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各行各业如何处理VOCs废气?

2023-02-18 15:01:58大气治理1

各行各业如何处理VOCs废气?

雾霾等重污染天气多发,如何消减挥发性有机物(VOCs)成为社会广泛关注的问题。汽车涂装、印刷包装、石油化工等行业被国家列为VOCs重点削减行业。目前,北京、上海等多省市已对这些VOCs重点排放行业企业征收排污费。

如今,摆在VOCs排放企业面前的问题,就是如何做好自身VOCs排放的控制。下面我们来着重讲一下vocs污染比较严重的几个行业。

汽车涂装行业

汽车涂装行业的VOCs废气主要来自于喷涂、干燥过程的漆雾和有机溶剂。漆雾来源于空气喷涂作业中溶剂型涂料飞散。有机溶剂来自于涂料使用过程中的溶剂、稀释剂,绝大部分属挥发性排放,其主要的污染物为二甲苯、苯、甲苯等。

喷涂环节,主要通过采用水性涂料、粉末涂料、高固体分涂料等环保型涂料以降低VOCs排放量。当前,欧美国家所有新建涂装线底涂均采用了电泳底漆或粉末涂料,中涂采用水性涂料或粉末涂料,面涂采用水性底色加高固体分清漆。日本也在积极开发和推广水性涂料、高固体分及超高固体分罩光漆。

汽车烘干废气控制技术以蓄热式直接燃烧系统(RTO)为主,另外,回收式热力燃烧系统(TAR)、蓄热式催化燃烧系统(RCO)在部分企业得到使用,催化燃烧技术有少量企业使用。在国外回收式热力燃烧系统(TAR)应用较多。

包装印刷业

包装印刷行业VOCs排放主要来源于油墨调配、印制、烘干过程中油墨溶剂的挥发,以及稀释剂、润版液、清洗剂等的使用。此行业产生的VOCs浓度高,浓度变化大,对回收与销毁技术的要求较高。

源头控制旨在推行低VOCs或无VOCs的环保油墨、胶黏剂以及清洗剂等原辅材料使用,即从工艺的开端减少原辅材料的VOCs含量。过程中推广干燥装置优化控制系统是控制该行业VOCs排放量行之有效的技术。

末端控制目前使用的治理技术主要包括两类:一是采用吸附的方法对烘干机产生的高浓度部分废气进行回收。吸附剂有活性炭纤维和颗粒活性炭两种。二是采用吸附浓缩催化焚烧的方法对车间排出的低浓度废气进行净化。吸附剂有蜂窝活性炭和颗粒活性炭,净化效率一般在90%以上。有部分企业采用了国外的沸石转轮吸附浓缩装置,效果良好。国内目前在吸附材料沸石的改性方面还没有很好的解决方法。

石油化工行业

石油化工行业的生产装置复杂,因此,排放的污染物众多,成分复杂,浓度变化大。石化行业的污染物排放分为无组织排放和有组织连续排放。

石化行业VOCs的有组织排放主要为生产工艺过程中的人为排放。工艺过程产生的有机废气无法彻底回收利用,尽管采用了焚烧、吸附、冷凝等方式处理,但仍有部分有机尾气排放到大气中。主要包括催化裂化催化剂再生烟气、酸性气回收装置尾气、有机废气收集处理装置排气等三类。

无组织排放是石化行业VOCs排放的重要方式。主要有三个来源:①生产、储运过程中存在不同程度的泄漏和人为排放问题。②在废水集输及处理系统的开放空间中,暂溶于废水的VOCs会重新逸散,挥发到大气中对环境产生二次影响。③轻质油品及挥发性化学药剂和溶剂贮存过程中的逸散也会产生VOCs。

根据石油化工行业的典型特点,控制VOCs首先应注重无组织排放的收集。一般使用多级技术串联,集成冷凝、膜和吸附的回收工艺可以实现毫克级的技术标准。

目前大气污染源中,有组织的排放在末端处理中基本可以得到处置,而无组织排放的污染则很难控制,末端治理有难以克服的弊病,比如风向的改变也会影响VOCs的控制。所以VOCs的控制重点还是从源头抓起,从生产工艺开始入手。

voc治理有哪些好的技术工艺

VOCs的处理方式有以下:

一是掩盖稀释法。顾名思义掩盖稀释是通过利用其他气味的气体,掩盖废气中令人感到厌烦和不适的恶臭气味,达到除臭目的;而稀释法则是通过鼓入空气对浓度较高的臭气进行稀释,直到通过人体感官难以觉察为之。这种方法本质上是从感官感受层面消除臭气的负面影响,但造成恶臭的臭气因子仍然存在。

