各行各業如何處理VOCs廢氣?
各行各業如何處理VOCs廢氣?
霧霾等重污染天氣多發,如何消減揮發性有機物(VOCs)成為社會廣泛關注的問題。汽車涂裝、印刷包裝、石油化工等行業被國家列為VOCs重點削減行業。目前,北京、上海等多省市已對這些VOCs重點排放行業企業征收排污費。
如今,擺在VOCs排放企業面前的問題,就是如何做好自身VOCs排放的控制。下面我們來著重講一下vocs污染比較嚴重的幾個行業。
汽車涂裝行業
汽車涂裝行業的VOCs廢氣主要來自于噴涂、干燥過程的漆霧和有機溶劑。漆霧來源于空氣噴涂作業中溶劑型涂料飛散。有機溶劑來自于涂料使用過程中的溶劑、稀釋劑,絕大部分屬揮發性排放,其主要的污染物為二甲苯、苯、甲苯等。
噴涂環節,主要通過采用水性涂料、粉末涂料、高固體分涂料等環保型涂料以降低VOCs排放量。當前,歐美國家所有新建涂裝線底涂均采用了電泳底漆或粉末涂料,中涂采用水性涂料或粉末涂料,面涂采用水性底色加高固體分清漆。日本也在積極開發和推廣水性涂料、高固體分及超高固體分罩光漆。
汽車烘干廢氣控制技術以蓄熱式直接燃燒系統(RTO)為主,另外,回收式熱力燃燒系統(TAR)、蓄熱式催化燃燒系統(RCO)在部分企業得到使用,催化燃燒技術有少量企業使用。在國外回收式熱力燃燒系統(TAR)應用較多。
包裝印刷業
包裝印刷行業VOCs排放主要來源于油墨調配、印制、烘干過程中油墨溶劑的揮發,以及稀釋劑、潤版液、清洗劑等的使用。此行業產生的VOCs濃度高,濃度變化大,對回收與銷毀技術的要求較高。
源頭控制旨在推行低VOCs或無VOCs的環保油墨、膠黏劑以及清洗劑等原輔材料使用,即從工藝的開端減少原輔材料的VOCs含量。過程中推廣干燥裝置優化控制系統是控制該行業VOCs排放量行之有效的技術。
末端控制目前使用的治理技術主要包括兩類:一是采用吸附的方法對烘干機產生的高濃度部分廢氣進行回收。吸附劑有活性炭纖維和顆粒活性炭兩種。二是采用吸附濃縮催化焚燒的方法對車間排出的低濃度廢氣進行凈化。吸附劑有蜂窩活性炭和顆粒活性炭,凈化效率一般在90%以上。有部分企業采用了國外的沸石轉輪吸附濃縮裝置,效果良好。國內目前在吸附材料沸石的改性方面還沒有很好的解決方法。
石油化工行業
石油化工行業的生產裝置復雜,因此,排放的污染物眾多,成分復雜,濃度變化大。石化行業的污染物排放分為無組織排放和有組織連續排放。
石化行業VOCs的有組織排放主要為生產工藝過程中的人為排放。工藝過程產生的有機廢氣無法徹底回收利用,盡管采用了焚燒、吸附、冷凝等方式處理,但仍有部分有機尾氣排放到大氣中。主要包括催化裂化催化劑再生煙氣、酸性氣回收裝置尾氣、有機廢氣收集處理裝置排氣等三類。
無組織排放是石化行業VOCs排放的重要方式。主要有三個來源:①生產、儲運過程中存在不同程度的泄漏和人為排放問題。②在廢水集輸及處理系統的開放空間中,暫溶于廢水的VOCs會重新逸散,揮發到大氣中對環境產生二次影響。③輕質油品及揮發性化學藥劑和溶劑貯存過程中的逸散也會產生VOCs。
根據石油化工行業的典型特點,控制VOCs首先應注重無組織排放的收集。一般使用多級技術串聯,集成冷凝、膜和吸附的回收工藝可以實現毫克級的技術標準。
目前大氣污染源中,有組織的排放在末端處理中基本可以得到處置,而無組織排放的污染則很難控制,末端治理有難以克服的弊病,比如風向的改變也會影響VOCs的控制。所以VOCs的控制重點還是從源頭抓起,從生產工藝開始入手。
voc治理有哪些好的技術工藝
VOCs的處理方式有以下:
一是掩蓋稀釋法。顧名思義掩蓋稀釋是通過利用其他氣味的氣體,掩蓋廢氣中令人感到厭煩和不適的惡臭氣味,達到除臭目的;而稀釋法則是通過鼓入空氣對濃度較高的臭氣進行稀釋,直到通過人體感官難以覺察為之。這種方法本質上是從感官感受層面消除臭氣的負面影響,但造成惡臭的臭氣因子仍然存在。
二是吸收法。這也是目前市政和工業除臭普及率最高、適用范圍最廣的技術之一,主要利用活性炭等吸附質,其多孔隙結構具有的龐大比表面積及范德華力,對廢氣中的各種氣體分子包括惡臭因子進行吸附,達到與氣流分離的效果。盡管該技術業已成熟成本也相對較低,但致臭成分沒有真正被去除,后續仍要對吸附質進行脫附和二次處理等操作,且使用壽命較短,應對高濃度臭氣時效果不佳。
