隨著新《環(huán)境保護(hù)法》、《大氣污染防治法》、《揮發(fā)性有機(jī)物排污收費(fèi)試點(diǎn)辦法》和《重點(diǎn)行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物削減行動(dòng)計(jì)劃》等法規(guī)政策的頒布和實(shí)施,VOCs已被列入為“十三五”減排的主要約束性指標(biāo),使VOCs污染防治工作已經(jīng)進(jìn)入發(fā)展的快車道。但是,受制于相關(guān)行業(yè)眾多、管理經(jīng)驗(yàn)不足、治理難度較大、技術(shù)市場(chǎng)信息不對(duì)稱等多種因素作用,我國(guó)的VOCs污染防治工作無論對(duì)管理部門、排污行業(yè)及治理企業(yè)等,都是需要重新審視和面對(duì)的問題。中仁環(huán)保小編就行業(yè)特點(diǎn)、難點(diǎn),VOCs處理工藝及關(guān)鍵參數(shù)做了總結(jié)。
1、VOCs處理工藝
目前VOCs處理的工藝主要按照VOCs濃度的不同進(jìn)行選用,綜合考慮氣體中影響工藝的組分。
綜合上圖,低濃度的氣體主要采用光催化、離子等高級(jí)氧化工藝以及生物處理工藝,風(fēng)量小且濃度低也會(huì)選用不再生的活性炭吸附方式;中低等濃度大風(fēng)量主要采用可再生的吸附方式,主要為活性炭或沸石轉(zhuǎn)輪進(jìn)行吸附,然后用小風(fēng)量進(jìn)行脫附,并將脫附出來的小風(fēng)量高濃度氣體進(jìn)行燃燒或催化燃燒;高濃度具有回收利用價(jià)值的組分,一般通過吸收、冷凝等物理方式進(jìn)行回收;不具備回收價(jià)值的一般通過燃燒方式進(jìn)行處理。
目前VOCs治理以“各類預(yù)處理+高溫氧化” 治理工藝為主,治理方案按照“一廠一策”的方針。
2、VOCs產(chǎn)生特點(diǎn)
同一廠區(qū)VOCs氣體排放的環(huán)節(jié)多,組分復(fù)雜,風(fēng)量和濃度波動(dòng)幅度大、 多含S、 N、 Cl等雜原子等特征;大多數(shù)VOCs具有資源屬性。以制藥行業(yè)為例:
1)化學(xué)原料和提取過程中產(chǎn)生的各類揮發(fā)性有機(jī)物氣體和酸性氣體, 濃度相對(duì)較高、風(fēng)量中等;
2)部分高含濕, 低濃度但帶有異味且風(fēng)量較大的發(fā)酵、干燥過程排氣;
3)各類無組織排放,包括未采取收集措施的原料儲(chǔ)運(yùn)、進(jìn)出料及各類管道、容器的泄漏;
4)各企業(yè)廢水、固廢處置過程的排氣,其濃度、風(fēng)量取決于廢水和固廢的性質(zhì)及加蓋、 密封的形式。
3、VOCs處理行業(yè)難點(diǎn)
1)非連續(xù)性氣體排放
氣體濃度和產(chǎn)生量均不穩(wěn)定,采用燃燒方式不容易穩(wěn)定程序化,系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定,狀況頻出。
濃度過高,容易催化劑和催化后溫度飛升,造成催化劑和設(shè)備燒壞的風(fēng)險(xiǎn)。
濃度過低,導(dǎo)致溫度低,熱交換不充分,影響燃燒效率。
2)油煙處理
油煙處理問題在我國(guó)尤其突出,其主要組分為顆粒物、油滴、VOCs,而且餐飲行業(yè)以及家庭排油煙量,相對(duì)比較穩(wěn)定,目前行業(yè)最常用的工藝為靜電吸附、離子除油等方式,效果不佳,設(shè)備均被油滴糊死,不易清理。
北京市2018年將把餐飲油煙治理列為工作重點(diǎn),引導(dǎo)餐飲單位達(dá)標(biāo)排放,以幫助餐飲企業(yè)適應(yīng)即將于2019年施行的北京市《餐飲業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB11/ 1488-2018)。所以該行業(yè)廢氣的處理,是一大難題,也是一大機(jī)遇。
(標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了餐飲服務(wù)單位排放的油煙、顆粒物和非甲烷總烴三項(xiàng)污染物的排放限值,其中餐飲企業(yè)油煙最高排放濃度為1mg/m2,高于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的2mg/m2;標(biāo)準(zhǔn)還對(duì)顆粒物以及非甲烷總烴的最高排放濃度做了相應(yīng)限定,這兩項(xiàng)目前還未被列入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)將于2019年1月1日起實(shí)施,其中油煙和顆粒物限值自標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施之日起執(zhí)行,非甲烷總烴限值自2020年1月1日起執(zhí)行。)
