中國VOCs治理現狀
摘要:介紹了揮發性(xìng)有機物(VOCs)汙染的來成人免费无码大片a毛片视频治理情況並分析了其存在的問題。
揮發性有機化合物(Volatile Organic Compounds,VOCs)是指常溫下飽和蒸汽壓大於133.32 Pa、常壓下沸點在50~260℃以下的有機化合物,或在(zài)常溫常壓下能揮發的有機固體(tǐ)或液體。VOCs是石油(yóu)化工、製藥(yào)、印刷、製鞋和噴漆等行業排放的最常見的汙(wū)染物。這些物質主要有硫化氫、硫醇(chún)類、氨、胺類、硝基化合物、烴類、脂(zhī)肪酸類(lèi)、醇類、酚類、酯類以及有機鹵係衍生物等。這些有機物大多具有毒性,部分已被列為致癌(ái)物,如氯乙烯(xī)、苯、多環(huán)芳烴等。多數VOCs 易燃易爆,對生(shēng)產(chǎn)企業的安全造成威脅;部(bù)分VOCs 對臭氧層具有破壞作用,如氯氟烴(tīng)(CFCs)和含氫(qīng)氯氟烴(HCFCls)。VOCs 是產生臭氧汙染和光化學汙染的主要汙染源,環保部已將(jiāng)其列為細顆粒物之外最大的空氣汙染元凶(xiōng),它也是導致灰霾(mái)天氣的重要前體物之一。
1 VOCs汙染物的種類及來源
1.1 VOCs汙染物的種類
大多數VOCs具有經濟價值,還可進行回收處理;但也有一部(bù)分VOCs 因(yīn)為會造成二(èr)次汙染或(huò)無法(fǎ)消除(chú),難以達到排放要求,需(xū)要吸附後(hòu)回收處理,如鹵族化合物(wù)氯乙(yǐ)烯和CFCs等。常見的VOCs大致可分脂肪類、芳香類、氯化碳氫化合物。
1.2 產生VOCs 汙染物的來源
VOCs 汙染物的來源主要有工業固定排放(fàng)源(yuán)、機動車尾氣排放成人免费无码大片a毛片视频日常生活排放源等3個(gè)方麵。工業固定(dìng)源是主要排放(fàng)源,不同行業VOCs排放的環境、排(pái)放的物質特征(zhēng)以及治理(lǐ)技術都不盡相同。
1.2.1 石油(yóu)煉製是VOCs汙染最大來源
在石油裂解過程中,會生產出烴類、醇類、醛類和酸類等物質,而繁瑣的煉油工藝,在(zài)生產過程中不可(kě)避免產生大(dà)量廢氣。例如,在鍋爐(lú)、加(jiā)熱爐和焚燒爐等設備的加熱過程中會產(chǎn)生大量(liàng)的燃燒煙霧廢氣;在物質(zhì)進行催化和裂化時,會產生SO2、CO2 以(yǐ)及CO等廢氣;在對(duì)瀝青(qīng)進行氧化時,會產生氧化瀝青廢氣;在回收尾氣時,對含硫尾氣汽提以及氣(qì)體脫硫和加氫精製(zhì)的過程(chéng)中,都會產生廢氣。
1.2.2 化工行業產生的汙染
化工行業排放VOCs在生產過程、燃料油和機溶劑輸(shū)配儲(chǔ)存過程中,主要(yào)是苯係物、有機鹵化物氟利昂(áng)係列、胺等。化工生產中(zhōng),在(zài)使用鍋爐、加熱爐、裂解爐和焚燒爐燃燒(shāo)煙氣時,會產生大量含有CO、CO2 的煙霧類汙染物。此外,甲醛(quán)、乙醛、聚乙烯和硝基氯苯等原材(cái)料和甲醛裝置、對苯二甲酸裝置、環氧氯丙烷裝置等特殊裝置運行時,都(dōu)會產生含有烷烴、烯烴、環烷烴和芳香(xiāng)烴等汙染物的工業廢氣。
1.2.3 來源於生活中的汙染
生活源中的汙染主要有汽車、新居(jū)塗料裝潢、秸稈燃燒和廚房油煙無組織排放等。特別(bié)是汽油(yóu)機動(dòng)車排(pái)放的VOCs中含有苯、甲(jiǎ)苯和二(èr)甲苯等苯係物,柴油機動車尾氣富含丙酮、丙烯和丙烷等短鏈碳氫化合物;新居塗料裝潢產生的VOCs在短時間內濃度高,成分複雜,不易擴散,對(duì)人體健(jiàn)康危害很大;秸稈燃燒,產生為煙塵中VOCs的主要成份(fèn)是芳香烴和醛類(lèi)化合物(wù);廚房(fáng)油(yóu)煙VOCs中主要汙染物為乙醇(chún)和丙烷。