三是裂解法。通過各種手段對惡臭氣體分子進行分解破壞,直接從致臭源頭解決廢氣處理問題,隨著環保產業技術的發展,目前行業內已經誕生出諸如(催化)燃燒法、高溫裂解法(沸石回轉爐)、化學法(藥劑噴淋塔或植物提取液噴淋法)、UV光解法、(超能)等離子法和生物法等。其中超能等離子法和生物法作為除臭行業的新興應用技術,因除臭效率高、能耗小、安全系數高、不產生二次污染等優點正在被越來越廣泛地應用。
超能等離子技術通過以下四種方式裂解惡臭因子:
1)化學途徑,采用雙極屏蔽技術,在常溫常壓的環境條件下即可使氧分子分離成生態原子氧、純凈離子氧、羥基自由基、單線態氧、帶正、負電荷的離子和離子氧群團等。這些高氧化性、高能量、高濃度的離子群能夠和氣流中的產生臭氣污染的有機分子或無機物發生氧化反應,生成無毒的小分子;致使空氣中的細菌細胞膜以及病毒的蛋白質包膜結構發生改變,從而使其失活。
2)物理作用,在離子管產生的電場作用下,電極空間里的等離子體的電子獲得能量后,以每秒300萬次至3000萬次的速度與異味氣體分子發生非彈性碰撞,分子動能大部分轉化為污染物分子的內能,引發電離、裂解或激發等一系列復雜物理化學反應,再經過多級凈化使污染氣體分子降解為二氧化碳和水等常見無毒小分子,從而達到除臭目的。
3)聚合沉降,經過電場的塵埃顆粒物會帶上電荷,在電荷的相互作用下結合成較大的團塊,最終被濾網去除或隨重力沉降,進而保護人體免受可吸入顆粒物及其攜帶微生物的傷害。
4)保持健康愉悅心情,有研究表明自然界特別是森林、濕地空氣環境中含有大量負離子,而負離子與人體保健密切相關,它不僅能夠凈化空氣清除污染,還能促進肺泡和肺功能修復,并有效改善大腦皮層活性,消除疲勞、改善睡眠。
生物法對惡臭污染物的轉化過程如下:
①惡臭氣體的溶解過程。廢氣與水或固相表面的水膜接觸,污染物溶于水中成為液相中的分子或離子,即惡臭物質由氣相轉移到液相,這一過程是物理過程,遵循亨利定律;
②惡臭物質的吸附、吸收過程。水溶液中惡臭成分被微生物吸附、吸收,惡臭成分從水中轉移至微生物體內。作為吸收劑的水被再生復原,繼而再用以溶解新的廢氣成分。被吸附的有機物經過生物轉化,即通過微生物胞外酶對不溶性和膠體狀有機物的溶解作用后才能相繼地被微生物攝入體內。如淀粉、蛋白質等大分子有機物在微生物細胞外酶(水解酶)的作用下,被水解為小分子后再進入細胞體內。由此可見,當以污泥或膜形態存在的微生物表面一旦通過吸附而被有機物覆蓋后,其進一步吸附的作用將受到限制,因而需要通過膜的表面更新或不斷補充具有吸附能力的微生物菌膠團,才能保證此過程的順利進行;
③惡臭物質的生物降解過程。進入微生物細胞的惡臭成分作為微生物生命活動的能源或養分被分解和利用,從而使污染物得以去除。烴類和其他有機物成分被氧化分解為CO2和H2O,含硫還原性成分被氧化為S、SO42-;含氮成分被氧化分解成NH4+、NO2-和NO3-等。
VOC廢氣處理主要是揮發性有機化合物,VOC的主要成分有:烴類、鹵代烴、氧烴和氮烴,它包括:苯系物、有機氯化物、氟里昂系列、有機酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烴化合物等。VOC是揮發性有機化合物的英文簡稱,通常所說的墻面漆中對人體有害的化學物質(重金屬除外)就是指VOC。這些揮發性有機化合物包括甲醛、氨、乙二醇、酯類等物質。治理工藝:活性吸附法、引風高空排放法、燃燒處理法、吸收除氣法、冷凝收集法、生物處理法-中微VOC治理生物方法及中微DM微生物有機廢氣處理一體化系統、采用替代 HAP 溶劑法等。
VOC治理常用的方法有熱破壞法、吸附法、生物處理法、變壓吸附分離與凈化技術、氧化法、液體吸收法、冷凝回收法,其中VOC吸附回收裝置是當前比較科學及環保的方法。
吸收法、冷凝法、吸附法、生物法、等離子體法等。
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