大氣環境中(zhōng)揮發(fā)性有機廢氣(qì)治理技術分(fèn)析
          來源:www91環保      發布(bù)時間:2021-11-30
         
               揮發性有機物是指(zhǐ)在常溫下,沸點50 ~ 260 ℃的各種有機化(huà)合物,簡稱VOCs。含有揮發性有機物的廢氣即為揮發性有機廢氣。主要形態為揮發性和有(yǒu)機物兩個部分。主要成分包括苯係物、有機氯化物、氟利昂係列、有機酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烴化合物等。產生途徑為人們日常活動及企業(yè)生產過程、日(rì)常生活有加油站油氣(qì)的揮發、裝修塗料的晾幹過程和酒精等日常的消毒等;企業生產(chǎn)過程產量較(jiào)大,包括噴塗、印刷(shuā)、有機溶劑清洗作業等,大量使用(yòng)揮發性有機溶劑。VOCs 對人的健康影響較大(dà),容易引發人體畸變和癌變(biàn),屬於大氣防治的主要內容。
       揮發性有機(jī)廢氣帶來的危害(hài)
       室內危害指(zhǐ)汙染氣體的濃度超標,人長時間處於含有揮發性(xìng)有機廢氣的室內環境中,就會出現惡心、四肢乏力和頭疼等感覺,嚴(yán)重時還會出現記憶力下降(jiàng)、抽搐,甚至昏(hūn)迷,其會導(dǎo)致人體肝腎與神經係統受到嚴重(chóng)損傷。
       室外危害分為(wéi)直接與(yǔ)間(jiān)接危害。其中,直接危害對人體健康(kāng)與植(zhí)物生長帶來影響;間接危害給氣候環境(jìng)帶來危(wēi)害。大氣中的揮(huī)發性(xìng)有機(jī)廢氣增加,容(róng)易形成光化(huà)學反(fǎn)應,導致霧霾天(tiān)氣的(de)產生,損害人體機能且發生(shēng)病變。植物受到的危害體現在以下方麵:硫化物與氟化物等有害物質含量急劇上升,可導致植物發(fā)病、枯萎、死亡,農作物的產量與農產品(pǐn)的質量將受到巨大影響;同時對氣候環境也有影響,可導致空氣渾濁,遮擋陽光,地麵光照輻射下降,動植物生(shēng)長的光合作(zuò)用不(bú)足。而(ér)微粒對水汽有凝結核作用,從而導致降水(shuǐ)量加大,氣候環境發生變化。
       源頭防控
       *先,在工業生產(chǎn)中,生產(chǎn)高(gāo)含量(liàng)揮發性有機化合物原料的企業,特別是石油化工、煤炭加工等行業,應注重生產(chǎn)技術的優化和完善,加強先進清潔生產技術的研究,提升原材料的轉(zhuǎn)化率與利用率,研發並采用新技術,逐步響應*標(biāo)準,生產出(chū)揮發性有機化合物含量較低並符合客戶需要的原料(liào)產(chǎn)品。生產過程需要注意車(chē)間(jiān)的密閉,並做(zuò)好設備與生產管線組建的(de)檢查與維護工作,閥(fá)門(mén)、泵體、材料存儲、法蘭(lán)、運輸裝置等均(jun1)屬於易泄露設備與(yǔ)組件(jiàn),要避免管線組件損傷而導致廢氣泄露的情況出現,從(cóng)源頭減少揮發性有機廢氣的產(chǎn)生量(liàng)。
       對於噴塗(tú)、印(yìn)刷等以含高揮發性(xìng)有機溶劑為原輔材料的幾大行業,將揮發性有機物產品作為生產企業的原料時,除了做好全程防止廢氣外泄的情況出現之外,還(hái)應(yīng)選用新的(de)生產(chǎn)工藝,選用(yòng)低揮發性新原料代替原來使(shǐ)用的高含量揮發性有機廢(fèi)氣的(de)生產原料用於生產。
       其次,做好揮發性有機廢氣的監測工作,加(jiā)大排放監控力度,將大氣環境(jìng)汙染(rǎn)減少。生(shēng)態環境部門要做(zuò)好監督和引導,按照規範監測揮發性有機廢氣,做好揮發性有機廢氣治理設(shè)備的維護和日常管理,不斷完善和規範管理製度,保證揮發性有機廢氣的治理設備設施與儀器設備正常高效(xiào)運行。例如,近年(nián)來,針對高VOCs 產生的幾大行業出台製定的“一(yī)企一策”方針,要求企業提標改造(zào)老舊廢氣處理設(shè)施,削減企業廢(fèi)氣排放總量,督促企業加速轉型。出台的政策收到了明(míng)顯的效果,空氣質量得(dé)到極大的改善(shàn)。
       過程管理
