大氣環境中揮發性有機廢氣治(zhì)理技(jì)術分(fèn)析
來源:亚洲国产一区二区三区波多野结衣環(huán)保 發布時(shí)間(jiān):2021-11-30
揮(huī)發(fā)性有機物是指(zhǐ)在常溫下,沸點50 ~ 260 ℃的各種有機化合物,簡稱VOCs。含有揮發性(xìng)有機物的廢氣(qì)即為揮發性有(yǒu)機廢氣。主要形態為揮發性和有機物兩(liǎng)個部分。主要成(chéng)分包括苯係物、有機氯化物、氟利昂係列、有機酮、胺、醇、醚(mí)、酯、酸和石油烴化合物等。產生途徑為人們日常活動及(jí)企業生產過程、日常生活有加油站油氣的揮(huī)發、裝修塗料的晾幹過程和酒精等日常的(de)消毒等;企業生產過程產量較大,包括噴塗、印刷、有機溶劑清洗作(zuò)業等,大(dà)量使(shǐ)用揮發性有機溶劑。VOCs 對人的健康影響較大,容易引發(fā)人體(tǐ)畸變和癌變,屬於大氣防治的主要(yào)內容。
揮(huī)發性(xìng)有機廢氣(qì)帶來的危害
室內危害指(zhǐ)汙染氣體的濃(nóng)度超標,人長時間處於含(hán)有(yǒu)揮發性(xìng)有機廢(fèi)氣的室內環境中,就會出現惡心、四肢乏力和頭疼等感覺,嚴重時(shí)還會出現記憶力下降、抽搐,甚至昏迷,其會導致(zhì)人體肝(gān)腎與神經係統受到嚴重損傷。
室外(wài)危害分為直接與間接危害。其(qí)中,直接危害對人體健康與植物生長(zhǎng)帶來影響;間(jiān)接危害(hài)給氣候環境帶來危害。大氣中的揮發性有機廢氣(qì)增加,容易形成光化學反應,導致霧霾天氣的產(chǎn)生,損害人體(tǐ)機能且(qiě)發生病(bìng)變。植物受(shòu)到(dào)的危害體現在以下方麵:硫化(huà)物與氟(fú)化物(wù)等有害物質含(hán)量急劇上(shàng)升,可(kě)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(xiǎng);同時對(duì)氣候環境也(yě)有影響,可(kě)導致空氣渾濁,遮擋陽光,地麵光照(zhào)輻射(shè)下降,動植物生長的光合作(zuò)用不足。而微粒對水汽(qì)有凝結(jié)核作用,從而導致降水量加大(dà),氣候環境發生變(biàn)化。
源頭防控
*先,在工(gōng)業生產中,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、煤炭加工等行業,應注重生產技術的優化和完善,加強先(xiān)進清潔生產技術的(de)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(huī)發性有(yǒu)機化合物含(hán)量較(jiào)低並符(fú)合客戶需要的原料產品。生(shēng)產(chǎn)過程需要注意車間的密閉,並做好設備與生產管(guǎn)線組建的檢查與維護工作,閥(fá)門、泵體、材料存儲、法蘭、運輸裝(zhuāng)置等均屬於易泄露(lù)設備與(yǔ)組件,要避免管線組件(jiàn)損傷而導致廢氣泄露(lù)的情況出(chū)現,從源頭減少揮發(fā)性有機廢氣的(de)產生量。
對於噴(pēn)塗、印(yìn)刷(shuā)等(děng)以含高揮發性有機溶劑為原輔材料的幾大行業(yè),將揮發性有機物產品(pǐn)作為生產企(qǐ)業(yè)的(de)原料時,除了做好全程防止廢氣外泄的情況出現(xiàn)之外,還應選用新的(de)生產工藝,選用低揮(huī)發性新原(yuán)料代替原來使用的高含量揮發性有機廢(fèi)氣(qì)的生產(chǎn)原(yuán)料用於生產。
其次(cì),做好(hǎo)揮發性有機廢氣的監測工作,加大排放監控力度,將(jiāng)大氣環境汙染減少。生態環境部門要做(zuò)好監督和引(yǐn)導,按照規(guī)範監測(cè)揮發(fā)性有機廢氣,做(zuò)好揮發性有機廢氣治理(lǐ)設備的維護和日常(cháng)管(guǎn)理,不斷完善和(hé)規範管理製度,保證揮發(fā)性(xìng)有機廢氣的治理設備設施與儀器設備正常高效運行。例如,近年來,針對高VOCs 產生的幾大(dà)行業出台製定的“一企一策”方針,要求企業提標改造老舊廢氣(qì)處理設施,削(xuē)減企(qǐ)業廢氣排放總量,督(dū)促企業加速轉型。出台的政策收到了明(míng)顯的效果,空氣質量得到極大的改善。
過程管理
一是(shì)注重工業清潔生產技(jì)術的優化。既要注重對揮發性(xìng)有機廢氣排放方麵的宣傳與引導,又要引導企業(yè)做好生產技術與設備的升級改造(zào),注重清潔生產技術與設備的研發與應用,使揮發性有機物排放量得(dé)到有效控製。
