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文檔簡(jiǎn)介
工業(yè)VOCs辨識(shí)及治理措施研究工業(yè)VOCs辨識(shí)及治理措施研究交流提綱1、VOCs分類(lèi)及危害2、工業(yè)VOCs辨識(shí)3、工業(yè)VOCs排放標(biāo)準(zhǔn)4、工業(yè)VOCs治理方法5、國(guó)家工業(yè)VOCs治理愿景交流提綱1、VOCs分類(lèi)及危害1.1揮發(fā)性有機(jī)化合物(VolatileOrganicCompounds,VOCs)定義1)美國(guó)ASTM(美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì))D3960-98的定義:任何能參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物。2)美國(guó)聯(lián)邦環(huán)保署(EPA)的定義:揮發(fā)性有機(jī)化合物是除CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物、金屬碳酸鹽和碳酸銨外,任何參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的碳化合物。3)按照世界衛(wèi)生組織(WHO,1989)的定義:揮發(fā)性有機(jī)化合物(VolatileOrganicCompounds,VOC)是指沸點(diǎn)范圍在50~260℃之間,室溫下飽和蒸氣壓超過(guò)133.32Pa,在常溫下以蒸氣形式存在于空氣中的一類(lèi)有機(jī)物。按揮發(fā)性有機(jī)化合物化學(xué)結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步分為8類(lèi):烷類(lèi)、芳烴類(lèi)、烯類(lèi)、鹵烴類(lèi)、酯類(lèi)、醛類(lèi)、酮類(lèi)和其他化合物。4)有關(guān)色漆和清漆通用術(shù)語(yǔ)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO4618/1-1998和德國(guó)DIN55649-2000標(biāo)準(zhǔn)對(duì)VOC的定義:原則上,在常溫常在常溫常壓下,任何能自發(fā)揮發(fā)的有機(jī)液體和/或固體1.1揮發(fā)性有機(jī)化合物(VolatileOrganic5)德國(guó)DIN55649-2000標(biāo)準(zhǔn)在測(cè)定VOC含量時(shí),又做了一個(gè)限定,即在通常壓力條件下,沸點(diǎn)或初餾點(diǎn)低于或等于250℃的任何有機(jī)化合物。6)煉油與石油化學(xué)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)DB11/447-2007定義為:在20℃條件下蒸氣壓大于或等于0.01kPa,或者特定適用條件下具有相應(yīng)揮發(fā)性的全部有機(jī)化合物的統(tǒng)稱(chēng)。7)巴斯夫公司則認(rèn)為,最方便和最常見(jiàn)的方法是根據(jù)沸點(diǎn)來(lái)界定哪些物質(zhì)屬于VOC,而最普遍的共識(shí)認(rèn)為VOC是指那些沸點(diǎn)等于或低于250℃的化學(xué)物質(zhì)。8)室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB/T18883-2002總揮發(fā)性有機(jī)化合物定義為:利用TenaxGC或TenaxTA采樣,非極性色譜柱(極性指數(shù)小于<=3)進(jìn)行分析,保留時(shí)間在正己烷和正十六烷之間的揮發(fā)性有機(jī)化合物。9)國(guó)標(biāo)《室內(nèi)裝飾裝修材料內(nèi)墻涂料中有害物質(zhì)限量》中VOC含量的定義是:“涂料中總揮發(fā)物含量扣減水分含量,即為涂料中揮發(fā)性有機(jī)化合物含量?!?)德國(guó)DIN55649-2000標(biāo)準(zhǔn)在測(cè)定VOC含量時(shí)分析:(1)美國(guó)的定義,對(duì)沸點(diǎn)初餾點(diǎn)不作限定,強(qiáng)調(diào)參加大氣光化學(xué)反應(yīng)。不參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的就叫作豁免溶劑,如丙酮、四氯乙烷等;(2)世界衛(wèi)生組織和巴斯夫則對(duì)沸點(diǎn)或初餾點(diǎn)作限定,不管其是否參加大氣光化學(xué)反應(yīng);(3)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO4618/1-1998和德國(guó)DIN55649-2000標(biāo)準(zhǔn)對(duì)沸點(diǎn)初餾點(diǎn)不作限定,也不管是否參加大氣光化學(xué)反應(yīng),只強(qiáng)調(diào)在常溫常壓下能自發(fā)揮發(fā)。
