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VOC处理设计

 

发布日期:2015-01-01


  
  挥发性有机物(VOC)是生成PM2.5的重要前体污染物,VOC治理迫在眉睫。VOC监测、VOC治理和水质监测市场已经启动,发展空间广阔。
  
  VOC即挥发性有机化合物,在空气中达到一定浓度并长时间存在,将伤害肝、肾、大脑和神经系统,主要产生于石化、有机化工、合成材料、化学药品原料制造、塑料产品制造、装备制造涂装、包装印刷等行业,它使得大气的氧化性增加,也是构成PM2.5的前提,其排放量不在二氧化硫和氮氧化物之下。
  
  为有效改善空气质量,VOC治理迫在眉睫。在二氧化硫、氮氧化物之后,VOC或将成为下一个大气污染治理重点领域。根据《重点区域大气污染防治“十二五”规划》(以下简称“十二五”),2015年起将展开VOC防治相关工作。而2013年7月,环境保护部污染防治司司长赵华林在环境保护政策报告与环境服务业发展研讨会上,透露环境保护部正在着手相关工作,也开展了针对石化等重点行业的VOC排放标准的制定工作。
  
  虽然2015年这一市场的全面开启还未到来,但是目前已经出现了一些VOC监测的市场需求,如汽车、化工等行业的需求、江苏省在57个省级化工园开展VOC在线监测、全国重污染天气预警系统建设带来的数亿元需求,等等,一些省市的大气污染防治计划也将VOC监测与治理纳入工作重点并安排了资金投入,VOC监测与治理市场的潜力吸引了多家仪器企业先后加入到这一市场的竞争之中。
  
  VOC治理滞后问题
  
  然而,VOC治理还有一些滞后问题。
  
    
  据笔者了解到,除《大气污染物综合排放标准》(以下简称《排放标准》)等7项国家污染物排放标准对非甲烷总烃、苯系物、恶臭等指标进行了规定外,对石化、化学药品原料制造、装备制造涂装、包装印刷等VOC重点排放行业都无相关的排放标准。此外,《排放标准》制定时也未参考锅炉排放标准设定过剩空气系数,大部分企业无须治理或采取加大风量等措施进行稀释,即可确保达标排放。
  
  同时,排污收费工作也存在着标准不健全的问题。国家2003年颁布实施的《排污费征收标准管理办法》中,只规定了苯系物等部分挥发性有机污染物的排污费征收标准。
  
  VOC治理法治需健全
  
  环保业内人士表示,PM2.5监测目的不是降低其浓度,改善空气质量才是最终目标,因此建议政府通过开征VOC排污费来治理空气污染。
  
  中国科学院大气物理研究所研究员王跃思表示,标准和制度的威严在于实行。法规标准还不健全的,那就进行修改完善,加强监管,提高违法成本,就能解决部分问题。另外一个就是全民环保意识要提高、要科普、要宣传,要反复强调哪些行为是破坏环保的,哪些不良的习惯排放了过多的污染物。
    
  为有效改善空气质量,政协委员谢华建议,应尽快研究制定相关的补偿政策,建立环境污染的生态补偿机制,对承担重工业、重污染的区县予以一定的经济补偿。
  
  “这些经济补偿一方面用于该区进行环境综合治理,另一方面用于平衡该区丧失的发展其它产业的机会成本。补偿资金实行专款专用,专项用于污染治理和生态建设。”谢华表示。
  
  VOC处理设计
  
  现在,国家已开始重视挥发性有机物治理,如“十二五”提出挥发性有机物污染防治工作全面展开,新增挥发性有机物减排能力152.5万吨/年,PM2.5年均浓度下降5%。这意味着,相对于二氧化硫、氮氧化合物和粉尘治理,将诞生一个空白的空气治理市场。
    
  “未来监测、控制和治理VOC的清洁技术是非常重要的产业方面,大家应该更加关心。”国家环境保护部规划财务司司长赵华林向笔者表示,目前在该领域的政策制定并不系统,目前研究的重点包括排放标准、控制方法等,是未来的一个方向。“它和别的污染物不一样,无组织排放占到95%,监控较难。”
  
  VOC监测设备市场启动:全国重污染天气预警系统建设将带动250-500套VOC在线监测仪需求,市场总规模7-14亿。
  
  VOC治理工程快速增长:我国工业VOC废气治理率<10%,且VOC提标潜力巨大,政策带动下13-15年VOC治理行业迎来50%-80%爆发式增长。

        VOC处理设计需要找一家靠谱的环保企业。上海安居乐VOC处理技术广泛运用在五百强西门子、富士康、SAMSUNG、欧姆龙、中石化、中海油、立邦等有机VOC处理上,值得参考。

1、吸附法

吸附法利用某些具有吸附能力的物质如活性炭、硅胶、沸石分子筛、活性氧化铝等具有多孔材料吸附有害成分而达到消除有害污染的目的。微孔和介孔材料已被广泛应用于吸附过程。然而,在实践中遇到的最常见的多孔材料(如活性炭,硅胶和分子筛)的一些缺点,如低的吸附能力,易燃性,并有与再生有关的其他问题。因此,人们一直专注新型多孔材料的吸附能力,快速反应动力学和高可逆性。吸附法的优点在于去除效率高、能耗低、工艺成熟、脱附后溶剂可回收。缺点在于是设备庞大,流程复杂,投资后运行费用较高且有二次污染产生,当废气中有胶粒物质或其他杂质时,吸附剂易中毒。

