大氣環境中揮發性有(yǒu)機廢氣治理技術分析
來源:抖阴app成人環保 發布時間:2021-11-30
揮發性有機物是指在常溫下(xià),沸點50 ~ 260 ℃的各種有機化合物,簡稱VOCs。含有揮發性有機(jī)物的廢氣(qì)即為揮發性有機廢氣。主要形態為揮發性和有(yǒu)機物(wù)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(hé)石油烴化合物等。產生途徑為人們日常活動及企業生產過程、日(rì)常生活有加油站油氣的揮發、裝修(xiū)塗料的晾幹過程和酒精等日常的消毒等;企業生產過程產量(liàng)較大,包括噴塗、印刷(shuā)、有機溶(róng)劑清洗作業等,大量使用揮(huī)發(fā)性有機溶劑。VOCs 對人的健(jiàn)康影響較大,容易引發人體畸變和癌變,屬於大(dà)氣防治(zhì)的主要內容。
揮發性有機廢氣帶來的危害
室內危害指汙染氣體的濃度超標,人長時間處於含有揮發(fā)性有機廢氣的室內環境中,就會出現惡心、四肢(zhī)乏力和頭疼等感覺(jiào),嚴重(chóng)時還會出現記憶力下降、抽搐,甚至昏迷,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(jiē)危害。其中,直接(jiē)危害對人(rén)體健康與植物生長(zhǎng)帶來影響;間(jiān)接(jiē)危害給(gěi)氣候環境帶來危害。大氣中的揮發性有機廢(fèi)氣增加,容易形成光化學反應,導致霧霾天氣的產生,損害人體機能且發(fā)生病變。植物受到的危害體現在以下方麵:硫化物與氟(fú)化物等有害物質含量急劇上升,可(kě)導致植物發病、枯萎、死(sǐ)亡,農(nóng)作物的產量與農產品的質量將受到巨大影響;同時對(duì)氣候環(huán)境也有影響,可導致空氣渾濁,遮擋陽光(guāng),地麵光照輻射(shè)下降,動植物生(shēng)長的光合作用不足。而微(wēi)粒對水汽有凝(níng)結核作用,從而導致降水量加大,氣候環境發生變化。
源(yuán)頭防控
*先,在工業生產中,生產高含量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(háng)業,應(yīng)注重生產技術的優化和(hé)完善,加強先進清潔生產技術的研究,提升原(yuán)材料的轉化(huà)率與利用(yòng)率,研發並采用新技術,逐步響應*標準,生(shēng)產出揮發性有(yǒu)機化合(hé)物含量較低並符合客戶需要的(de)原料(liào)產品。生產過程需要注意車(chē)間(jiān)的密閉,並做好(hǎo)設備與生產管線組建(jiàn)的檢查與(yǔ)維護工作,閥門、泵體、材料存儲、法蘭、運輸裝(zhuāng)置等均屬於易泄露設備與組件,要避免管線組件損傷而導致廢氣泄露的情況出現,從源頭減少揮發性有機廢氣的產(chǎn)生量。
對於噴(pēn)塗、印刷等以(yǐ)含高揮發性有機溶劑為原輔材料的幾大行業,將揮發(fā)性有機物(wù)產品(pǐn)作為生產企業的原料時,除了做好全程防止(zhǐ)廢氣外泄的情況出(chū)現(xiàn)之外,還應選(xuǎn)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含量揮發性有(yǒu)機廢氣的生產原(yuán)料用於生(shēng)產。
其次,做好揮發性(xìng)有機廢氣的監測工作,加大排放監控力(lì)度,將大氣(qì)環境汙染減少。生態環境部門要做好監督和引導,按照(zhào)規範監測揮發性(xìng)有機(jī)廢氣,做好揮發性有機廢氣治理設備(bèi)的維護(hù)和日常管理,不斷(duàn)完善和規範管理製度,保證揮發性有(yǒu)機廢氣的治理設備設施與儀(yí)器設備(bèi)正常高(gāo)效運行。例如,近年來,針對高VOCs 產生的幾大行業出台製(zhì)定的(de)“一企一策”方針,要(yào)求企業提標改造老舊廢氣處理設施,削減企業廢氣排(pái)放總量,督促企業加速轉型。出(chū)台的政策(cè)收到了明顯的(de)效果,空氣質量得到極大的改善(shàn)。
過程管理
一(yī)是注(zhù)重工業清潔生產技術的優化。既要注重對揮發性有機廢氣(qì)排放方麵的(de)宣傳與引導,又要引導企業(yè)做好生產技術與設備(bèi)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到(dào)有效(xiào)控製。