總結(jié):(1)一類(lèi)是普通意義上的VOCs定義,只說(shuō)明什么是揮發(fā)性有機(jī)物,或者是在什么條件下是揮發(fā)性有機(jī)物;(2)另一類(lèi)是環(huán)保意義上的定義,也就是說(shuō),是活潑的那一類(lèi)揮發(fā)性有機(jī)物,即會(huì)產(chǎn)生危害的那一類(lèi)揮發(fā)性有機(jī)物。分析:VOCs的種類(lèi):
VOC包含各種可于室溫下?lián)]發(fā)的有機(jī)化合物,在一般的室內(nèi)環(huán)境中有著100種以上的VOC。主要成分有:苯系物、有機(jī)氯化物、氟利昂系列、有機(jī)酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烴化合物等。其中常見(jiàn)的VOC種類(lèi)有甲苯(Toluene)、二甲苯(Xylene)、對(duì)-二氯苯(para-dichlorobenzene)、乙苯(Ethylbenzene)、苯乙烯(Styrene)、甲醛(Formaldehyde)、乙醛(Acetaldehyde)等。苯、甲苯、鹵代烯烴(三氯乙烯、二氯乙烯)等已被懷疑或確定為致癌物質(zhì)。VOCs的種類(lèi):VOC包含各種可于室溫下?lián)]發(fā)的有機(jī)化序號(hào)化合物序號(hào)化合物序號(hào)化合物序號(hào)化合物1甲苯26反式-2-丁烯51異佛爾酮76環(huán)氧丙烷2二甲苯27乙基溶纖劑52環(huán)己酮77氯仿31,3,5-三甲苯28十一烷53乙醇78溴甲烷4醋酸乙酯29壬烷54甲基環(huán)庚烷79二戊烯5癸烷30丙二醇甲基醚乙酸55醋酸乙烯酯801-庚烯6甲醇312-甲基戊烷563-甲基己烷811,4-二氧六環(huán)7二氯甲烷32乙二醇572,3-二甲基丁烷82乙腈8甲基乙基酮332-甲基-2-丁烯582,2-二甲基丁烷83氯丙烯9正丁烷34乙基環(huán)己烷59甲基環(huán)己烷84丙烯酸10異丁烷35萘滿(mǎn)60異丙基溶纖劑85異戊二烯11三氯乙烯36甲基戊基甲酮611,2-二氯乙烷86乙醛12異丙醇37甲基-n-丁酮62氯乙烯871,2-二氯丙烷13醋酸丁酯38氯甲烷63四氟乙烯88甲基乙酸溶纖劑14丙酮39苯甲醇64乙苯89環(huán)氧乙烷15甲基異丁基酮40環(huán)戊酮65枯烯90鄰二氯苯16甲基溶纖劑412-甲基-1-丁烯66氯乙烷91氯苯17正己烷42正庚烷67三氯乙烷92甲酸甲酯18正丁醇43二環(huán)己烷68丙烯腈93三乙胺19正戊烷44N,N-二甲基酰胺69四氫呋喃943-甲基-庚烷20順式-2-丁烯45反式-2-戊烯70乙二醇甲基醚95苯酚21異丁醇46順式-2-戊烯71溴丙烷96萘22丙二醇甲基醚47苯乙烯72甲基丙烯酸甲酯97丙烯酸甲酯23四氯乙烯48N-甲基-2-吡咯烷酮731,3-丁二烯98環(huán)己胺24環(huán)己烷49乙基乙酸溶纖劑741,1-二氯乙烯99甲醛25醋酸丙酯50苯752,4-二甲基戊烷1003-氯-1,2-環(huán)氧丙烷序號(hào)化合物序號(hào)化合物序號(hào)化合物序號(hào)化合物1甲苯26反式臭氣強(qiáng)度0級(jí)1級(jí)2級(jí)2.5級(jí)3級(jí)3.5級(jí)4級(jí)
感受感覺(jué)不到臭味勉強(qiáng)感受到臭味易感到微弱臭味感覺(jué)到明顯臭味感到較強(qiáng)臭味甲硫醇<0.00010.00010.00070.0020.0040.010.03甲基硫<0.00010.00010.0020.010.050.20.8甲二硫<0.0030.0030.0030.0090.030.10.3丙烯醛<0.0020.0020.010.050.10.51三甲胺<0.00010.00010.00010.0050.020.070.2苯乙烯<0.030.030.20.40.824臭氣強(qiáng)度0級(jí)1級(jí)2級(jí)2.5級(jí)3級(jí)3.5級(jí)4級(jí)1.2VOCs的危害:
VOCs在室外太陽(yáng)光和熱的作用下能參與氧化氮反應(yīng)并形成臭氧,臭氧導(dǎo)致空氣質(zhì)量變差并且是夏季煙霧主要組分。VOCs在室內(nèi)對(duì)人體的影響可分為三種類(lèi)型:一是氣味和感官,包括感官刺激,感覺(jué)干燥;二是粘膜刺激和其它系統(tǒng)毒性導(dǎo)致的病態(tài),刺激眼粘膜、鼻粘膜、呼吸道和皮膚等,VOCs很容易通過(guò)血液-大腦的障礙,從而導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)受到抑制,使人產(chǎn)生頭痛、乏力、昏昏欲睡和不舒服的感覺(jué);三是基因毒性和致癌性。當(dāng)然,VOC對(duì)人的影響與其濃度有關(guān)。1.2VOCs的危害:
