2.3 VOCs治理新技术发展
(1)光催化氧化技术。是将WO3、CdS、ZnO、TiO2等光敏半导体材料在光照下将光能转化成化学能,产生的粒子与水及氧气反应后,产生具有强氧化能力的自由基,有非常强大的废气氧化处理能力。该方法的优点是反应速率高,处理效果强,处理后的产物方便回收,反应过程与处理有机废气的溶液关系不大。目前已被业界关注。
(2)紫外光催化技术。是利用高能紫外光照射有机废气,使废气中的部分污染物裂解,降解成水和二氧化碳等低分子的化合物,或者将废气中的细菌核酸破坏,杀灭废气中的大部分细菌。
(3)微波催化氧化技术。是目前科技含量较高的处理技术,这是一种集合了传统的填料吸附技术,使治理效果大大的提高。微波催化氧化技术能够缩短废气的解吸与吸附时间,降低VOCs的治理成本。目前这种吸附技术已经能够连续使用几十次,并且多次使用后的效果一样能够达到标准。
(4)活性炭纤维治理技术。主要是通过活性碳
纤维的加入,利用活性炭的内外表面分布的大量碳原子组成超强能力的吸附性结构。其吸附速度快、吸附的容量增大、表面积大、微孔丰富等优点,将在VOCs治理的过程中起到很大的作用。
2.4 组合净化技术
在实际应用中,企业多采用多种组合技术来治理VOCs。如吸附浓缩+催化燃烧技术、吸附浓缩+高温焚烧技术、吸附浓缩+吸收技术、低温等离子体+吸收技术、低温等离子体+催化技术等。目前,大多行业都是采用组合技术,或者采用两种或两种以上的组合技术,最终达到最佳治理效果。
2.5 各种治理技术经济性分析
在以上方法中,吸附、生物、催化燃烧是当今最常用的VOCs治理技术,其次是热力燃烧和等离子体技术。在化工行业中,催化氧化技术更适合处理中高浓度(2000~8000mg/m3)有机废气毒物质的治理,废气中不含催化剂中毒物质,单位处理能力投资在8~10万/1000 m3/h,运行费用约0.4 万~1万元/1 000m3;吸附-蒸汽—脱附-回收技术更适合处理中等浓度,废气成分较为单一的废气,单位处理能力投资在42 万/1 000 m3/h 左右,运行费用约4万~8万元;生物过滤技术适合中低浓度(<2000 mg/m3)、含可生生物降解VOCs废气,单位处理能力投资在1万~4万/1000m3/h,运行费用约0.6万~1.2万元;热力燃烧适合中高浓度(2000~8000mg/m3) 废气的治理,浓度不可太低,否则不可维持燃烧,气量不稳定,单位处理能力投资在10 万/1000 m3/h,运行费用约0.4万~0.8万元。
3 行业VOCs治理中存在的问题
化工行业作为产生VOCs的第二大行业,工业生产过程中所排放的VOCs种类多,性质差异大,实际生产中需要根据污染物的性质和排放特点进行选择,建设经济、高效的VOCs 治理都会增加企业的运营成本;化工企业为配合VOCs治理,对生产工艺进行改进的同时,使生产负荷增加,但治理装置性能却无法同步优化,最终造成治理效果欠佳;VOCs治理设备需要在线设备测量,然后进行同步处置。但因目前设备在使用中存在老化情况,测量精度无法达标;目前中国VOCs处理设备的重要部件更换仍依靠国外,特别是在维修中若涉及知识产权问题,维修周期增加,设备运行效率降低;中国对工业废气排放标准有了明确的要求,但是在具体的落实过程中还存在一定的问题,不良企业仍末进行标准化处理再排放。
4 化工行业VOCs治理成为必然
2017年是《大气污染防治行动计划》(简称“大气十条”)的第一阶段收官考核之年,经过5年的努力,“大气十条”第一阶段目标已全面实现,挥发性有机污染物(VOCs)减排与控制工作取得了重要的进展。各地VOCs 的污染防治工作得到了全面加强,VOCs的污染防治已经成为中国大气污染防治的重点工作之一。