3)催化劑中毒
Cl、S、NOx等容易引起催化劑中毒,使其失活或催化反應(yīng)受到抑制,可以通過以下措施進(jìn)行避免:
①按操作規(guī)程正確控制反應(yīng)條件;
②當(dāng)催化劑表面結(jié)炭時(shí),應(yīng)吹入新鮮空氣,以提高燃燒溫度,燒去表面結(jié)炭;
③將廢氣進(jìn)行預(yù)處理,以除去毒物,防止催化劑中毒;
④改進(jìn)催化劑的制備工藝,提高催化劑的耐熱性和抗毒能力。
4、RTO處理VOCs工藝設(shè)計(jì)
1)箱式結(jié)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)區(qū)別:箱式結(jié)構(gòu)適合狹長(zhǎng)區(qū)域,但整體對(duì)比,旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)占地更?。?br />
2)設(shè)計(jì)停留時(shí)間:>1s;
3)設(shè)計(jì)風(fēng)速:1-2m/s,最大做過7m/s,溫度壓力均對(duì)其有影響;
4)燒嘴選型:升溫慢、開機(jī)長(zhǎng),選小燒嘴;升溫快、開極端,對(duì)陶瓷沖擊大,選大燒嘴;同時(shí)考慮是否頻繁開啟;
5)RTO目前做過的濃度范圍1g-10+g/m3,最低到幾百mg/m3;2-3g/m3的濃度可以不用點(diǎn)火。
6)進(jìn)氣常溫,出氣溫度可以根據(jù)需要進(jìn)行控制;
7)整套系統(tǒng)可配備自診斷系統(tǒng),每個(gè)環(huán)節(jié)運(yùn)行狀態(tài)良好與否一目了然。
5、RCO的催化劑選擇
1)不同有機(jī)物對(duì)應(yīng)的催化溫度不同。
2)T99.5溫度越低催化劑活性越高。
3)最難氧化的有機(jī)物代表:苯、乙酸乙酯、正己烷等。
4)催化劑種類:顆粒催化劑(氧化鋁小球?yàn)檩d體)、蜂窩催化劑
選擇催化劑:氣流再分布、線速度、床層阻力、床層活動(dòng)性、催化劑裝填難易程度。
5)催化劑的用量及裝填:
?空速:?jiǎn)挝惑w積催化劑在單位時(shí)間(h),通過反應(yīng)氣體的體積,(h-1)
目前常用數(shù)據(jù):催化劑空速15000h-1,即1m3催化劑1h處理15000m3的氣體。
‚催化劑裝填高度:300mm;規(guī)格:100*100*50;
ƒ停留時(shí)間:3600/空速 s,常用0.24s
6)催化反應(yīng)床設(shè)計(jì)關(guān)鍵問題:
?催化劑床層的溫度分布均勻;
‚氣流分布均勻。
7)催化劑的不同狀態(tài)裝填方式
?全部貴金屬催化劑:成分復(fù)雜,含有苯、烷烴、乙酸乙酯等,建議選用貴金屬含量高的催化劑,如Pt-Pd催化劑。
缺點(diǎn):價(jià)格昂貴。
‚非貴金屬、貴金屬催化劑組合:節(jié)約費(fèi)用,適用于含甲苯、二甲苯、乙酸乙酯等的氣體,建議比例:5:5或4:6。
ƒ全部非貴金屬催化劑:費(fèi)用最低,適用于含乙酸乙酯(酯)、丙酮(酮)、DMF等含氧或含氮的有機(jī)廢氣的處理。
„貴金屬蜂窩、小球催化劑:可以適當(dāng)彌補(bǔ)催化反應(yīng)床布?xì)獠痪鶆虻娜毕荨?br />
…全部顆粒催化劑:催化反應(yīng)床體形狀多樣化,同體積催化劑,價(jià)格上有優(yōu)勢(shì)。
缺點(diǎn):阻力大,催化劑活動(dòng)易磨損。
6、分子篩轉(zhuǎn)輪
1)比表面積:500-600㎡/g,疏水性好;
2)吸附完成后,最低排放濃度<5mg/m3;
在政策和市場(chǎng)方面, VOCs治理現(xiàn)狀比較嚴(yán)峻,由于目前治理市場(chǎng)魚龍混雜,不論從廢氣的收集方式,還是到廢氣的治理方法都存在不同程度的缺陷,而全國(guó)各個(gè)地方制定的一些地方標(biāo)準(zhǔn)的不切實(shí)際,使治理達(dá)標(biāo)增加了極大的難度,且國(guó)家環(huán)保督查的不斷巡視,這就使原已治理的企業(yè)不得不在原有的治理基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高治理效果;一些未治理的企業(yè)不得不對(duì)環(huán)保治理重視起來,花較大的資金投入到環(huán)保項(xiàng)目中;最后,由于各種治理方法的前期投入及運(yùn)行費(fèi)用的巨大差異,使得治理企業(yè)在選擇治理方法上也極為慎重。
因此針對(duì)不同工況,不同限制條件,在保證達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上選擇比較經(jīng)濟(jì)有效的工藝尤為重要。
來源:北極星VOCs在線