1.3VOCs分類(lèi)1.3.1VOCs對(duì)生理作用產(chǎn)生的毒性可以進(jìn)行如下分類(lèi)1).損害神經(jīng)的溶劑,如伯醇類(lèi)(甲醇除外)、醚類(lèi)、醛類(lèi)、酮類(lèi)、部分酯類(lèi)、芐醇類(lèi)等;2).肺中毒溶劑,如羧基甲酯類(lèi)、甲酸酯類(lèi);3).血液中毒溶劑,如苯及其衍生物、乙二醇類(lèi);4).肝臟及新陳代謝中毒的溶劑,如鹵代烴類(lèi);5).腎臟中毒的溶劑,如四氯乙烷及乙二醇類(lèi)1.3VOCs分類(lèi)1.3.1VOCs對(duì)生理作用產(chǎn)生的1.3.2WHO(世界衛(wèi)生組織)規(guī)定的分類(lèi)方法沸點(diǎn)名稱(chēng)VOC舉例與沸點(diǎn)沸點(diǎn)<50℃高揮發(fā)性有機(jī)化合物(WOC)甲烷(-161℃)、甲醛(-21℃)、甲硫醇(6℃)、乙醛(20℃)、二氯甲烷(40℃)50℃≤沸點(diǎn)<260℃揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)乙酸乙酯(77℃)、乙醇(78℃)、苯(80℃)、甲乙酮(80℃)、甲苯(110℃)、三氯乙烷(113℃)、二甲苯(140℃)、苧烯(178℃)、煙堿(247℃)260℃≤沸點(diǎn)<400℃半揮發(fā)性有機(jī)化合物(SVOC)毒死蜱(290℃)、鄰苯二甲酸二丁酯(340℃)、鄰苯二甲酸二(2-以已基)酯(390℃400℃≤沸點(diǎn)顆粒狀有機(jī)化合物(POM)多氯聯(lián)苯(PCB).苯并芘1.3.2WHO(世界衛(wèi)生組織)規(guī)定的分類(lèi)方法沸點(diǎn)名稱(chēng)V小結(jié)VOC是指室溫下飽和蒸氣壓超過(guò)了133.32pa的有機(jī)物,其沸點(diǎn)在50℃至250℃,在常溫下可以蒸發(fā)的形式存在于空氣中,它的毒性、刺激性、致癌性和特殊的氣味性,會(huì)影響皮膚和黏膜,對(duì)人體產(chǎn)生急性損害。VOC的主要成分有:烴類(lèi)、鹵代烴、氧烴和氮烴,它包括:苯系物、有機(jī)氯化物、氟里昂系列、有機(jī)酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烴化合物等。小結(jié)VOC是指室溫下飽和蒸氣壓超過(guò)了133.32pa的有機(jī)物1.4VOCs的排放源工業(yè)源主要包括石油煉制與石油化工、煤炭加工與轉(zhuǎn)化等含VOCs原料的生產(chǎn)行業(yè),油類(lèi)(燃油、溶劑等)儲(chǔ)存、運(yùn)輸和銷(xiāo)售過(guò)程,涂料、油墨、膠粘劑、農(nóng)藥等以VOCs為原料的生產(chǎn)行業(yè),涂裝、印刷、粘合、工業(yè)清洗等含VOCs產(chǎn)品的使用過(guò)程;生活源包括建筑裝飾裝修、餐飲服務(wù)和服裝干洗。石油和天然氣開(kāi)采業(yè)、制藥工業(yè)以及機(jī)動(dòng)車(chē)排放的VOCs污染防治可分別參照相應(yīng)的污染防治技術(shù)政策1.4VOCs的排放源工業(yè)源主要包括石油煉制與石油化工、1.4.1以VOCs類(lèi)作溶劑的化學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)及其干燥設(shè)施(1)有機(jī)化工產(chǎn)品、化學(xué)纖維、涂料等生產(chǎn),以VOCs類(lèi)為溶劑、原料,生產(chǎn)的中間體或產(chǎn)品、副產(chǎn)品屬VOCs類(lèi)的生產(chǎn)設(shè)施。(2)VOCs類(lèi)蒸發(fā)、干燥設(shè)施或經(jīng)焚燒、吸附后的治理設(shè)施。1.4.2涂裝設(shè)施(1)產(chǎn)品表面用漆或涂料保護(hù)、裝修或特殊漆膜的生產(chǎn)工藝。這類(lèi)VOCs排放源較多,如:防銹涂料、防污涂料、發(fā)光涂料、絕緣涂料、導(dǎo)電涂料、半導(dǎo)體用涂料、磁性涂料及耐火、防火、降噪聲涂料等。粉體涂料、紫外線(xiàn)硬化型涂料、電子線(xiàn)路硬化型涂料等,此外部分水溶性涂料也含VOCs類(lèi)污染物。(2)以噴射方式使涂料霧化的噴涂工藝,或以浸漬方式涂層的工藝中對(duì)排放的VOCs加熱分解、吸附設(shè)施的排放口。汽車(chē)行業(yè)涂裝使用水溶性涂料時(shí),日本的排放標(biāo)準(zhǔn)定為700ppm。1.4.1以VOCs類(lèi)作溶劑的化學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)及其干燥設(shè)施1.4.3涂裝工序的干燥設(shè)施涂料使用的溶劑中VOCs蒸發(fā)后的干燥設(shè)施與涂裝工序VOCs排放形態(tài)不同,制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)也應(yīng)有所區(qū)別。(1)干燥工序中一般都有加熱分解VOCs的設(shè)施。(2)在噴涂、浸漬過(guò)程中VOCs類(lèi)大量揮發(fā),而干燥或焚燒之后排放口的VOC一s般濃度較低。(3)電涂裝是將水溶性涂料涂在導(dǎo)電性物體表面,這種工藝一般VOCs排放濃度較低。(4)日本對(duì)涂裝工序干燥設(shè)施的VOC排放標(biāo)準(zhǔn)定為600ppm。而木材制品中天然VOC含量較高,排放限值定為1000ppm。1.4.4電子行業(yè)電路板、集成電路、芯片、顯示屏生產(chǎn)等電子行業(yè)是VOC排放量較大的產(chǎn)業(yè)之一。必須將排放的VOCs經(jīng)干燥、焚燒、吸附后才能排放。1.4.3涂裝工序的干燥設(shè)施1.4.5粘貼紙等在不干膠等紙、布單面或雙面涂膠過(guò)程中,也有大量VOCs類(lèi)排放。1.4.6合成樹(shù)脂包裝材料以合成樹(shù)脂、金屬箔、紙、布等為原料制作包裝材料都使用粘合劑和粘合助劑。此外,塑料膜、聚乙烯樹(shù)脂膜、易拉罐等包裝材料的表面說(shuō)明印制,圖案的噴涂印制等都使用VOCs,也必須經(jīng)干燥將VOCs分解后排放。