二是注重業務培訓,不斷強化企業的環保意識,召集行業企業參與揮發性有機廢氣治(zhì)理技術(shù)與(yǔ)案例分析培訓會,強化揮發性有機(jī)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(hé)學習行業大氣汙染排放標準,做好企業揮發(fā)性有機廢氣治理的部署。
三是各企業(yè)在生產現(xiàn)場做好對產品和生產裝置以及工藝特點的排(pái)查,采用檢測儀器,做好生產現場(chǎng)的溯源,對揮發性有機廢(fèi)氣的來源進行精準定位,並(bìng)結合排查的問(wèn)題做好對其的整改,以在生(shēng)產(chǎn)過程中強化其的規避,確保揮發性有機廢氣在“源頭防控、過程管理、末端治理(lǐ)”的治理模式下得到高效防治。
末端治理
回收技術
吸收技術
吸收技術是對(duì)揮發性有機廢氣進行回收的技術(shù),將不易揮發的液體作(zuò)為(wéi)吸收劑,利用其所具有的(de)吸收功能(néng),借助吸收裝置來回收揮發(fā)性有機廢氣。在回收過程中(zhōng),借助組分溶解度和化(huà)學(xué)反應間(jiān)的差異,揮(huī)發性有機廢氣的(de)有害組分(fèn)可以得到充分吸收。
吸附(fù)技術
吸附技術采用固體介質的吸附劑所(suǒ)具有微孔(kǒng)結構,將揮發性有機廢氣的吸附質吸附在表麵,廢氣中的目標(biāo)物質(zhì)與(yǔ)主體得以分離。吸附塔設施有兩套,分別為1#、2#。*先是揮發性有機廢氣從風機進(jìn)入1#吸附塔(tǎ)中吸附。1# 吸附塔的吸附(fù)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。其間不斷進行交替操作,揮發性有機廢氣得以(yǐ)連續處理。常見的吸附劑是活性炭和沸石。其中,活性炭吸附是*為常見的吸附技術。利用(yòng)活性炭(tàn)吸附揮發性有機廢氣(qì),飽和之後活性炭脫離吸附進行再生,有機廢氣在(zài)吹脫之後開展催化燃燒,將揮發性有機廢氣的有害物質銷毀,並轉化成無害(hài)物質(zhì)。再生的活性炭(tàn)還能實施二次利用,活性炭的作用得(dé)到有效發揮。在(zài)吸附過程中,應統計活性炭吸附能力,若(ruò)活性炭吸(xī)附能力存在明顯下降的情況,應(yīng)將活性炭(tàn)及時地更換或者再生活性炭。置換後得到的活性炭為危險廢物,很多有害物(wù)質(zhì)在其內部存儲(chǔ),對其實施專項處理,委托有(yǒu)相關處置資質的(de)單位進(jìn)行回收,避免二次汙染。
在進行吸附回收時,應注重各項工藝參數的控製(zhì),以達到良好的處(chù)理效(xiào)果。吸(xī)附溫度應(yīng)超過40 ℃。當采用顆粒吸附劑時,其氣流速度大於0.6 m/s;當采用纖(xiān)維狀吸附劑時,其氣流速度大於0.15 m/s;當(dāng)采用蜂窩狀(zhuàng)吸附劑時,其氣流速度大(dà)於1.2 m/s。顆粒物含量應大於1 mg/m3。就吸附單元壓力(lì)損失而言,采用纖維狀吸附劑時,其損失在4 kPa 之(zhī)下,采用其他形(xíng)狀(zhuàng)的吸附(fù)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(shēng)、分子篩吸附劑的脫附溫度分別是低於140、120、200 ℃。
冷凝技術(shù)
冷凝技術針對(duì)一定濃度下的有機蒸汽形成的揮發性有機(jī)廢氣,強行進行降溫處理,以確保揮發性有機廢氣中的有(yǒu)機物蒸(zhēng)汽濃度(dù)得到維持,飽和蒸汽氣壓比其組分分(fèn)壓值要低,從而將其組分凝結為液體,廢氣(qì)內的(de)組分(fèn)分壓(yā)值得到減(jiǎn)少,達(dá)到分離氣體的目的(de)。一般而言,揮發性有機廢氣冷凝後形成的(de)液體所需方法采取冷卻和壓縮兩種相結(jié)合的方式進(jìn)行處理。當揮發性有機廢氣的濃度較高時,采取冷凝技術做好對其的預處理、回收。
銷毀技術(shù)
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(shāo),將廢氣轉變成(chéng)無機小分子(zǐ),對(duì)揮(huī)發性有(yǒu)機廢氣進行分解。根據廢氣有機物的濃度大小,可采取直接燃(rán)燒、吸附脫附燃燒或者(zhě)催化燃燒等方式,將揮發性有機(jī)廢氣中的(de)汙染物進(jìn)行(háng)有效清除(chú),清除率往往超過95%。