2 VOCs汙染物的治理
VOCs治理包括:源頭減量、中間控製和末(mò)端治理。目前,中(zhōng)國仍以末(mò)端治理為(wéi)主。VOCs末端治理技術(shù)可分為2類:一類是具有破壞性的方法,如(rú)焚燒法(fǎ)、催化燃燒(shāo)法。另一類是非破壞性方(fāng)法,如吸附(fù)法、吸(xī)收法、冷凝法、膜分離法(fǎ)等。
2.1 破壞法
2.1.1 焚燒法
直接焚燒法是將VOCs直接連接到焚燒鍋爐中,當接入VOCs 濃度高時,即(jí)可在爐內充分(fèn)燃燒(shāo),然後生成CO2 和H2O;若接(jiē)入鍋爐中(zhōng)VOCs濃度較低,則需加(jiā)入輔助燃料(liào),使VOCs充分燃燒,最終生成CO2 和H2O。這種方法(fǎ)成(chéng)本低,運用(yòng)範圍廣(guǎng),技術(shù)路線(xiàn)也比(bǐ)較成熟。
目前焚燒法的主要(yào)形式有火炬、焚燒爐及2種係統的綜(zōng)合係統(tǒng)。其中,火炬係(xì)統是用來處理(lǐ)石油(yóu)化工(gōng)廠、煉油廠、煤化工及其他裝置無法回收和(hé)再(zài)加工的低氧有機氣體的特殊燃燒設施。火炬廢氣處理技術已(yǐ)大規模應(yīng)用於國內外各大項目中;對於(yú)處理VOCS 以及有機(jī)物濃度低的(de)不含氧裝置廢(fèi)氣,一般用(yòng)焚(fén)燒爐進行。
2.1.2 催化燃燒法
催化燃燒法是(shì)在(zài)廢氣燃(rán)燒的時候加入某種(zhǒng)催化劑,降低VOCs 的燃(rán)點,使VOCs 能夠充(chōng)分燃燒,最終生成CO2和H2O,實現直排。目前常用催化劑種類有貴金屬(如Pt、Pd) 與非貴金屬(如Ti、Fe、Cu等)兩大類。
2.2 非破壞法
2.2.1 吸附法
吸附法是利用具有微孔結(jié)構的吸附劑,將揮發性有害氣體的有毒物(wù)質吸(xī)附在吸(xī)附劑表麵(miàn)上,使有機物從主體分離。吸附法又分化學吸附和物理吸附兩種。化學吸附劑多用於治(zhì)理水相汙染物,因接觸時間問題,在現(xiàn)實中該法治理有機廢氣非(fēi)常少(shǎo)。而物理吸附材料在處理有機廢氣方麵則更(gèng)有效,例如活性炭和(hé)沸石等較常用,特別(bié)是改良後的(de)纖維吸附材料相比顆粒狀(zhuàng)和蜂(fēng)窩狀的吸附材料,吸收速(sù)率更高,效果更好。目前(qián),吸附法常用(yòng)於(yú)較低濃度廢氣的淨化。
2.2.2 吸收法
吸收(shōu)法(fǎ)是讓吸收劑和有機(jī)廢氣充分接觸,對廢氣中的有害物質進行吸收,然後將吸收劑(jì)進一步處理,再循環使(shǐ)用。噴淋裝置就是對有機廢氣進行處理的(de)裝置。吸收劑可分物理吸收劑(jì)和化學吸收劑兩(liǎng)種,物理吸收劑根據相似相(xiàng)容的特性。企業常用水吸收易溶於水的汙染氣體(tǐ),比如醇、丙酮、甲醚等;化學吸收方法主要利用有機廢氣與吸收劑發生化學反應,達到吸收廢氣的目的。例如(rú),化工行業可以采用(yòng)液(yè)體石油(yóu)、表麵活性劑和水的混合試劑來處理廢氣,這種方法可以對H2S、NOx、SO2 等廢氣進行快速處理(lǐ)。
吸收法有直接回收(shōu)、壓縮冷凝回收、濃縮冷凝回收,根據(jù)不同的廢氣種類選擇不同的處理工藝(yì)。目前直接回收和壓縮冷凝回收在國(guó)內技(jì)術成熟,而濃縮冷凝設備幾乎全部為(wéi)進口設備,費用高(gāo)昂。
