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我國VOCs處理技術及國外經驗介紹

作者: 来源: 日期:2018-5-3 16:31:39 人气:0

根據比較普遍的世界衛生組織的定義,揮發性有機物通常是指沸點50~260℃、室溫下飽和蒸氣壓超過133.132kPa的有機化合物,在常溫下以蒸汽形式存在于空氣中,包括烴類、鹵代烴、芳香烴、多環芳香烴等。

VOCs不僅會對人體健康産生危害,也是形成臭氧和PM2.5細顆粒物汙染的重要前體物。其主要來自于石油化工、包裝印刷、塗料、汽車制造、家具制造、船舶、醫藥等亚洲AV。據大部分研究結果統計,石化亚洲AV在VOCs排放源中站很大比例,是防治重點之一。

我國VOCs政策

雖然我國有關VOCs治理政策起步比較晚,但隨著對VOCs的重視,已經逐步頒布了一系列法律法規文件,尤其針對石化亚洲AV。

2010年,《關于推進大氣汙染聯防聯控工作改善區域空氣質量的指導意見》中在國家層面首次提出將揮發性有機物作爲重點大氣汙染物開展汙染防治;

2011年,《國家環境保護“十二五”規劃》,提出加強揮發性有機汙染物和有毒廢氣控制;

2012年,《重點區域大氣汙染防治“十二五”規劃》將VOCs列入控制指標;

2013年,環保部發布《揮發性有機物汙染防治技術政策》。國務院頒布《大氣汙染防治行動計劃》等,要求推進石化、有機化工、表面塗裝、包裝印刷等亚洲AV實施揮發性有機物綜合整治,同時將揮發性有機物納入排汙費征收範圍。同年,環保部還制定了《揮發性有機物汙染防治技術政策》;2014年,環保部發布《石化亚洲AV揮發性有機物綜合整治方案》;

2015年,陸續出台《石油煉制工業汙染物排放標准》和《石油化工工業汙染物排放標准》,並將揮發性有機物汙染防治寫入了2015版《大氣汙染防治法》中;2015年開始試行的《揮發性有機物排汙收費試點辦法》,石化亚洲AV和包裝印刷亚洲AV作爲試點亚洲AV;隨後北京、上海、廣州等14省相繼發布了地方揮發性有機物排汙收費細則;在石化亚洲AV開展泄漏檢測與修複技術改造,並限時完成加油站、儲油庫、油罐車的油氣回收治理;

2016年,《重點亚洲AV揮發性有機物消減行動計劃》規定,到2018年,工業亚洲AVVOCs排放量比2015年消減330萬噸以上;

2017年,在《“十三五”揮發性有機物汙染防治工作方案》中明確提出了,到2020年,建立健全VOCs汙染防治管理體系,實施重點地區、重點亚洲AVVOCs汙染減排,排放總量下降10%以上。此外,多地政府也出台了針對本地區及不同亚洲AV的VOCs減排工作方案。

石化亚洲AVVOCs治理技術

石化企业VOCs排放源主要来自石化装置设备与管阀件泄漏、各类贮罐的呼吸、装置尾气、油品装运挥发、废水处理系统逸散等无组织排放。因此对于石化亚洲AVVOCs治理技術主要分为源头、过程控制和末端治理。源头、过程控制包括改进工艺更换设备和防治泄露为主的预防措施,如泄露检测与修复(LDAR)技术;末端治理又可分为回收技術和销毁技术。

泄漏檢測與修複技術

泄漏檢測與修複(LDAR)技術是在常溫下實行,采用固定或者移動檢測設備(包括光離子化、非分散紅外等)對化工企業生産中可能會産生VOCs泄露的設備或空間源進行定期監測,來確認是否存在發生泄露的設備,最後通過修複超過超出一定濃度的泄露處,從而達到控制原料泄露對環境造成的影響。

