處理時,揮發性有機廢氣在高溫環境下與空(kōng)氣混合容易引起爆炸,在催化燃燒(shāo)淨化中做好有機物與空氣配比的(de)控製(zhì),確保配比始(shǐ)終處於爆炸範圍的下限。在(zài)具體的處理中,應注重以下技術參數的控製:催化燃(rán)燒(shāo)裝置內的揮發性有機廢氣溫(wēn)度(dù)應低於400 ℃;催化床的溫度應控製在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(zhī)下,壓(yā)力損失應保持在2 kPa 以下。
除了上述燃燒技術外,還可以采取吸附濃縮催化技術,這(zhè)一技術是將吸附技術和催化燃燒技術進(jìn)行有機結合。*先利用(yòng)活性炭吸附揮發性有機廢氣,吸附飽(bǎo)和之後,淨化設備停止吸附,再(zài)利用設(shè)備熱氣流在活性(xìng)炭中將揮發性有機廢氣脫離,活(huó)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(chéng)之(zhī)前的幾十倍,再將其送入(rù)催(cuī)化燃燒室中進行催化燃燒,得到二氧化(huà)碳與水。揮發性有機廢氣的濃度達到一(yī)定程度,器就可以在催化床上燃(rán)燒,而燃燒形成的氣體基本處於吸附(fù)床中(zhōng),成為活性炭脫附所需的熱(rè)氣流,隻有少量排入大氣中,熱能得到多次利用(yòng)。
生物技術
生(shēng)物處理技(jì)術屬於一種新型技術,在利(lì)用其(qí)治理揮(huī)發性有機廢氣時,人們可以借助生物降解的方式來處理。有的微生物在汙染物中有著較強(qiáng)的(de)適應力,所以可以將有機物作為微生物的養料進(jìn)行新陳代(dài)謝,從(cóng)而降解揮發性有機廢氣中的化合物。該法不僅安全性較強,而且便於(yú)操作,不會形成二次(cì)汙染,對所需的設備要求不高,經濟性較強,目前在我國得到逐步發展,在低濃度與惡臭治理中得到有效應用。在(zài)處理過程中,微生物的(de)成長養分靠有機物,將揮發性有(yǒu)機廢氣中的有機物進行轉化和分解後,形成水與二氧化碳,從而有效地將揮發性有機廢氣對大氣環境帶來的汙染降低。在利用(yòng)這一方法對揮發性(xìng)有機廢(fèi)氣進(jìn)行(háng)治理(lǐ)時,為確保治理效果得到提升,廢(fèi)氣中(zhōng)的汙染物如何由氣相被(bèi)捕捉至液相是關鍵,直接影響去除(chú)效率。人們必須考慮(lǜ)填料層的碰撞密度和吸(xī)收液(yè)的選(xuǎn)擇添(tiān)加(jiā),捕捉下來的揮發性有機廢氣再(zài)被微(wēi)生(shēng)物(wù)分解成水與二氧化碳。運行過程做好生(shēng)物處理係統的指(zhǐ)標控製,在具體(tǐ)進(jìn)行控製時,結合指(zhǐ)標內容來確(què)定控製標準。就填料溫(wēn)度而言,一般控製在25 ~ 43 ℃,空塔停留時間(jiān)一(yī)般超過9s,係統濕度保持在40% ~ 60%,營養物質主要有BOD、N、P,三者的比例為(wéi)100∶5∶1,pH 介於4 ~ 10。
結(jié)語
本研究(jiū)基於“源頭(tóu)防控、過程管理(lǐ)、末端治理”的思(sī)路,對揮(huī)發性有機廢氣的治(zhì)理(lǐ)模式進行了梳理,注重揮發性有機廢(fèi)氣的全程化防治(zhì),以確保揮發性有機廢氣的治理成效得(dé)到(dào)提升。