2.2.3 膜分離法
膜隔離技術在(zài)VOCs處(chù)理中已有所應用,其原理是利(lì)用有機分子粒徑的大小差異來進行分離,然後再收集回收和再利用(yòng)。使用中需在進料側施加壓力,形成(chéng)穩定壓力差,使滲透(tòu)得到足夠動力。該膜(mó)類似(sì)於半(bàn)透(tòu)膜,過濾後(hòu)產(chǎn)物純度較高(gāo),應用範圍廣。缺(quē)點是膜容易發生堵塞,膜價格較高,運營(yíng)成本高。
2.2.4 生物法
生物法是通過生物過濾法處理VOCs,主要處理工(gōng)業生產、市政汙水、汙泥處理等。它可處(chù)理較低濃度的VOCs,通過核心生物(wù)濾床的處理作用,VOCs通過生物濾床中的生物膜填料,然後(hòu)被反應,VOCs在濾床裏被生物膜上(shàng)的生物經過吸附作用反應生成CO2 和H2O,最後實(shí)現放空。
生物處理法是VOCs處理技術領域(yù)關注的重點。生物處理(lǐ)法最大優點是利用了菌群對有機物進行分解,厭氧菌和好氧(yǎng)菌都可以對有機廢氣進(jìn)行降解,降低廢氣對環境的汙染。當前,生物處理的主(zhǔ)要方式和設備包括有生物濾(lǜ)池、生物滴濾(lǜ)塔、生物(wù)洗滌器等,這種方式目前可以處理簡單的廢(fèi)氣。其綠色環保優勢,應用優勢潛力巨大。
2.3 VOCs治理新技術發(fā)展
(1)光催化氧化技(jì)術(shù)。是將WO3、CdS、ZnO、TiO2等光(guāng)敏半導體材料在光照下將光能轉化(huà)成化學能,產生的粒子與水及氧氣反應後,產生具有強氧化能力的自由基,有非(fēi)常強大(dà)的廢(fèi)氣氧(yǎng)化處理能力。該方法(fǎ)的優點是反應速率高,處理效果(guǒ)強,處理後(hòu)的產物方(fāng)便(biàn)回收,反應過程與處理有機廢氣的溶液關(guān)係(xì)不大。目前已被業界關注。
(2)紫外光催化技術。是利用高能紫外光照射(shè)有(yǒu)機(jī)廢氣,使廢氣(qì)中的部分汙染物裂解(jiě),降解成(chéng)水和二氧化碳等低分子的化合(hé)物,或者(zhě)將廢(fèi)氣中(zhōng)的細菌核酸破壞,殺(shā)滅廢氣中的大部分細菌(jun1)。
(3)微波催化氧化技術。是目前科技含量較高的處理技術,這是一種集合(hé)了傳統的填料吸附技術,使治理效(xiào)果大大的提高。微波催化氧化技術能夠(gòu)縮短廢氣的解吸與吸附時(shí)間,降低VOCs的治理成本。目前這種(zhǒng)吸附技術已經能(néng)夠連(lián)續使用幾十次,並且多(duō)次使用後的效果(guǒ)一樣能夠達到標準。
(4)活性炭纖維治理技術。主(zhǔ)要是通過活性碳
纖維的加入,利用活性炭的內外表(biǎo)麵分(fèn)布的大量碳原子組成超強能(néng)力的吸附性結構。其吸附速度快、吸附的容量增大、表麵積大、微孔豐富等優點,將在VOCs治理(lǐ)的過程中起到很大的作用。
2.4 組(zǔ)合淨(jìng)化技術
在實際(jì)應用中,企業多(duō)采用多種(zhǒng)組合技術來治理VOCs。如吸附濃縮+催(cuī)化燃燒技術、吸附濃(nóng)縮+高溫焚燒技術、吸附濃縮+吸收技術、低(dī)溫等(děng)離(lí)子體+吸收技術、低溫等離(lí)子體+催化技術等。目前,大多行業都是采(cǎi)用組合技術,或者采用(yòng)兩(liǎng)種(zhǒng)或兩種以上的組(zǔ)合技術,最終達到最佳治理(lǐ)效果。
2.5 各種治理技(jì)術經濟性分析(xī)