       一是注重工業清潔生產技術(shù)的優化。既(jì)要(yào)注(zhù)重對揮發性有機廢氣排放方麵的宣傳與引(yǐn)導,又要引導企業做好生產技術與設備的升級改造,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(yǒu)機廢氣治理(lǐ)技術與案例分析培訓會,強化揮發性有機廢氣治理先進技(jì)術(shù)的宣傳和典型治理案例的(de)分析,講解和學習行業大氣(qì)汙染排放標準,做好企業揮(huī)發性有機廢氣治理的部署。
       三是各企業在生產現場(chǎng)做好對產品和生產裝置以及工藝特點的排查,采用檢測儀器,做好生產現場的溯源,對揮發性有機廢氣的來源進行精準定位,並結合排查的問題做好對其的整改,以在生產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(chéng)管理、末端治理”的治理模式下得(dé)到高效防治。
       末端治(zhì)理(lǐ)
       回收(shōu)技術
       吸收技術
       吸(xī)收技術是對揮發性有機(jī)廢氣進行回收的技術,將不易(yì)揮發的液體作為吸(xī)收劑,利用其所具有的吸收(shōu)功能,借助吸收裝置來回收揮發性(xìng)有機廢氣。在回收過程中,借助組分溶解度和化學反應間的差異,揮發性有機廢(fèi)氣的有害組分可以得到充分吸收(shōu)。
        吸附技(jì)術
        吸(xī)附技(jì)術采用固體介質的吸(xī)附劑(jì)所具有微孔結構(gòu),將揮發(fā)性有機廢氣的吸附質(zhì)吸(xī)附在表麵,廢氣中的目標物質與主體得以分離。吸附塔設施有兩(liǎng)套,分別為1#、2#。*先(xiān)是揮發(fā)性有機廢氣從風機進入1#吸附(fù)塔(tǎ)中吸附。1# 吸(xī)附塔的吸附飽和,就會切換(huàn)到2# 吸附塔中繼續吸(xī)附,此時的1# 吸附塔脫附和再生。其間不斷進(jìn)行交替操(cāo)作,揮發性有機廢氣得以連續處理。常(cháng)見的吸附劑是活性炭和沸石。其中,活(huó)性炭吸附是*為常(cháng)見的吸(xī)附技術。利用活性炭吸附揮發性有機(jī)廢氣,飽和之(zhī)後活性炭脫離吸附(fù)進行(háng)再生,有機廢氣在(zài)吹脫之後開(kāi)展催化燃燒,將揮發性有機廢氣的有害物質銷毀,並轉(zhuǎn)化成無(wú)害物質。再生的活性炭還能實施二次利用,活性炭(tàn)的作用得到有效發揮。在吸附過(guò)程中,應統計活性炭吸附能力,若(ruò)活(huó)性炭吸(xī)附能力存在明顯下降的情況,應將活性炭(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,很多有害物質在其內部存儲,對其(qí)實(shí)施專項處理,委托有相關(guān)處置資質的單位進行回收,避免二次汙染。
       在進(jìn)行吸附回收時,應注重各項工藝參數的控製,以達到良好的處理效果。吸附溫度應超(chāo)過40 ℃。當采用顆粒吸附劑時,其氣流速度大於0.6 m/s;當采用纖維(wéi)狀吸附劑時,其氣流速度大於0.15 m/s;當采用蜂(fēng)窩狀吸附劑時,其氣流速度大於1.2 m/s。顆粒物含量應大於1 mg/m3。就吸附單元壓力損失而言,采用纖維狀(zhuàng)吸附劑時(shí),其損失在4 kPa 之下,采用其他形狀的吸附劑時,其損失在(zài)2.5 kPa 之下;就脫附溫度而(ér)言,水蒸氣再生、熱空氣再生、分子篩吸附劑的(de)脫附溫度分別(bié)是低於140、120、200 ℃。
       冷(lěng)凝技術
       冷凝(níng)技術針對一定濃度下的有機蒸汽形成的(de)揮發性有(yǒu)機廢氣,強(qiáng)行進行降溫處理,以確保揮發性有機廢氣中的有機物蒸汽濃度得到維持,飽(bǎo)和蒸汽氣壓比其組分分壓值要低,從而(ér)將其組分凝(níng)結為(wéi)液體,廢氣(qì)內的(de)組分分壓(yā)值得到減少,達到分離氣體的目的。一般而言,揮發性有機廢氣冷凝後形成的液(yè)體所需方法采取冷卻和壓縮兩種相結合的方式進行處理。當揮發性有機廢(fèi)氣的濃度較高(gāo)時,采取冷凝(níng)技術做好對其的預(yù)處理、回收。
       銷毀技術
       燃燒(shāo)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,將廢氣轉變成無機小分子,對揮發性有(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(háng)有效(xiào)清除,清除率往往超過95%。