1.4.7印刷彩色印刷,前述的包裝材料印刷紙器、建材表面印刷等也有VOCs排放。1.4.8工業(yè)用VOCs清洗設(shè)施指用VOCs類(lèi)作為清洗劑對(duì)機(jī)械、器皿、金屬材料等脫脂清洗設(shè)施。又分為浸漬洗滌、噴洗、蒸發(fā)清洗等過(guò)程。由于工藝較多,只對(duì)其干燥排放設(shè)施進(jìn)行監(jiān)控。這里不包括用表面活性劑的清洗工藝。1.4.5粘貼紙等1.4.9有機(jī)化學(xué)品儲(chǔ)罐及汽油、原油、柴油等揮發(fā)性油類(lèi)等儲(chǔ)罐。這里的儲(chǔ)罐還包括在371.8℃蒸汽壓超過(guò)20kPa的VOC儲(chǔ)罐。密閉性?xún)?chǔ)罐在常溫、常壓下儲(chǔ)存揮發(fā)性強(qiáng)的有機(jī)物,當(dāng)罐內(nèi)壓力增大時(shí)設(shè)置安全閥自動(dòng)開(kāi)啟,以防爆炸發(fā)生。浮頂式儲(chǔ)罐是隨著浮筒內(nèi)溶液的進(jìn)出使浮頂上下移動(dòng),液面上部并未設(shè)置VOCs蒸發(fā)的空間,因此是抑制VOC排放的儲(chǔ)存方式。1.4.10石油煉制與石油化工、煤炭加工與轉(zhuǎn)化等含VOCs原料的生產(chǎn)行業(yè)1.4.9有機(jī)化學(xué)品儲(chǔ)罐及汽油、原油、柴油等揮發(fā)性油類(lèi)等儲(chǔ)2、工業(yè)VOCs識(shí)別
2.1區(qū)域辨識(shí)
珠江三角洲(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“珠三角”)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛,工業(yè)發(fā)達(dá),大氣污染物排放巨大且集中,由此引起的大氣環(huán)境污染問(wèn)題尤為突出,以光化學(xué)煙霧污染和灰霾天氣為代表的二次污染事件頻有發(fā)生。由于揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)是大氣復(fù)合污染形成過(guò)程的重要前體物,開(kāi)展典型工業(yè)VOCs源排放成分譜研究對(duì)了解大氣污染形成機(jī)理具有重要意義。2、工業(yè)VOCs識(shí)別
2.1區(qū)域辨識(shí)珠江三角洲(通過(guò)氣體樣品采集于分析,按具體工業(yè)類(lèi)別建立與溶劑使用相關(guān)源分類(lèi)相對(duì)應(yīng)的VOCs源排放成分譜,在了解典型工業(yè)源VOCs排放組分與溶劑相關(guān)原輔材料使用、排放方式之間關(guān)系的基礎(chǔ)上,識(shí)別重要的VOCs排放組分、來(lái)源及其貢獻(xiàn),為污染源排放控制以及區(qū)域空氣質(zhì)量改善對(duì)策研究提供基礎(chǔ)信息,對(duì)政府制定正確的污染控制對(duì)策具有重要的科學(xué)與實(shí)際應(yīng)用意義。通過(guò)氣體樣品采集于分析,按具體工業(yè)類(lèi)別建立與溶劑使用相關(guān)源分優(yōu)先選取了珠三角五個(gè)排放貢獻(xiàn)較大的典型VOCs工業(yè)排放行業(yè)作為研究對(duì)象,包括印刷、木制家具制造、制鞋、涂料生產(chǎn)和金屬表面處理,而其中印刷行業(yè)則根據(jù)該地區(qū)主流工藝進(jìn)一步細(xì)分為平版印刷、凹版印刷和凸版印刷工藝子類(lèi)別。樣品分析參考美國(guó)EPA分析測(cè)試方法TO-14和TO-15,使用氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用系統(tǒng)(GC-MS),對(duì)上述各類(lèi)污染源排放樣品的C3-C12揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行分析測(cè)定,共檢定出263種VOCs物種,分為烯烴、烷烴、芳香烴、鹵代烴、含氧VOCs和其他六類(lèi)。優(yōu)先選取了珠三角五個(gè)排放貢獻(xiàn)較大的典型VOCs工業(yè)排放行業(yè)作通過(guò)生產(chǎn)工藝流程與含VOCs原輔材料的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研情況結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)源排放樣品分析結(jié)果對(duì)比分析(1)五個(gè)典型VOCs排放行業(yè)之間總體類(lèi)別結(jié)構(gòu)上有一定的相似性。含氧VOCs均為其VOCs排放成分譜中的重要組分。而涂料生產(chǎn)、木制家具制造以及金屬表面處理行業(yè)六類(lèi)別VOCs組分非常相似,均以芳香烴類(lèi)為首,其次為含氧VOCs。(2)五個(gè)典型VOCs排放行業(yè)之間源排放成分特征在具體物種方面存在明顯區(qū)別,尤其是印刷行業(yè)與制鞋行業(yè)。如芳香烴(苯和甲苯等)是凸版印刷的主要VOCs組分,其余兩個(gè)印刷工藝則以含氧VOCs(如乙酸乙酯、異丙醇等)為其特征VOCs。而制鞋行業(yè)則與其他幾個(gè)行業(yè)存在相當(dāng)大的差異,其排放的特征VOCs組分為酮類(lèi),尤其是2-丁酮和丙酮。