大氣環境中揮發性有(yǒu)機廢氣治理技(jì)術(shù)分析
來源:抖阴app成人環保 發布時間(jiān):2021-11-30
揮發性有機物是指(zhǐ)在常溫下,沸點50 ~ 260 ℃的各種有機化合物,簡稱VOCs。含有揮發性(xìng)有機物的廢氣即為揮(huī)發性有機廢氣。主要形態為揮發性(xìng)和有機物兩(liǎng)個部分。主要(yào)成(chéng)分包括苯係物、有機氯化物(wù)、氟利昂係列、有機酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烴化(huà)合物等。產生途徑為人們(men)日常活(huó)動(dòng)及(jí)企(qǐ)業生產(chǎn)過程、日常生(shēng)活(huó)有加油站油(yóu)氣的揮發、裝修塗料的(de)晾幹過程和(hé)酒精等日常的消毒等;企業(yè)生產過(guò)程產量較大,包括噴塗、印刷、有(yǒu)機溶劑清洗作業等,大量使(shǐ)用揮發性有機溶劑。VOCs 對人的健康影響較大,容易引發人體畸變(biàn)和癌變,屬於大(dà)氣防(fáng)治的主要內容。
揮發性有機廢氣帶來的危害
室內危害指汙(wū)染氣體的濃度超標,人(rén)長時間處(chù)於含有揮發性有機廢氣的室內環境中(zhōng),就(jiù)會出現惡心、四肢(zhī)乏力和(hé)頭疼等感覺,嚴重時還會出現記憶(yì)力下(xià)降、抽搐(chù),甚至(zhì)昏迷,其會導致人體肝腎與神經係統受到嚴重損傷。
室外危害分為直接與間接危害。其中,直接危害對人體健康與植(zhí)物生長帶來影(yǐng)響;間接危害給氣候環境(jìng)帶(dài)來危害。大氣中的揮發性有機廢氣增加,容易形成光化學(xué)反應,導(dǎo)致(zhì)霧霾天氣的產(chǎn)生,損害(hài)人(rén)體機能且發生病變。植物受到(dào)的危害體現在以下方麵:硫化物與氟(fú)化物等有害(hài)物質含量急劇上升,可導致植物發病(bìng)、枯(kū)萎(wěi)、死亡,農(nóng)作(zuò)物的產量與農產品的質量將受到巨(jù)大影響(xiǎng);同(tóng)時對氣候環境也有影響,可導致空氣渾濁,遮擋陽光,地麵光(guāng)照輻射下降,動植物生長的光合(hé)作用不足。而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(jìng)發生變化。
源頭防控
*先,在工(gōng)業生(shēng)產中,生產高含量(liàng)揮發(fā)性有機化合物原(yuán)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(jié)生(shēng)產技術的研究,提升(shēng)原材料的轉化率與利用(yòng)率,研(yán)發並采用新技(jì)術,逐步響應*標準,生產出揮發性(xìng)有機化合物含量較低並符合客戶需要的原料產品。生產過程需要注意車間的密(mì)閉,並做(zuò)好設備與生產(chǎn)管線組(zǔ)建(jiàn)的檢查與維護工作,閥門、泵體、材料存儲、法蘭、運輸裝置等(děng)均屬於易泄露設備與組(zǔ)件,要避免管線組件損傷而導致廢氣泄露的情況出現,從源(yuán)頭減(jiǎn)少揮發性(xìng)有(yǒu)機(jī)廢氣的產生量。
對於噴塗、印刷等以含高揮發性有(yǒu)機溶劑為原輔材料(liào)的幾大行業,將(jiāng)揮發性有機物產品作為生產企業的原(yuán)料時,除(chú)了(le)做好全程防止廢氣外泄的情(qíng)況出現之外,還應選用新的生產工藝,選用低(dī)揮發性新原料代替原來使用的高(gāo)含量揮發性有機廢氣的生產原料用於生產。
其次,做好揮發性有機廢氣的監測工(gōng)作,加大排(pái)放監控力度,將大氣環境汙染減少。生態環境部門要做(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(qì)治理設備的維護(hù)和日常管理,不斷完善和規範(fàn)管理(lǐ)製度,保證揮發性有機廢氣的(de)治理設備設施與儀器設備正常高效運行(háng)。例如,近年來,針對高VOCs 產生的幾大行業出(chū)台製定(dìng)的“一企一策”方(fāng)針,要(yào)求(qiú)企業提標改造老舊廢氣處理設施,削減企業廢氣排放總量,督促企業加速轉型。出台的政策收到了明顯的效果(guǒ),空(kōng)氣質量得到極大的(de)改善。
過程管理
一是注重(chóng)工業清潔生產技術(shù)的優化。既要注重對揮(huī)發性有機廢氣排(pái)放方麵的宣傳與引導,又要引導(dǎo)企業做好生產技術與設備的升級改造,注重清(qīng)潔生產技術與設備的研發與應用,使揮發性(xìng)有(yǒu)機物排放量得(dé)到(dào)有效控製。