回收技術

回收技術的目的是资源循环利用,主要方法有冷凝法、吸收法、吸附法等。当VOCs组分比较单一且具有回收价值时,采用冷凝法回收VOCs具有明显经济优势;吸收法是利用气体溶解度的不容,使气态污染物转入液相,主要适用于大气量和中等浓度的有机废气处理;吸附法原理是废气与多孔固体接触,其中气态污染物分子被微孔表面捕集,主要适用于中低浓度和高通量VOCs的回收。它具有高去除效率、低能耗和工艺成熟等优点。缺点是吸附剂的容量较小,吸附剂消耗大,设备庞大,费用较高。

銷毀技術則是通過不同的化學反應,將VOCs轉化爲其他無毒無害物質排出,達到減排的目的。傳統的銷毀技術主要指燃燒技術,近年來發展起來的新技術包括等離子體技術、生物處理技術等技術。

燃燒技術

燃燒法又可分爲直接燃燒和催化燃燒。直接燃燒是把VOCs中可燃的有機物組分當作燃料直接燃燒,溫度一般在1100℃左右。催化燃燒添加催化劑,使其需要更少的停留時間和更低的溫度,但由于VOCs中存在較多雜志易引起催化劑中毒,因此催化燃燒在應用有一定程度的限制。

低溫等離子體技術

低溫等離子體技術治理VOCs的主要原理是在较高的电场强度下,利用介质放电产生的等离子体以极快的速度反复轰击废气中的气体分子,去激活、电离和裂解废气中的各种成分,破坏VOCs分子的结构。通过氧化等一系列复杂的化学反应,使复杂大分子污染物转变为一些小分子的安全物质,如CO2、H2O、CO和NO2等。

生物處理技術

生物處理技術是利用微生物氧化、代谢、消化等过程,对有机物进行自然分解、降解,最终转化为CO2和H2O。最早是应用于废气脱臭,而随着对VOCs治理技术研究的不断深入,该技术逐步被应用于挥发性有机污染物的治理领域。生物處理技術按照工艺科分为生物洗涤技术、生物过滤技术和生物滴滤技术等,其对应的处理装置分别为生物洗涤塔、生物过滤池和生物滴滤塔等。

不同化工企業中VOCs組成成分、濃度和氣體流量均不同,因此在處理技術的選擇上需靈活運用。而且化工企業在生産過程中産生的VOCs均以混合物的形式排放,由此采用組合治理技術,既能實現汙染物的達標排放,同時降低了汙染治理的費用。

國外VOCs治理經驗

我国在VOCs治理方面起步比较晚,像美国早在1990通过的《清洁空气法修订案》中要求采取严格措施,至2000年降低70%VOCs排放量。此后还制定了《新污染源行为标准》,规定了VOCs排放限值等,先后颁布和实施了VOCs污染控制法律法规,在这方面积累了先进的经验。通常,美国VOCs治理常用的方法有燃燒技術和吸附技术。

直接燃燒法特別適用高濃度低風量地區的VOCs廢氣,應用廣泛。一般直接熱力燃燒器的處理風量在0.24~24m3/s。最適合的進口濃度爲1500~3000×10-6(體積分數,下同),該濃度範圍可以保持反應器維持在高溫並且不需要添加額外的燃料。換熱燃燒法則適用于0.24~24m3/s的氣流。蓄熱燃燒法適用于治理濃度小于1000×10-6、風量大于2.4m3/s的VOCs廢氣。該法的處理風量範圍在2.4~240m3/s之間,適于濃度小于100×10-6的氣體。

吸附技術可將VOCs濃度從400~2000×10-6降低至50×10-6,處理廢氣的濃度範圍在20×10-6到1/4爆炸濃度極限之間,風量大于2.4m3/s。常用的吸附劑有活性炭、有機聚合物、沸石等。活性炭的更換頻率是6個月至5a,雖然活性炭的更換頻率比沸石和有機聚合物高,但價格便宜,因此應用相對廣泛些。活性炭的再生溫度是218~318℃,再生後的吸附容量約爲初始吸附容量的50%。通常活性炭吸附裝置後還可以連接燃燒/催化燃燒反應器或者冷凝器進一步降解或回收VOCs。


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