通過(guò)生產(chǎn)工藝流程與含VOCs原輔材料的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研情況結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)源(3)無(wú)組織排放與有組織排放方式對(duì)這些工業(yè)、工藝類(lèi)別的VOCs排放類(lèi)別組分影響不大,除平版印刷工藝與制鞋行業(yè),其他行業(yè)與工藝類(lèi)別有組織與無(wú)組織VOCs排放類(lèi)別組分相似。(4)含氧VOCs是珠江三角洲地區(qū)五個(gè)典型VOCs排放工業(yè)行業(yè)源排放成分譜中共同的重要組分,但在其他地區(qū)的研究結(jié)果中幾乎沒(méi)有報(bào)道(3)無(wú)組織排放與有組織排放方式對(duì)這些工業(yè)、工藝類(lèi)別的VOC2.2行業(yè)辨識(shí)環(huán)境治理為什么格外重視VOC排放?在北京“清潔空氣百項(xiàng)技改”發(fā)布會(huì)中,專(zhuān)家表示,家具、汽車(chē)等表面使用的油漆很可能是PM2.5的重要來(lái)源。中國(guó)涂料協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)楊淵德認(rèn)為“揮發(fā)性有機(jī)化合物”的VOC是形成PM2.5的重要來(lái)源,是霧霾天氣產(chǎn)生的重要原因,VOC排放占21%,而VOC排放中約18%是由傳統(tǒng)溶劑型油漆產(chǎn)生。因此,大量含有VOC物質(zhì)且廣泛應(yīng)用于家具、汽車(chē)等行業(yè)的溶劑型油漆成為霧霾天氣的重要影響因素。與傳統(tǒng)溶劑型油漆相比,使用水性漆的家具,其VOC含量大約可減少1/10,制造過(guò)程中向大氣排放VOC的量能夠有效降低90%。2.2行業(yè)辨識(shí)環(huán)境治理為什么格外重視VOC排放?
傳統(tǒng)油性漆含有苯、二甲苯、甲醛、游離的TDI等大量有毒有害物質(zhì),其揮發(fā)期長(zhǎng)達(dá)十幾年;在生產(chǎn)和使用中不僅會(huì)消耗石油等工業(yè)原料,揮發(fā)出大量有害氣體,加劇空氣污染程度,而且存在損害消費(fèi)者健康的隱患。歐盟在2014年就禁止生產(chǎn)油漆,但中國(guó)大部分地區(qū)還在使用油漆。
據(jù)中國(guó)涂料工業(yè)協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)譚春雷介紹,涂料對(duì)環(huán)境造成的污染更多來(lái)自涂料中所使用的溶劑。如果VOC沒(méi)有得到恰當(dāng)?shù)奶幚?,?huì)全部揮發(fā)至大氣中,對(duì)環(huán)境造成污染,VOC還會(huì)受環(huán)境因素影響發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成比原來(lái)毒性更強(qiáng)的污染物,從而形成二次污染。降低涂料行業(yè)VOC排放成為環(huán)保壓力下的必然要求傳統(tǒng)油性漆含有苯、二甲苯、甲醛、游離的TDI等大2014年7月1日,由國(guó)家環(huán)保部頒發(fā)的《環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品技術(shù)要求水性涂料》開(kāi)始實(shí)施,這是對(duì)近10年前的水性涂料執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)HJ/T2001-2005的修訂,不僅重新明確了水性涂料的有害物質(zhì)限量要求,調(diào)整了不得人為添加的物質(zhì)要求,還提高了揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)、苯、甲苯等總量限量要求。在新標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下,水性漆行業(yè)將向更環(huán)保、更安全的方向發(fā)展。逐漸完善的水性漆標(biāo)準(zhǔn)也不能成為企業(yè)拒絕水性化的理由了2014年7月1日,由國(guó)家環(huán)保部頒發(fā)的《環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品技術(shù)要求今年年底,北京市將出臺(tái)世界上最嚴(yán)格的工業(yè)涂裝VOC(揮發(fā)性有機(jī)物)地方標(biāo)準(zhǔn)。北京今年還將建立不符合環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、不適合北京發(fā)展的污染行業(yè)退出目錄。目錄正在研究中,預(yù)計(jì)將在今年下半年向社會(huì)公布。5月16日涂料行業(yè)已確定為北京今年重點(diǎn)調(diào)整退出的12個(gè)工業(yè)污染行業(yè)。北京還將征收工業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物等排污費(fèi),未來(lái)北京VOC排污費(fèi)至少在10-12元/公斤左右。此外,京津冀地區(qū)已經(jīng)開(kāi)始實(shí)施VOC減排獎(jiǎng)勵(lì)制度,如企業(yè)投入500萬(wàn),政府補(bǔ)貼200-300萬(wàn)不等。京城上下嚴(yán)格限制VOC排放,鼓勵(lì)VOC減排,傳統(tǒng)油漆的生存空間越來(lái)越窄。今年年底,北京市將出臺(tái)世界上最嚴(yán)格的工業(yè)涂裝VOC(揮發(fā)性有汽車(chē)內(nèi)VOCs指標(biāo)No.物質(zhì)我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)限值