二是吸收法。这也是目前市政和工业除臭普及率最高、适用范围最广的技术之一,主要利用活性炭等吸附质,其多孔隙结构具有的庞大比表面积及范德华力,对废气中的各种气体分子包括恶臭因子进行吸附,达到与气流分离的效果。尽管该技术业已成熟成本也相对较低,但致臭成分没有真正被去除,后续仍要对吸附质进行脱附和二次处理等操作,且使用寿命较短,应对高浓度臭气时效果不佳。

三是裂解法。通过各种手段对恶臭气体分子进行分解破坏,直接从致臭源头解决废气处理问题,随着环保产业技术的发展,目前行业内已经诞生出诸如(催化)燃烧法、高温裂解法(沸石回转炉)、化学法(药剂喷淋塔或植物提取液喷淋法)、UV光解法、(超能)等离子法和生物法等。其中超能等离子法和生物法作为除臭行业的新兴应用技术,因除臭效率高、能耗小、安全系数高、不产生二次污染等优点正在被越来越广泛地应用。

超能等离子技术通过以下四种方式裂解恶臭因子:

1)化学途径,采用双极屏蔽技术,在常温常压的环境条件下即可使氧分子分离成生态原子氧、纯净离子氧、羟基自由基、单线态氧、带正、负电荷的离子和离子氧群团等。这些高氧化性、高能量、高浓度的离子群能够和气流中的产生臭气污染的有机分子或无机物发生氧化反应,生成无毒的小分子;致使空气中的细菌细胞膜以及病毒的蛋白质包膜结构发生改变,从而使其失活。

2)物理作用,在离子管产生的电场作用下,电极空间里的等离子体的电子获得能量后,以每秒300万次至3000万次的速度与异味气体分子发生非弹性碰撞,分子动能大部分转化为污染物分子的内能,引发电离、裂解或激发等一系列复杂物理化学反应,再经过多级净化使污染气体分子降解为二氧化碳和水等常见无毒小分子,从而达到除臭目的。

3)聚合沉降,经过电场的尘埃颗粒物会带上电荷,在电荷的相互作用下结合成较大的团块,最终被滤网去除或随重力沉降,进而保护人体免受可吸入颗粒物及其携带微生物的伤害。

4)保持健康愉悦心情,有研究表明自然界特别是森林、湿地空气环境中含有大量负离子,而负离子与人体保健密切相关,它不仅能够净化空气清除污染,还能促进肺泡和肺功能修复,并有效改善大脑皮层活性,消除疲劳、改善睡眠。

生物法对恶臭污染物的转化过程如下:

①恶臭气体的溶解过程。废气与水或固相表面的水膜接触,污染物溶于水中成为液相中的分子或离子,即恶臭物质由气相转移到液相,这一过程是物理过程,遵循亨利定律;

②恶臭物质的吸附、吸收过程。水溶液中恶臭成分被微生物吸附、吸收,恶臭成分从水中转移至微生物体内。作为吸收剂的水被再生复原,继而再用以溶解新的废气成分。被吸附的有机物经过生物转化,即通过微生物胞外酶对不溶性和胶体状有机物的溶解作用后才能相继地被微生物摄入体内。如淀粉、蛋白质等大分子有机物在微生物细胞外酶(水解酶)的作用下,被水解为小分子后再进入细胞体内。由此可见,当以污泥或膜形态存在的微生物表面一旦通过吸附而被有机物覆盖后,其进一步吸附的作用将受到限制,因而需要通过膜的表面更新或不断补充具有吸附能力的微生物菌胶团,才能保证此过程的顺利进行;

③恶臭物质的生物降解过程。进入微生物细胞的恶臭成分作为微生物生命活动的能源或养分被分解和利用,从而使污染物得以去除。烃类和其他有机物成分被氧化分解为CO2和H2O,含硫还原性成分被氧化为S、SO42-;含氮成分被氧化分解成NH4+、NO2-和NO3-等。

VOC废气处理主要是挥发性有机化合物,VOC的主要成分有:烃类、卤代烃、氧烃和氮烃,它包括:苯系物、有机氯化物、氟里昂系列、有机酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烃化合物等。VOC是挥发性有机化合物的英文简称,通常所说的墙面漆中对人体有害的化学物质(重金属除外)就是指VOC。这些挥发性有机化合物包括甲醛、氨、乙二醇、酯类等物质。治理工艺:活性吸附法、引风高空排放法、燃烧处理法、吸收除气法、冷凝收集法、生物处理法-中微VOC治理生物方法及中微DM微生物有机废气处理一体化系统、采用替代 HAP 溶剂法等。

VOC治理常用的方法有热破坏法、吸附法、生物处理法、变压吸附分离与净化技术、氧化法、液体吸收法、冷凝回收法,其中VOC吸附回收装置是当前比较科学及环保的方法。

吸收法、冷凝法、吸附法、生物法、等离子体法等。

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