二是注重(chóng)業務培訓,不斷強化企業的環保意識,召集(jí)行業企業參與揮發性有(yǒu)機廢氣(qì)治理技術與案例分析培訓會,強化揮(huī)發性有機廢氣治理先進技術的宣傳和典型治理案例的分析,講解和學習行業大氣汙染排放標準(zhǔn),做好企業揮發性有機廢氣治理的部(bù)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(hǎo)生(shēng)產(chǎn)現(xiàn)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(chéng)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”的治理模式下得到高效防治。
末端治(zhì)理
回收技術
吸收技術
吸收技術(shù)是(shì)對揮發性有機(jī)廢氣進行回收的技術,將不易揮發的液體作為吸收劑,利用其所具有的吸收功能,借助吸(xī)收裝置(zhì)來回收揮發性有機(jī)廢氣。在回收過程中,借助組分溶解度和化學反應間的差異,揮發性有機廢氣的(de)有害組分可以得到充分吸收。
吸附技術
吸(xī)附技術(shù)采(cǎi)用固體介質的吸附劑所具有微孔結構,將揮發性有機廢氣的吸附質吸附(fù)在表麵,廢氣中的目標物質與主體得以分離。吸附塔設施有兩套(tào),分別為1#、2#。*先是揮發性有機廢氣從風機進入(rù)1#吸附塔中吸附。1# 吸(xī)附塔的吸附(fù)飽和,就會切(qiē)換到2# 吸附(fù)塔中繼續吸(xī)附,此時的1# 吸附塔(tǎ)脫附和再(zài)生。其間不(bú)斷進行交替(tì)操作,揮發(fā)性有機廢氣得以連續處理。常見的吸附劑是活性炭和沸石。其中,活(huó)性炭吸附是*為常見的吸附技術。利用活(huó)性炭吸附揮發性(xìng)有機廢氣,飽和之(zhī)後活性炭脫離(lí)吸附進(jìn)行再生,有機廢氣在吹脫之後開展催化燃(rán)燒,將揮發性有機廢氣的有害物質銷毀,並轉(zhuǎn)化成無害物質。再生的活性炭還(hái)能實施二次利用,活性炭的作用得到有效(xiào)發揮(huī)。在吸附過程中,應統計活性炭吸附能力,若活性炭吸(xī)附能力存在明顯下降的情(qíng)況,應將活性炭及時地更換或者再生(shēng)活性炭。置(zhì)換後得到(dào)的活性(xìng)炭為(wéi)危險廢物,很多有害物質在其內部存儲,對其實施(shī)專項處理,委托有相關處置資質的單位進行(háng)回收,避免二次汙(wū)染。
在(zài)進(jìn)行吸附回收時,應注(zhù)重各項工藝參數的控(kòng)製,以(yǐ)達到良好的處理效果。吸附溫度應超過40 ℃。當采用顆粒吸附劑時,其氣(qì)流速度大於0.6 m/s;當采用纖維狀吸附劑時,其氣(qì)流速度大於0.15 m/s;當采用蜂(fēng)窩狀吸附劑(jì)時,其氣流速度大於1.2 m/s。顆粒物(wù)含量應大於1 mg/m3。就吸附單元(yuán)壓力損失而言,采用纖維狀吸附劑時,其損失在4 kPa 之下,采用其他形狀的吸附劑時,其(qí)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、分子(zǐ)篩吸附劑的脫附溫度分別是低(dī)於140、120、200 ℃。
冷凝(níng)技術
冷凝技術針對一定濃度下的有機蒸(zhēng)汽形成的揮(huī)發性有機廢氣,強行(háng)進(jìn)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,飽和蒸汽氣壓比其組分分壓(yā)值要低,從而將其組分凝結為液體,廢氣(qì)內的組(zǔ)分分壓(yā)值得到減少,達(dá)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體所需方(fāng)法(fǎ)采取冷卻和(hé)壓縮兩種相結合的方式進行處(chù)理。當揮發性有機廢氣的(de)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
燃燒技(jì)術
燃燒技(jì)術借助有機氣(qì)相汙染物容易燃燒的特(tè)點,進行燃(rán)燒(shāo),將廢氣轉變成無機小分子,對揮發性有機廢氣進行分解。根據廢氣有機物的濃度大小,可采取直接燃燒、吸附脫附燃燒或者催(cuī)化燃燒等方式,將揮發性有機廢(fèi)氣中的汙染物(wù)進行有效(xiào)清除,清除率往往超過95%。