(mg/m3)WHO限值
(mg/m3)日本JAMA
(mg/m3)1苯0.11————2甲醛0.100.100.103甲苯1.10——0.264二甲苯1.504.8(24hr)0.875乙苯1.5022(1year)3.806苯乙烯0.260.260.227乙醛0.050.050.0488丙烯醛0.050.05——汽車(chē)內(nèi)VOCs指標(biāo)No.物質(zhì)我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)限值
(mg/m3)WH3工業(yè)VOCs排放標(biāo)準(zhǔn)
3.1排放標(biāo)準(zhǔn)(GB16297-1996和GB14554-93)檢測(cè)物有組織排放限值無(wú)組織排放限值苯12mg/m30.4mg/m3甲苯40mg/m32.4mg/m3二甲苯70mg/m31.2mg/m3甲醛25mg/m30.20mg/m3乙醛125mg/m30.040mg/m3甲醇190mg/m312mg/m3氯苯類(lèi)60mg/m30.40mg/m3甲硫醇0.04-0.69mg/m30.004/0.007mg/m3甲硫醚0.33-5.2mg/m30.03/0.07mg/m3二甲二硫0.43-7.0mg/m30.03/0.06mg/m3二硫化碳1.5-97mg/m32.0/3.0mg/m3苯乙烯6.5-104mg/m33.0/5.0mg/m3臭氣2000-60000無(wú)量綱10/20無(wú)量綱3工業(yè)VOCs排放標(biāo)準(zhǔn)
3.1排放標(biāo)準(zhǔn)(GB3.2取樣及檢測(cè)大氣有機(jī)污染物監(jiān)測(cè)的采樣十分重要,尤其在污染源監(jiān)測(cè)中,采樣對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果的影響更大。而在我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中并未說(shuō)明相關(guān)采樣的規(guī)定。GB16297-1996的表1中非甲烷總烴的有組織和無(wú)組織排放的限值標(biāo)準(zhǔn),也存在欠妥當(dāng)之處(見(jiàn)表2)。在檢測(cè)時(shí)測(cè)定總烴,即總碳?xì)浠衔锖鬁p去甲烷。那么芳烴類(lèi)也屬于碳?xì)浠衔?甲醇也能用GC-FID檢測(cè),這主要是取決于要求和條件。檢測(cè)TVOC的技術(shù)設(shè)備條件要求較高,通常都采用氣相色譜法,但也有采用傅里葉變換紅外光譜法、熒光光譜法、離子色譜法和反射干涉光譜法等。3.2取樣及檢測(cè)大氣有機(jī)污染物監(jiān)測(cè)的采樣十分重要,尤其在3.3檢測(cè)結(jié)果判讀VOC是指1升涂料中含有有機(jī)揮發(fā)物的重量,而TVOC是指1升涂料中除去水的物質(zhì)當(dāng)中含有機(jī)揮發(fā)物的重量;TVOC是空氣中三種有機(jī)污染物(多環(huán)芳烴、揮發(fā)性有機(jī)物和醛類(lèi)化合物)中影響較為嚴(yán)重的一種;由于苯和苯系物是TVOC的重要組成,所以有些人只檢測(cè)TVOC,而不檢測(cè)苯以及苯系物;也有只檢測(cè)總苯,而不檢測(cè)VOC;還有一些單位則兩者都檢測(cè)。3.3檢測(cè)結(jié)果判讀VOC是指1升涂料中含有有機(jī)揮發(fā)物的重量
非甲烷總烴(NMHC)、TVOC、VOCs的差異
根據(jù)《大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297-1996)以及《大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)詳解》,非甲烷總烴主要包括烷烴、烯烴、芳香烴和含氧烴等組分,實(shí)際上是指具有C2-C12的烴類(lèi)物質(zhì)?!豆潭ㄎ廴驹磁艢庵蟹羌淄榭偀N的測(cè)定氣相色譜法》(HJ/T38-1999)將非甲烷總烴定義為“除甲烷以外的碳?xì)浠衔铮ㄆ渲兄饕荂2-C8)的總稱(chēng)。從非甲烷總烴、TVOC、VOCs的定義可以看出,非甲烷總烴主要指C2-C12之間的烴類(lèi)物質(zhì),TVOC主要指C6到C16之間的揮發(fā)性有機(jī)化合物,VOCs的范圍相對(duì)較廣,基本上包含了所有的揮發(fā)性有機(jī)污染物;從監(jiān)測(cè)方法的比較上可以看出,TVOC和VOCs標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)方法相對(duì)較少,非甲烷總烴有多種監(jiān)測(cè)方法;VOCs監(jiān)測(cè)時(shí)不同的采樣方式,體現(xiàn)的污染物特征不同;非甲烷總烴主要應(yīng)用于油類(lèi)等多種烴類(lèi)物質(zhì)排放的建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)中,TVOC基本上很少應(yīng)用,VOCs應(yīng)用案例較多,主要是由于VOCs包含物質(zhì)種類(lèi)較多,并且不同的采樣方式可以體現(xiàn)出項(xiàng)目的污染特征。