二是注重業(yè)務培訓,不斷強化企業的環保意識,召集行(háng)業企業參與揮發性有機廢氣治理技術與案例分析培訓會,強化揮發(fā)性有機廢(fèi)氣治理先進技術(shù)的宣傳和典型治(zhì)理案例的(de)分析,講解和學習行業大氣汙染排放標準,做(zuò)好企業揮發(fā)性有機廢氣治理的部署。
三是各企業(yè)在生產現場做好對產品和生(shēng)產裝置以及工藝特點的(de)排查,采用檢測儀器,做好生產現場的溯源,對揮發性有(yǒu)機(jī)廢氣的來源進行精準定位(wèi),並結合排查的問題做好對其的整(zhěng)改,以在生產過程中強化其的規避,確保(bǎo)揮發性(xìng)有機廢氣在“源頭防控、過程管理、末端治理”的治理模式(shì)下得到高效防治。
末端治理
回收技(jì)術
吸收技術
吸收技術(shù)是對(duì)揮發性有機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,借助吸收裝置來回收揮發性有機廢氣。在回收過(guò)程中(zhōng),借助組分溶解度和化學反應間的差異,揮發性有機廢氣的有害組分可以得到充(chōng)分(fèn)吸(xī)收(shōu)。
吸附技術
吸附技術采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(zhì)吸附在(zài)表麵(miàn),廢(fèi)氣中的目標物質與主體得以分離。吸附塔設施有兩套,分別為1#、2#。*先是揮發性(xìng)有機廢氣(qì)從(cóng)風機進入1#吸附塔中吸附。1# 吸附塔的(de)吸附飽和,就會切換到2# 吸附塔中繼(jì)續吸附,此時的1# 吸附塔脫附和再生。其間不斷進行交(jiāo)替操(cāo)作(zuò),揮發性有機廢氣得以連續處(chù)理。常見的吸附劑是(shì)活性炭和沸(fèi)石。其中,活性炭吸附是*為常見的吸附技術。利用活性(xìng)炭(tàn)吸附揮發性有機廢氣,飽和之後活性炭脫離(lí)吸附進行(háng)再生(shēng),有機廢氣在吹脫(tuō)之後開展催化(huà)燃燒(shāo),將(jiāng)揮發性(xìng)有機廢(fèi)氣的有害物質銷毀,並轉化成無害物質。再生的活性炭還能實施二次(cì)利用,活性炭的作用得到有效發揮。在吸附過程中,應統(tǒng)計活性炭(tàn)吸附能力,若活性炭(tàn)吸附能力存在明顯下(xià)降的情況,應(yīng)將活性炭及(jí)時地更換或者再生活性炭(tàn)。置換後得到的活性炭為危險廢物,很(hěn)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,以達到良好的處理效果(guǒ)。吸附溫度應超過40 ℃。當采用顆粒吸附劑時(shí),其氣流速度大於0.6 m/s;當采用(yòng)纖維狀吸附劑時,其氣流速度大於(yú)0.15 m/s;當采(cǎi)用蜂窩狀吸附劑時,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,其損失在2.5 kPa 之(zhī)下;就脫附溫度而言,水(shuǐ)蒸氣再生、熱空氣再生、分子篩吸附劑的脫附(fù)溫度分別是(shì)低於140、120、200 ℃。
冷凝技術
冷凝技術針對一定濃度(dù)下的有機蒸汽形成(chéng)的揮發性有機廢氣,強行進行降溫處理,以(yǐ)確保揮發性有機廢氣中的有機物蒸汽濃(nóng)度得(dé)到維持,飽和蒸汽氣壓比其(qí)組分分壓(yā)值要低,從而將其組(zǔ)分凝結為液體,廢氣內的組分分壓值得到減(jiǎn)少,達到分離氣體的(de)目(mù)的。一般(bān)而言,揮發性有機廢氣(qì)冷凝後形成的液體所需方法采取冷卻和壓縮(suō)兩種相結合的方式進(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(zuò)好對其的預處理、回收。
銷毀技術
燃(rán)燒技術
燃燒技術(shù)借助有機氣相汙(wū)染物容易燃燒的特點,進行燃燒,將廢氣轉變成無機小分子,對揮發性有機廢氣(qì)進行分解。根據廢氣有機物的濃度(dù)大小,可采取直接燃(rán)燒、吸附(fù)脫附燃燒或者催(cuī)化燃燒等方(fāng)式,將揮發性有機廢氣中的汙染物進行有效清除,清除率往往超(chāo)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(lǐ)的(de)前提,並通過(guò)化學反(fǎn)應將可燃揮發性有機廢氣轉化(huà)成等量的(de)氧化物和(hé)水。