(元琛科技)前文中提到當前VOCs治理難度較大,主要是因為VOCs排放行業眾多、污染物種類繁多、排放條件和治理技術復雜,排放點源多而分散,部分惡臭有機化合物需要深度凈化,部分治理設施存在安全隱患等。所以VOCs的深度處理需要結合現有問題進行有針對性的技術和工藝設計。
(1)廢氣高效收集系統
此措施是針對VOCs嚴重的無組織散逸問題,廢氣的有效收集是進行深度治理的前提。《大氣污染防治法》第四十五條:產生含揮發性有機物廢氣的生產和服務活動,應當在密閉空間或者設備中進行,并按照規定安裝、使用污染防治設施。密閉設備和密閉空間都屬于密閉收集系統,包括利用完整的圍護結構將污染物質、作業場所等與周圍空間阻隔所形成的封閉區域或者封閉式建筑。封閉區域或者封閉式建筑除人員、車輛、設備和物料進出時,以及依法設立的排氣筒、通風口外,門窗及其他開口(開孔)部位應隨時保持關閉狀態。
無法密閉的,應對采取措施減少廢氣排放。排風罩屬于局部氣體收集系統,根據排污點的特性進行合理的排風罩設計,并且控制吸入風速,提高收集效率。
(2)廢氣高效預處理系統
由于工藝VOCs氣體成分和排放條件復雜,為達到含VOCs廢氣的高效與深度處理,部分工況下需要對廢氣進行預處理,廢氣預處理主要對廢氣中VOCs成分、污染物濃度、溫度、濕度和顆粒物進行調整。
《吸附法工業有機廢氣治理工程技術規范 (HJ 2026—2013) 》中要求,進入處理裝置(吸附、焚燒、催化等)的有機廢氣中有機物濃度低于其爆炸極限下限的25%。當廢氣中有機物濃度高于其爆炸極限下限的25%時,應使其降低到其爆炸極限下限的25%后方可進行凈化。例如采用吸附濃縮(活性炭、沸石轉輪)+RTO、RCO治理工藝時,脫附過程中廢氣濃度需要進行控制。
硫化工藝廢氣排出溫度約為60-70℃,如采用活性炭吸附、低溫等離子體進行治理,需要將溫度降至40-50℃以下。對于物理吸附,溫度越低越有利于吸附,對于低沸點的化合物,溫度影響尤為明顯。
吸附、催化、焚燒裝置,濕度越低凈化效率越高,廢氣相對濕度對活性炭、沸石分子篩吸附性能影響很大。廢氣除濕主要方式有:利用除霧器進行除霧降濕(主要針對噴淋系統);冷凝降溫除濕;升溫降濕(提高活性炭等吸附材料的吸附能力);吸附除濕(沸石轉輪連續除濕裝置)。
對于顆粒物的控制也很重要,進入吸附裝置的顆粒物含量應低于1mg/m3,進入焚燒裝置的顆粒物含量應低于10mg/m3,低溫等離子體、光氧化、生物裝置對顆粒物要求更嚴格。如漆霧顆粒物由于粘性大,是噴涂廢氣的凈化難題,可通過干式過濾去除;橡膠制品煉膠工藝廢氣中含有高濃度的粉塵,需要通過布袋進行高效過濾,再進入后續VOCs治理設備。顆粒物去除的主要方式有:機械過濾技術(金屬絲網濾芯、過濾氈、濾盒等);干式高效過濾技術、濕式過濾技術(文丘里、旋流板塔等)、靜電過濾技術。
(3)廢氣高效治理設備
主要技術和裝備①
吸附技術:溶劑吸附回收(活性炭/活性炭纖維吸附裝置);吸附濃縮裝置(沸石轉輪/蜂窩活性炭)
熱力焚燒技術:RTO/TO/TNV
催化燃燒技術:RCO/CO
上述工藝和設備適應范圍最廣,市場占比最大,對VOCs減排貢獻最大,是目前VOCs治理的主流技術。
主要技術和裝備②
吸附技術:前處理(噴淋塔),后處理(活性炭吸附+油氣回收)
冷凝技術:適用于高沸點、高濃度氣體的凈化,通常需要采用其他技術以實現達標排放(如冷凝+吸附技術)
吸收和冷凝技術適應范圍較窄,通常用于VOCs的前處理和后處理工藝,在組合治理工藝中起到了“輔助性”的作用,但對于某些行業必不可少。
主要技術和裝備③
生物凈化技術主要用于廢氣脫臭。在污水處理、垃圾處理、化工、制藥、農藥、食品加工與生產等行業應用廣泛。近年來由于生物菌種培育、生物填料和生物凈化工藝等方面均取得了進展,適用范圍不斷拓展,生物凈化技術成為目前有機廢氣治理的主要技術之一。
主要技術和裝備④
低溫等離子體/光催化/光氧化技術,是一種銷毀類技術,由于其凈化效率低(20-50%),其容易產生二次污染物,所以通常與吸收技術組合,提高效率。通常用于達標排放后的氣體異味凈化。該類技術在2013-2018年之間得到了大量的應用,對市場造成了極大的混亂,目前采取了“急剎車”的方式限制其使用。在2019年《重點行業揮發性有機污染物綜合治理方案》中將該類技術限制為低濃度惡臭異味治理領域是合法的。
(4)高效合理的治理工藝系統
(元琛科技)在實際使用中,大多數情況下需要根據廢氣的排放特征(組分、濃度、氣量、濕度、溫度、顆粒物的性質和含量等),采用多技術的組合工藝對廢氣進行綜合治理,工藝系統的設計至關重要。