在(zài)以(yǐ)上方法中,吸附、生(shēng)物、催化燃燒是當今最常用的VOCs治理(lǐ)技(jì)術(shù),其(qí)次(cì)是熱力燃燒和等離子體技(jì)術。在化工行業中,催化氧化技術更適合處理中高濃度(2000~8000mg/m3)有機廢氣毒物質的治理,廢氣中不含催化劑中毒物(wù)質,單位處理能力投(tóu)資在8~10萬/1000 m3/h,運行費用約0.4 萬~1萬元/1 000m3;吸附-蒸汽—脫(tuō)附(fù)-回收技術更適合處理中等濃度,廢氣成分較為單一的廢氣(qì),單位處理能力投資在42 萬/1 000 m3/h 左右,運行費用約4萬~8萬元;生物(wù)過濾技(jì)術適合中(zhōng)低濃度(<2000 mg/m3)、含可生生物降解VOCs廢氣,單位處理能力投資(zī)在1萬~4萬/1000m3/h,運行費用約0.6萬~1.2萬元;熱力燃燒適合(hé)中高濃度(2000~8000mg/m3) 廢氣的治理,濃度不(bú)可太低,否則不可維持燃燒,氣量不穩定,單位處理能力投資在10 萬/1000 m3/h,運行費用約0.4萬~0.8萬元。
3 行(háng)業VOCs治理中(zhōng)存在的(de)問題(tí)
化工行(háng)業作為產生(shēng)VOCs的第二大行業,工業(yè)生(shēng)產過程中所排放的VOCs種類多,性質差(chà)異大,實(shí)際生產中需要(yào)根據汙染物的性質和排放特點進行選擇,建設經濟、高效的VOCs 治理都會增加企業的運營成本;化工企業為配合VOCs治理,對生產工藝進行改(gǎi)進(jìn)的同時,使生產負荷增加,但(dàn)治理裝置性(xìng)能卻無法同步優化,最終造成治理(lǐ)效果欠佳;VOCs治理設備需要在線設備測量,然後進行同步處置。但因目前設備在使用中存(cún)在老化情況,測量精度無法達標;目(mù)前中國VOCs處理設備(bèi)的重要部件更換仍依靠國外,特別是在維修中若涉及知識產權問(wèn)題,維修周期(qī)增加,設(shè)備運行效率降低;中國(guó)對(duì)工業廢氣排放標準有了明確(què)的要求(qiú),但是在具體的落實過(guò)程中還存在一定的問題,不良企業仍末進行標準化處(chù)理再排放。
4 化工行業VOCs治理成為必然
2017年是《大氣汙染防治行動計劃》(簡稱“大氣十條”)的第一階段收官考核之年,經過5年的努力,“大氣十條”第一階段(duàn)目標已(yǐ)全麵實現,揮發性有機汙染物(VOCs)減排與控製工作取得了重要的進展(zhǎn)。各地VOCs 的汙染防治工作得到了全麵加強,VOCs的汙染防治已經成為中國大氣汙染防(fáng)治的重點(diǎn)工作之一(yī)。
4.1 政策(cè)法規的頒布(bù)為化工VOCs治理指明了方向
以2013年“大氣十條”的(de)發布為起點,2015新的(de)《大氣汙染防治法》中(zhōng),明確提出了對VOCs減排與控製要求;2016年工信部等部委聯合印發了《重點行業揮發性有機物削減行動計劃》,指出到2018年,工業行業VOCs 排放量比2015年削減330萬(wàn)t以上;2016年國務院發布《“十三五”節能減排綜合工作方(fāng)案》,提出推進工業汙染物減(jiǎn)排,以削減揮發性有機物、持久性有(yǒu)機物、重金屬等汙染物為重點,實施重點行業、重點(diǎn)領(lǐng)域工(gōng)業特(tè)征汙染物削減計劃;大力推進石化、化工、印刷、工(gōng)業塗裝(zhuāng)等行業揮發性有機物綜合治理;實施石化、化工等(děng)重點行業(yè)揮發性有機物治理工程,到2020年石化企業基本完成(chéng)揮發性有機(jī)物治理。2017年9月,國(guó)家又發布《“十三五”揮發性(xìng)有機物汙染防治工作方案》。方案以(yǐ)改善環(huán)境空氣質量為核心,以重點行業和重點汙染物為主要控製對(duì)象,推進VOCs與NOx協同減排,明確提出到2020 年,建立VOCs汙染防治管理體係,實施重點地區、重點行業VOCs汙染減排,排放總量減(jiǎn)少10%以上(shàng)。