吸附法其吸附效果主要取决于吸附剂性质、气相污染物种和吸附系统工艺条件(如操作温度、湿度等因素),因而吸附法的关键问题就在于对吸附剂的选择。吸附剂要具有密集的细孔结构,内表面积大,吸附性能好,化学性质稳定,耐酸碱,耐水,耐高温高压,不易破碎,对空气阻力小。常用的吸附剂主要有活性炭(颗粒状和纤维状)、活性氧化铝、硅胶、人工沸石等。

吸附法与其它净化方法的集成技术治理众多行业的有机废气,在国内得到了推广应用。如采用液体吸附和活性炭吸附法联合处理高浓度可回收苯乙烯废气;采用吸附法和催化燃烧法联合处理丙酮废气等。吸附法与其它净化方法联用后不仅避免了两种方法各自的缺点,而且具有吸附效率高,无二次污染等特点。

 

2、溶剂吸取法

以液体溶剂作为吸取剂,使废气中的有害成分被液体吸取,从而达到净化的目的,其吸取过程是根据有机物相似相溶原理,常采用沸点较高、蒸气压较低的柴油、煤油作为溶剂,使 VOC 从气相转移到液相中,然后对吸取液进行解吸处理,回收其中的 VOC,同时使溶剂得以再生。该法不仅能消除气态污染物,还能回收一些有用的物质,可用来处理气体流量一般为 3000~15 000 m3/h、浓度为 0.05%~0.5%(体积分数)的VOC,去除率可达到 95%~98%。

该法的优点在于对处理大风量、常温、低浓度有机废气比较有效且费用低,而且能将污染物转化为有用产品。但溶剂吸取法仍有不足之处,由于吸取剂后处理投资大,对有机成分选择性大,易出现二次污染。因而在处理VOC时需要选择多种不同溶剂分别进行吸取,较大增加了成本与技术复杂性。另外,有机物在吸取剂中的溶解度、有机废气的浓度、吸取器的结构形式,如填料塔、喷淋塔,液气比、温度等操作参数等均为吸取法的影响因素,任何一项发生改变将或多或少影响到吸取法效用。

 

3、热破坏法

热破坏法分为直接燃烧法、催化燃烧法和浓缩燃烧法。其破坏机理是氧化、热裂解和热分解,从而达到治理VOCs的目的。热破坏法适合小风量,高浓度的气体处理,对于连续排放气体的场合,使用设备简单,投资少,操作方便,占地面积少,另外可以回收利用热能,气体净化彻底。由于热破坏法是催化燃烧,所以要求的起燃温度低,大部分有机物和 CO 在 200~400 ℃即可完成反应,故辅助燃料消耗少,而且大量地减少了氮化物的产生,适用于较多场合。但热破坏法有燃烧爆炸危险,热力燃烧需消耗燃料,不能回收溶剂。而热催化氧化法中不允许废气中含有影响催化剂寿命和处理效率的尘粒和雾滴,也不允许有使催化剂中毒的物质,以防催化剂中毒,因此采用催化燃烧技术处理有机废气必须对废气作前处理。

 

4、生物处理法

生物处理技术应用于有机废气的净化处理是近几年才开始的,是一项新兴的技术。常见的生物处理工艺包括生物过滤法、生物滴滤法、生物洗涤法、膜生物反应器和转盘式生物过滤反应器法。

生物膜法是利用微生物的新陈代谢过程对多种有机物和某些无机物进行生物降解,生成CO2 和H2O,进而有效去除工业废气中的污染物质。该法具有设备简单,运行维护费用低,无二次污染等优点。但对成分复杂的废气或难以降解的VOC,去除效果较差,体积大和停留时间长,选用不同的填料其降解有机废气的效果参差不同。

 
 

5、VOC处理光氧催化:
光催化氧化是在外界可见光的作用下发生催化作用,以半导体及空气为催化剂,以光为能量,将有机物降解为CO2和H2O及其它无毒无害成份。本企业利用人工紫外线光波作为能源,配合经我企业特殊处理后活性最强、反应效率最高的纳米TiO2催化剂,废臭气体经过处理后可达到净化的更理想的效果。

在半导体光催化氧化反应中,通过紫外光照射在纳米TiO2催化剂上,纳米TiO2催化剂吸取光能产生电子跃进和空穴跃进,经过进一步的结合产生电子-空穴对,与废气表面吸附的水分(H2O)和氧气(O2)反应生成氧化性很活波的羟基自由基和超氧离子自由基能够把各种有机废气如烃类、醛类、酚类、醇类、硫醇 类、苯类、氨类、氮氧化物、硫化物以及其它VOC类有机物及无机物在光催化氧化的作用下还原成二氧化碳(CO2)、水(H2O)以及其它无毒无害物质,经 过净化之后的废气分子被活化降解,臭味也同时消失了,起到了废气净化的作用,同时对管道内滋生的细菌病毒都可以有效的去除,由于在光催化氧化反应过程中无任何添加剂,所以不会产生二次污染,运行成本方面只是用到电能,无需经常更换配件,对于企业来的使用上是相当的节能环保。

 

 

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