在(zài)燃(rán)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(chù)理的前提,並通過化學反應將可燃揮發性有機廢氣轉化成等量的氧化物和(hé)水。利用(yòng)RTO 技術處(chù)理揮發性有機廢氣(qì)時釋放(fàng)的熱量被蓄(xù)熱式熱力氧化爐吸收後,RTO 自身運行對能源的消耗降低,而且(qiě)對有機廢氣的分解率得到提升。當RTO 熱(rè)回收率超(chāo)過95% 時(shí),揮(huī)發性有機廢氣分解率(lǜ)往往超過99%。蓄熱式熱力氧化爐結構(gòu)簡單,其中的切換閥提升了RTO 的靈活性,人們還能結合實(shí)際而采取針對性的熱回收方式。
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完(wán)全氧化(huà),有效地對工(gōng)業揮發性有機廢氣進行淨化處理,在化工、噴漆、塗料等行業中得(dé)到應用。其中(zhōng),*為關鍵的就(jiù)是催化燃(rán)燒設備的選擇,催化燃燒設備通常包含預熱(rè)、催化燃燒、煙道、電加熱和廢熱(rè)回收等裝置。另外,要(yào)做好催化劑的選擇,稀(xī)土催化劑的催化效果較好,催化過程更安全。在利用設備進行催化處(chù)理(lǐ)時(shí),揮發性有(yǒu)機廢氣在高溫環境下(xià)與空氣混合容易引起(qǐ)爆(bào)炸,在催化燃燒淨化(huà)中做(zuò)好有機物與空氣配比的控製(zhì),確保配比始終處於爆炸範圍的下限。在具體的處理(lǐ)中(zhōng),應注重以下技術參數的控製:催化燃燒裝置內的(de)揮發性有機(jī)廢(fèi)氣溫度應低於400 ℃;催化床的溫(wēn)度應控製在250 ~ 350 ℃;催化燃燒裝置內(nèi)的顆粒物含量應保持(chí)在10 mg/m3 之下;換向閥泄(xiè)漏率應控製在0.2% 之(zhī)下,壓力損失應保持(chí)在2 kPa 以(yǐ)下。
除了上述燃燒技術外,還可以采(cǎi)取吸附(fù)濃縮催化技術,這一技術是將吸附(fù)技術和催化燃燒技術(shù)進行有(yǒu)機結合。*先利用活性炭吸附揮發性有機廢氣,吸附飽(bǎo)和之後,淨化設備停止吸附,再利用設備熱氣(qì)流在活性炭中將(jiāng)揮發性有機廢氣脫離(lí),活性炭(tàn)再生後便(biàn)能再次利用,而揮發性有機廢氣脫附後(hòu),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燒,得(dé)到(dào)二氧化碳與水。揮(huī)發性有(yǒu)機廢氣的濃度達到一定程度,器就可以在催化床上燃燒,而燃燒形成的氣體基本處於吸附床中,成為活(huó)性炭脫附所需的熱氣流,隻有少量排入(rù)大氣(qì)中,熱能得到多次利用。
生物(wù)技術(shù)
生物處理技術屬(shǔ)於一種新型技(jì)術,在利用其治(zhì)理揮發性有機廢氣時(shí),人們可以(yǐ)借助生(shēng)物降解的方式來處理。有的微生物(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,從而降解揮發性有(yǒu)機廢氣中的化合物。該法不僅安全(quán)性較(jiào)強,而且便(biàn)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(qián)在我國得到逐步發展,在低濃度(dù)與惡臭治理中得到有效應用。在處理過程中,微生物的(de)成(chéng)長養分靠有機物,將揮發性有(yǒu)機廢氣中的(de)有機(jī)物進行轉(zhuǎn)化和分解後,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(dài)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(què)保治理效果得到(dào)提升,廢氣中(zhōng)的汙(wū)染物如何由氣相被捕捉至液相是(shì)關鍵,直接影響去除效率。人們必須考慮填料(liào)層的碰撞密度和吸收液的選擇添加,捕捉下(xià)來的揮發性有機廢氣再被微生物分解(jiě)成(chéng)水與二氧化碳。運行過程做好生物處理係統(tǒng)的指標控製,在具體進行控製時,結合指標內容來確定控製標準(zhǔn)。就填料溫度而言,一般控製在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(sān)者的(de)比例(lì)為100∶5∶1,pH 介於4 ~ 10。
結語(yǔ)
本研究基於“源頭防控、過程管理、末端(duān)治理”的思路,對揮發性有機廢氣(qì)的治理模式進行了梳理(lǐ),注重揮發性有(yǒu)機(jī)廢氣的全程化防治,以確保揮發性有機廢氣的治理成效得到提升。