在燃燒技術中,RTO 技術的應用較為成熟(shú)和廣泛,這一技術(shù)將高溫環境作(zuò)為處理的(de)前提,並通過化學反(fǎn)應將可燃揮發性有機廢氣轉(zhuǎn)化成等量的氧化(huà)物和水。利用(yòng)RTO 技術處理揮發性有機廢氣時釋放的熱量被(bèi)蓄熱式熱力氧化爐吸收後,RTO 自身運行對能(néng)源(yuán)的消耗降低,而且對有(yǒu)機廢氣的分解率得到提升。當RTO 熱回收率超過95% 時,揮(huī)發性有機廢氣分解率往往超過99%。蓄熱式熱力(lì)氧化爐結構簡單,其(qí)中的切換閥提升了RTO 的靈活性,人們還能結合實際而采取針(zhēn)對性的熱回(huí)收方式。
催化燃燒技術利用催化劑在低溫情(qíng)況下對揮發性有機廢(fèi)氣進行完全氧化,有效地對工(gōng)業揮發性有機廢氣進行淨化(huà)處理,在化工、噴漆、塗料等行業中得到應用。其中,*為關鍵的就是催化燃燒設(shè)備的選擇(zé),催化燃(rán)燒設備通常包(bāo)含預熱、催(cuī)化(huà)燃燒、煙道、電加熱和廢熱回收等裝置(zhì)。另外,要(yào)做好催化劑的選(xuǎn)擇,稀土催化劑的催化效果較好,催化過程更安全(quán)。在利用設備進行催化處理時,揮發性有機廢氣在(zài)高溫環境下與空氣混合容(róng)易引起爆炸(zhà),在催化(huà)燃燒(shāo)淨化中做好有機物與(yǔ)空氣配比的控製,確保配比始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(shù)的控製:催化燃燒裝置內的揮發性有機廢氣溫度應低於400 ℃;催化床的溫度(dù)應控製在250 ~ 350 ℃;催(cuī)化燃燒裝置內的(de)顆粒(lì)物含量應保持在10 mg/m3 之下;換(huàn)向閥泄漏率(lǜ)應控製在(zài)0.2% 之下,壓力損失應保持(chí)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,這一(yī)技術是將(jiāng)吸附技術和催化燃燒技術進行有機結合。*先利用活性(xìng)炭(tàn)吸附揮發性有機廢氣,吸附飽和之後,淨(jìng)化設備停止吸附,再利用設備熱氣流在活(huó)性炭中將揮發性有機廢氣脫(tuō)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)之前的幾(jǐ)十倍,再將其送(sòng)入催化燃燒室中進行催化燃燒,得到二氧化碳與水。揮(huī)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(rán)燒形成的氣體基本處(chù)於吸附床中,成為活性炭脫附所需的(de)熱氣流,隻(zhī)有少量排入大(dà)氣中,熱能得到多次(cì)利用。
生物技術
生物(wù)處理技術屬於一種新型技術,在利(lì)用其治(zhì)理揮發性有機廢氣時,人們可以借助生物降解的(de)方式來處理。有的微生物在汙染物中有著較強的適應力,所(suǒ)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(jiě)揮發性有機(jī)廢(fèi)氣中的化(huà)合物。該法不(bú)僅安全性(xìng)較強,而且便於操作,不會形成二次汙染,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。在處理過程中,微生物的成長養分靠有機物,將揮發性(xìng)有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(dì)將揮發性有機廢氣對大氣(qì)環境帶來的汙染降低。在利用這一方法對揮發性有機廢(fèi)氣進行治理時,為確保治理效果(guǒ)得到提升(shēng),廢氣中的汙染物(wù)如何由(yóu)氣相被捕捉至液相是(shì)關鍵,直接影(yǐng)響去除效率。人(rén)們必須考慮填料層的碰撞密(mì)度和吸收液的選擇添加,捕捉下來的揮發性有機廢(fèi)氣再被微生物分解成水與二氧化碳。運行過程(chéng)做(zuò)好生物處(chù)理係統的指標(biāo)控製,在(zài)具體進行控製時,結合指標(biāo)內容來確定控製(zhì)標準。就填料溫度而言,一般控(kòng)製在25 ~ 43 ℃,空塔停留時間一般超過(guò)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100∶5∶1,pH 介於4 ~ 10。
結(jié)語
本(běn)研究基於“源頭防控、過程管理、末端治理”的思路,對揮(huī)發性有機廢氣的治(zhì)理模式進行了梳理,注重揮(huī)發性有機(jī)廢氣的全程(chéng)化防(fáng)治,以確保揮發性有機廢氣的治理成效得到提升。