利用RTO 技術處理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,RTO 自(zì)身(shēn)運(yùn)行對(duì)能源的(de)消耗降低,而且對有機廢氣的分解率得(dé)到提升。當RTO 熱回(huí)收率超(chāo)過95% 時,揮發性有機廢氣分解率往往超過(guò)99%。蓄(xù)熱式熱力氧化爐結構簡單,其中的切換閥提升了RTO 的靈活性,人們還能結合(hé)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(huà)劑在(zài)低溫情況下對(duì)揮(huī)發性有機(jī)廢氣進行完全(quán)氧化(huà),有效地對工業揮(huī)發性有機廢氣進行淨化處理,在化工、噴漆、塗料等行業中得到(dào)應用。其中,*為關(guān)鍵的(de)就是催化燃燒設備的選擇,催化燃燒設備通常包含預(yù)熱、催化燃燒(shāo)、煙道(dào)、電加熱和廢熱回收等裝置。另外,要做好催化劑的選擇,稀土催化劑的催化效果較好,催化(huà)過程更安全。在利用設備(bèi)進行催化處理時,揮發性有機廢氣在高溫環境下與空氣混合容易引(yǐn)起爆炸,在催化燃燒淨化中做好有機物與空氣配(pèi)比的控製(zhì),確保配比始終處於爆炸範圍的下限。在具體的處理中,應注(zhù)重以下技術參數的控製:催化燃燒裝(zhuāng)置內的揮發性有機廢氣溫度(dù)應低於400 ℃;催(cuī)化床的溫度應控製在250 ~ 350 ℃;催化燃燒裝置內的顆粒物含量應保(bǎo)持在10 mg/m3 之(zhī)下;換向閥泄(xiè)漏率應控製在0.2% 之下,壓力損失應保持在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)技術是將吸附技術和催化燃燒技術進行有(yǒu)機結合。*先利(lì)用(yòng)活性炭吸附(fù)揮發性有(yǒu)機廢氣,吸附飽和之後,淨化(huà)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(jī)廢氣脫離,活(huó)性炭再生後便能再次利用,而揮發性有機廢氣脫附後,濃縮成之前的幾十倍,再將其送(sòng)入催化燃燒(shāo)室中進行催化(huà)燃燒,得(dé)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(zài)催化床上(shàng)燃燒,而燃燒形成的氣體基本處於吸附(fù)床中,成為(wéi)活性炭脫附所需(xū)的(de)熱(rè)氣流,隻有少量排入大氣中,熱能得到多次利用(yòng)。
生物技術
生物(wù)處理技術屬於一種新型(xíng)技術(shù),在利用其治理揮發性有機(jī)廢氣(qì)時,人們可以借助生物降解的方式來處理。有的微生物(wù)在(zài)汙染物中(zhōng)有著較強的適應力,所以可以(yǐ)將有機物作為微生物(wù)的養料進行新陳代謝,從而降解揮發性有機廢氣中的化合物。該法不僅安全性較強(qiáng),而且便於操作,不會形成二次汙(wū)染,對所需的設(shè)備(bèi)要求不高,經濟性較強,目前在我國得到(dào)逐步(bù)發展,在低濃度與惡臭治理中得到有效應用。在(zài)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(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來(lái)的汙染降低。在利用(yòng)這一(yī)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,廢氣中的汙(wū)染物如何由(yóu)氣相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(yè)的選擇添加,捕捉下來(lái)的揮(huī)發性(xìng)有機廢氣再被(bèi)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(kòng)製,在具體進(jìn)行(háng)控(kòng)製時,結合指標內容(róng)來確定控製標準。就填(tián)料溫度而言,一般控製在25 ~ 43 ℃,空塔停留時間一般超過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。
結語
本研究基於“源頭(tóu)防控、過程管理、末端治理”的思路,對揮發性(xìng)有機(jī)廢氣的治(zhì)理模式進行了梳理,注重揮發性有機廢氣的全程化防治,以確保揮發性(xìng)有機廢氣的治理成效得到提升。