4.2 國家排放標準逐步完善化工行業VOCs治理(lǐ)有據(jù)可(kě)依
《國家環境保護標準“十三五”發展規劃》中強(qiáng)調要積極推進揮發性有機物汙染控製。2017年,製藥工業(yè)、塗料油(yóu)墨膠黏劑(jì)工業、農藥行(háng)業(yè)的大氣汙(wū)染物(wù)排放標準報批陸續進行,《VOCs無組織逸(yì)散控製標(biāo)準》、《惡臭汙染物排放(fàng)標準》和《飲(yǐn)食(shí)業油煙排放標準》的(de)修訂(dìng)工作也在進(jìn)行中。截(jié)至2017 年底涉及VOCs的大氣固定源汙染物排放國家標準有15項,其中石油煉(liàn)製、石油化學、合成(chéng)樹(shù)脂等工業汙染物排放標準在2015年(nián)製定完成,同時北京(jīng)、上海、重慶、廣東、浙江、江蘇、山東、湖南(nán)、天津、河北、陝西和四川(chuān)等地均在(zài)不同領域製定了地方排放標準。
4.3 新技術的推行,為化(huà)工行業帶(dài)來了希望
在化工生產、儲存和運輸的過程中,VOCs無組織排放約占企業(yè)總排放量的1/3,中國(guó)從美國和(hé)歐盟引進的LDAR(泄漏檢(jiǎn)測與修複)技(jì)術,可以大幅(fú)降低VOCs的無組織排放。2014年12月,國家發布實施《石化行業揮(huī)發性有機物綜(zōng)合整治方(fāng)案》,明(míng)確要求全(quán)國石化行業應(yīng)將VOCs的治理與(yǔ)監控納入(rù)日
常生產管理體係,建立(lì)“泄漏檢測與修複”等方(fāng)麵的(de)管(guǎn)理製度。目前,上海(hǎi)、廣東、浙江、江蘇和新疆等地紛紛製定(dìng)了LDAR實施技術要求。到(dào)2017年,全國石化行(háng)業基本完成第一輪的VOCs綜合整治工作,初步建成監測監控(kòng)體係,VOCs排放總量較2014 年削減了30%以上。
4.4 環保督察巡(xún)視,打響藍天保衛戰
環境保(bǎo)護督察是落實中央生態文明建設的重要抓手,中央環保(bǎo)督察多批次、多層次的(de)全覆蓋巡視,以及督察(chá)“回頭看”工作都(dōu)在(zài)有條不紊,緊(jǐn)鑼密鼓的進行著。環境保護部對京津冀及周邊“2+26”城市開展的大氣(qì)汙染防治(zhì)強化督查。督察內容包括對相關(guān)行業及部門(mén)落實大氣汙染防治情況,固定汙染源環保設施運行及達標(biāo)排放情況,自動監(jiān)測設施的聯網及運行(háng)情(qíng)況,限產執行情況等。通過督查(chá),各項任務得到了(le)全麵落實,藍(lán)天的背後,是各行業打響“藍天(tiān)保衛戰”的(de)堅決態(tài)度和辛勤付出。
5 結語
隨著中國經濟的發展,更有效地利用能源,減少環境汙染,降低安全生產事故,確保生(shēng)命安全的重(chóng)要性(xìng)日益(yì)凸顯。應該加強在化工行業有(yǒu)機廢氣的處理方法的研究,不僅要對排放的(de)廢氣進行處理,還要對源頭進行有效(xiào)監控,切實減少汙染物(wù)的產生,而且在行業排放標準方麵也可以借鑒美國和歐盟(méng)等先進國(guó)家的控製措施,從而達到對環境的有效保護(hù)。
來源:《中國氯堿》
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