非甲烷總烴(NMHC)、TVOC、VOCs的差異
根據(jù)《大4工業(yè)VOCs治理方法4.1六種方法介紹
4.1.1燃燒法
4.1.2吸附法
4.1.3等離子體法
4.1.4膜分離法
4.1.5生物處理法
4.1.6冷凍法4.2六種方法比較4.3六種方法存在問(wèn)題4.4實(shí)例介紹4工業(yè)VOCs治理方法4.1六種方法介紹4.1.1燃燒法燃燒法包括直接燃燒法和催化燃燒法。直接燃燒是指對(duì)高濃度的有機(jī)廢氣,用燃油或燃?xì)庾鳛檩o助燃料,在高溫下直接分解為無(wú)害物質(zhì)。多數(shù)情況下,有機(jī)物濃度較低,不足以在沒(méi)有輔助燃料時(shí)燃燒。直接火焰燃燒在適當(dāng)溫度和保留時(shí)間條件下,可以達(dá)到99%的熱處理效率。此方法工藝簡(jiǎn)單,投資小,適用于小風(fēng)量及高濃度的廢氣,對(duì)安全技術(shù)和操作要求很高。4.1.1燃燒法燃燒法包括直接燃燒法和催化燃燒法。催化燃燒法在燃燒設(shè)備中,有機(jī)廢氣先被預(yù)熱后,通過(guò)催化床層的作用,在較低的溫度下和較短的時(shí)間內(nèi)完成化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。目前使用的金屬催化劑主要是Pt、Pd,技術(shù)成熟而且催化活性高,但價(jià)格比較昂貴而且在處理鹵素有機(jī)物,含N、S、P等元素時(shí),有機(jī)物易發(fā)生氧化等作用使催化劑失活;非金屬催化劑有過(guò)渡族元素鈷、稀土等。實(shí)踐中如:V2O5+MOx(M:過(guò)渡族金屬)+貴金屬制成的催化劑用于治理甲硫醇廢氣;Pt+Pd+CuO催化劑用于治理含氮有機(jī)醇廢氣。催化燃燒法在燃燒設(shè)備中,有機(jī)廢氣先被預(yù)熱后,通過(guò)催化床層的作有機(jī)廢氣催化燃燒裝置和流程有機(jī)廢氣催化燃燒裝置和流程4.1.2吸附法吸附法在治理工業(yè)有機(jī)廢氣污染方面也是常用的方法之一。該法主要是利用吸附劑具有密集的細(xì)孔結(jié)構(gòu),內(nèi)表面積大,對(duì)有機(jī)廢氣具有特殊的吸附性能,達(dá)到凈化廢氣的目的。作為吸附劑材料應(yīng)具有吸附性能好,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,耐酸堿、耐水、耐高溫高壓,不易破碎和對(duì)空氣阻力小等特性。根據(jù)吸附機(jī)理,可以將吸附劑分為物理吸附材料和化學(xué)吸附材料。化學(xué)吸附材料如殼聚糖等通常通過(guò)疏水鍵化學(xué)吸附作用去除有機(jī)污染物質(zhì),但是化學(xué)吸附材料通常應(yīng)用于水相有機(jī)污染物質(zhì)的去除,在有機(jī)廢氣方面的應(yīng)用較少,可能是因?yàn)樵跉猓虄上嘟缑嫔嫌袡C(jī)廢氣污染物質(zhì)與吸附劑之間的接觸時(shí)間太短,不利于化學(xué)吸附反應(yīng)的進(jìn)行,吸附效果不理想。因此在吸附法治理有機(jī)廢氣的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,常用的吸附劑為活性炭、沸石、活性氧化鋁、硅膠、等物理吸附材料,因?yàn)檫@些吸附劑呈孔狀結(jié)構(gòu),比表面積大,物理吸附作用強(qiáng),適用范圍寬。4.1.2吸附法吸附法在治理工業(yè)有機(jī)廢氣污染方面也是常用工業(yè)VOC治理措施ppt課件4.1.3等離子體分解法等離子體分解氯氟烴的技術(shù)已到實(shí)用階段,此技術(shù)可在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行大量的氯氟烴等氣體的處理。此過(guò)程采用兩個(gè)系統(tǒng),第一個(gè)系統(tǒng)利用高頻等離子體急速加熱,使溫度達(dá)10000℃利用等離子體的化學(xué)作用與水蒸汽接觸進(jìn)行分解的超高溫加水系統(tǒng);第二個(gè)系統(tǒng)是將高溫分解的排氣急冷到80℃下的排氣系統(tǒng)
。該系統(tǒng)是由氯氟烴和水蒸汽的供給裝置、等離子體發(fā)生裝置、反應(yīng)爐、冷卻罐以及排水處理裝置等構(gòu)成。4.1.3等離子體分解法等離子體分解氯氟烴的技術(shù)已到實(shí)用
低溫等離子體處理VOCs原理通過(guò)高壓放電,獲得低溫等離子體,即產(chǎn)生大量高能電子,高能電子與氣體分子(原子)發(fā)生非彈性碰撞,將能量轉(zhuǎn)化為基態(tài)分子(原子)的內(nèi)能,使其激發(fā)、離解和電離,處于活化狀態(tài)。當(dāng)電子的能量大于污染物分子的化學(xué)鍵鍵能時(shí),發(fā)生斷裂,污染物分解;高能電子激勵(lì)所產(chǎn)生的O、OH和N自由基與VOCs分子中的H、F和Cl等發(fā)生置換反應(yīng),由于O、OH又具有很強(qiáng)的氧化性,最終可以將VOCs轉(zhuǎn)換為CO2