4.1 政策法规的颁布为化工VOCs治理指明了方向
以2013年“大气十条”的发布为起点,2015新的《大气污染防治法》中,明确提出了对VOCs减排与控制要求;2016年工信部等部委联合印发了《重点行业挥发性有机物削减行动计划》,指出到2018年,工业行业VOCs 排放量比2015年削减330万t以上;2016年国务院发布《“十三五”节能减排综合工作方案》,提出推进工业污染物减排,以削减挥发性有机物、持久性有机物、重金属等污染物为重点,实施重点行业、重点领域工业特征污染物削减计划;大力推进石化、化工、印刷、工业涂装等行业挥发性有机物综合治理;实施石化、化工等重点行业挥发性有机物治理工程,到2020年石化企业基本完成挥发性有机物治理。2017年9月,国家又发布《“十三五”挥发性有机物污染防治工作方案》。方案以改善环境空气质量为核心,以重点行业和重点污染物为主要控制对象,推进VOCs与NOx协同减排,明确提出到2020 年,建立VOCs污染防治管理体系,实施重点地区、重点行业VOCs污染减排,排放总量减少10%以上。
4.2 国家排放标准逐步完善化工行业VOCs治理有据可依
《国家环境保护标准“十三五”发展规划》中强调要积极推进挥发性有机物污染控制。2017年,制药工业、涂料油墨胶黏剂工业、农药行业的大气污染物排放标准报批陆续进行,《VOCs无组织逸散控制标准》、《恶臭污染物排放标准》和《饮食业油烟排放标准》的修订工作也在进行中。截至2017 年底涉及VOCs的大气固定源污染物排放国家标准有15项,其中石油炼制、石油化学、合成树脂等工业污染物排放标准在2015年制定完成,同时北京、上海、重庆、广东、浙江、江苏、山东、湖南、天津、河北、陕西和四川等地均在不同领域制定了地方排放标准。
4.3 新技术的推行,为化工行业带来了希望
在化工生产、储存和运输的过程中,VOCs无组织排放约占企业总排放量的1/3,中国从美国和欧盟引进的LDAR(泄漏检测与修复)技术,可以大幅降低VOCs的无组织排放。2014年12月,国家发布实施《石化行业挥发性有机物综合整治方案》,明确要求全国石化行业应将VOCs的治理与监控纳入日
常生产管理体系,建立“泄漏检测与修复”等方面的管理制度。目前,上海、广东、浙江、江苏和新疆等地纷纷制定了LDAR实施技术要求。到2017年,全国石化行业基本完成第一轮的VOCs综合整治工作,初步建成监测监控体系,VOCs排放总量较2014 年削减了30%以上。
4.4 环保督察巡视,打响蓝天保卫战
环境保护督察是落实中央生态文明建设的重要抓手,中央环保督察多批次、多层次的全覆盖巡视,以及督察“回头看”工作都在有条不紊,紧锣密鼓的进行着。环境保护部对京津冀及周边“2+26”城市开展的大气污染防治强化督查。督察内容包括对相关行业及部门落实大气污染防治情况,固定污染源环保设施运行及达标排放情况,自动监测设施的联网及运行情况,限产执行情况等。通过督查,各项任务得到了全面落实,蓝天的背后,是各行业打响“蓝天保卫战”的坚决态度和辛勤付出。
5 结语
随着中国经济的发展,更有效地利用能源,减少环境污染,降低安全生产事故,确保生命安全的重要性日益凸显。应该加强在化工行业VOCs治理方法的研究,不仅要对排放的废气进行处理,还要对源头进行有效监控,切实减少污染物的产生,而且在行业排放标准方面也可以借鉴美国和欧盟等先进国家的VOCs治理措施,从而达到对环境的有效保护。
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