       在燃燒技術中,RTO 技術的應用較為成熟和廣泛,這一技術將高溫環境作為處理的前提,並通過(guò)化學反應(yīng)將可燃揮發性有機(jī)廢氣轉化成等量的氧化物和水。利用RTO 技術處理(lǐ)揮發性有機廢氣時釋放的熱量被蓄熱式熱力氧化爐吸收後(hòu),RTO 自身運行對(duì)能(néng)源的消(xiāo)耗降低(dī),而且對有機廢(fèi)氣的(de)分解率得到提升。當RTO 熱回收率(lǜ)超過95% 時,揮發性有(yǒu)機廢氣分解率往往超過99%。蓄熱式熱(rè)力氧化爐結構簡單,其中的切(qiē)換閥提升了RTO 的靈活性,人們還能結合實際而采取針對(duì)性的熱回收方式。
       催化燃燒技術利用催化劑在低溫情況下對揮發性有機廢氣進行(háng)完全(quán)氧化,有效地對(duì)工業揮發性(xìng)有機廢氣進行淨化處理,在化工、噴漆、塗料(liào)等行業中得到應用。其中,*為關鍵的就是催(cuī)化燃燒設備的選擇,催化燃燒設備通常包含預熱、催化燃燒、煙道、電加熱和廢熱(rè)回收等裝置。另外,要做好催化劑的選擇,稀土催(cuī)化劑的催化效果較好,催化過(guò)程更(gèng)安全。在利用設備進行催化處理時,揮發(fā)性有機廢氣在高溫環境下與空(kōng)氣混合容易引起爆炸,在催化燃燒淨化(huà)中做好有機物與空氣配比的(de)控製,確保配比始終處(chù)於爆炸範圍的下限。在具(jù)體的(de)處理中,應注重以下技術參數的控製:催化燃燒裝置內的揮發性有機廢氣溫度應低於400 ℃;催化床(chuáng)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,壓力損失應保持在2 kPa 以下。
       除了上述燃(rán)燒技術外,還可以采取吸附濃(nóng)縮催(cuī)化技術,這一技術是將吸附技術和催化燃燒技術進行有機結合。*先(xiān)利用活性炭吸附揮(huī)發性有機廢氣,吸附飽和之後,淨化設備(bèi)停止吸附,再利用設備熱氣流在活性炭中將揮發性有機廢(fèi)氣脫離,活性(xìng)炭再生後(hòu)便能再次利用,而揮發(fā)性有機廢氣脫附後,濃縮成之前的幾十倍,再將其送入催化燃燒室中進行催化燃(rán)燒,得到二(èr)氧化碳與水(shuǐ)。揮發(fā)性有機廢(fèi)氣的濃度達到一定程度,器就可以在催化床上燃燒,而燃燒形成的氣體基本(běn)處於吸(xī)附床中,成為活性炭脫附(fù)所需的熱氣流,隻有(yǒu)少量排入大氣中,熱能得(dé)到多次利用。
       生物技術(shù)
       生物處理(lǐ)技術屬於一種新型技術(shù),在利(lì)用其(qí)治(zhì)理揮發性有機(jī)廢(fèi)氣時,人們可以借助生物降解的方式(shì)來處理。有(yǒu)的(de)微生物(wù)在汙染物中有著較強的適應力,所以可以將有機物作為微生物的養料進行新陳代謝,從而降解揮發(fā)性有機廢氣中的化合物。該法不僅安全性較強,而且便於操作,不會形成二次(cì)汙染,對所需的(de)設備要(yào)求不高,經濟性較強,目前在我國得到逐步發展,在低(dī)濃(nóng)度與惡臭治(zhì)理中得到有效應用。在處理過程(chéng)中,微生物的成長養分靠有機物(wù),將揮發性有機廢氣中(zhōng)的有機物進行轉化和分(fèn)解後,形成水與二(èr)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。在利用這一方法對揮發性有機廢氣進行治理時,為確保治理(lǐ)效果得到提升,廢氣中(zhōng)的汙染物如何由氣(qì)相(xiàng)被捕捉至液相是關鍵,直接影響去除效率。人們必須考慮填料層的碰撞密度和吸收液的選(xuǎn)擇添加(jiā),捕捉下(xià)來的揮發(fā)性有機廢氣再被微生物分解成水與二氧化碳。運行過程做好生物處理係統的指標控製,在具體進行控製時,結合指標內容來確(què)定控製標準。就填料溫度而(ér)言,一(yī)般控(kòng)製在25 ~ 43 ℃,空塔停留時間一般超過9s,係統(tǒng)濕度保持在40% ~ 60%,營養物質主(zhǔ)要有BOD、N、P,三者的比例為100∶5∶1,pH 介於4 ~ 10。
       結語
       本研究基於“源頭防控、過程管理、末端治理”的思路,對揮發(fā)性有機廢氣的治理模式進行了梳(shū)理,注重(chóng)揮發性有機廢氣(qì)的全程化防治,以確保揮發性有機(jī)廢氣的治理成效得到(dào)提升。