和H2O無(wú)害產(chǎn)物。在低溫等離子體中可能發(fā)生各種類(lèi)型的化學(xué)反應(yīng),這取決于電子的平均能量、電子密度、氣體溫度、污染物氣體分子的含量以及共存的氣體成分等。低溫等離子體處理VOCs原理低溫等離子體產(chǎn)低溫等離子體產(chǎn)生的方法氣體放電磁控管放電電容耦合射頻直流輝光放電微波誘導(dǎo)放電常壓輝光放電脈沖輝光放電電暈放電介質(zhì)阻擋放電低溫等離子體產(chǎn)低溫等離子體產(chǎn)生的方法氣體放電磁控管放電電容耦過(guò)程一產(chǎn)生高能電子,羥基,臭氧及氧原子過(guò)程二高能電子轟擊污染分子
自由氧、羥基、自由基氧化污染物分子過(guò)程三過(guò)程四活性基團(tuán)及分子碎片反應(yīng)等離子體去除污染物的基本過(guò)程離子體去除污染物的基本過(guò)程過(guò)程一產(chǎn)生高能電子,羥基,臭氧及氧原子過(guò)程二高能電子轟擊污染4.1.4膜分離法
這類(lèi)方法的基本原理是基于氣體中各組分透過(guò)膜的速度不同,每種組分透過(guò)膜的速度與該氣體的性質(zhì)、膜的特性與膜兩邊的氣體分壓有關(guān)。膜分離法凈化有機(jī)廢氣是根據(jù)空氣透過(guò)膜的能力和有機(jī)蒸氣的能力不同,從而將兩者分開(kāi)的。一般用于膜分離的工藝有氣體膜分離和膜基吸收法等。膜法凈化的操作簡(jiǎn)單、操作彈性大和控制方便。4.1.4膜分離法
這類(lèi)方法的基本原理是基于氣體中各組分透4.1.5生物處理法
它的主要原理是通過(guò)篩選培養(yǎng)出對(duì)有機(jī)廢氣成分具有特別降解作用的微生物,固定附著在多孔性介質(zhì)填料表面,廢氣在填料床層中進(jìn)行生物處理,揮發(fā)性有機(jī)污染物被吸附在細(xì)孔中,經(jīng)過(guò)微生物的作用得到降解,生成CO2、H2O和中性鹽等物質(zhì)。生物處理技術(shù)[包括生物吸收法(即微生物及其營(yíng)養(yǎng)物配料存在于液體中,氣體中的有機(jī)物通過(guò)與懸浮液接觸后轉(zhuǎn)移到液體中而被微生物所降解)和生物過(guò)濾法(微生物附著生長(zhǎng)于固體介質(zhì)上,廢氣通過(guò)由介質(zhì)構(gòu)成的固定床層時(shí)被吸附、吸收,最終被微生物降解),生物處理技術(shù)具有設(shè)備簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用低、較少形成二次污染等優(yōu)點(diǎn)。4.1.5生物處理法
它的主要原理是通過(guò)篩選培養(yǎng)出對(duì)有機(jī)4.1.6冷凝法
冷凝法是利用物質(zhì)在不同溫度下具有不同飽和蒸汽壓這一特質(zhì),從而采用降低系統(tǒng)溫度或提高系統(tǒng)壓力,使處于蒸汽狀態(tài)的那些污染物冷凝并且從廢氣中分離出來(lái)。冷凝法回收VOCs是利用冷凝裝置產(chǎn)生低溫來(lái)降低VOCs—空氣混合氣的溫度。當(dāng)混合氣進(jìn)人冷凝裝置時(shí),VOCs中具有不同露點(diǎn)溫度的組分會(huì)依次被冷凝成液態(tài)而分離出來(lái)。冷凝法回收VOCs技術(shù)簡(jiǎn)單,受外界溫度、壓力影響小,也不受氣液比的影響,回收效果穩(wěn)定,可在常壓下直接冷凝,工作溫度皆低于VOCs各成分的閃點(diǎn),安全性好;可以直接回收到有機(jī)液體,無(wú)二次污染;適用于常溫、高濕、高濃度的場(chǎng)合,尤其適合于處理高濃度、中流量的VOCs。4.1.6冷凝法
冷凝法是利用物質(zhì)在不同溫度下具有不同飽4.2幾種方法適用范圍比較1)催化燃燒技術(shù)一般適合污染物濃度在2000~6000mg/m3之間的有機(jī)廢氣處理,若廢氣溫度大于180℃,廢氣濃度可低于2000mg/m3也可,但廢氣中如含有硫等有害于催化劑中毒的成分不適合該技術(shù)。2)活性炭吸附技術(shù)一般適合于污染物濃度低于2000mg/m3以下的有機(jī)廢氣處理,在酸性環(huán)境下的吸附效果優(yōu)于堿性環(huán)境,且氣體溫度最好為常溫,若廢氣溫度過(guò)高,可選配氣體冷卻裝置來(lái)降低廢氣溫度,使之達(dá)到活性炭最佳吸附狀態(tài)。溶劑吸收法主要適用于高濃度有機(jī)廢氣或者大風(fēng)量低濃度的有機(jī)廢氣處理。3)低溫等離子體適用范圍廣,凈化效率高,尤其適用于其它方法難以處理的多組分惡臭氣體,如化工、醫(yī)藥等行業(yè)。但一次性投資稍高。4.2幾種方法適用范圍比較1)催化燃燒技術(shù)一般適合污染物濃4)膜分離法可回收各種高沸點(diǎn)的揮發(fā)性有機(jī)物,包括脂肪族和芳香族化合物,鹵代烴、
醛、酮、腈、酚、醇、胺、酯等。該法最適合處理有機(jī)物濃度較高的廢氣,回收效率可以達(dá)到97%以上。5)生物處理技術(shù)適宜于處理凈化氣量較小、污染物濃度較大、易溶且生物代謝速率較低的廢氣處理,通常,廢氣中的TOC(總有機(jī)碳)應(yīng)在1000mg/m3。以下,廢氣流量小于50000mg/m3,廢氣溫度小于40℃。6)冷凝法是利用冷凝器,將廢氣冷凝到低于有機(jī)物的露點(diǎn)溫度,有機(jī)物冷凝變成液滴,從而將其回收。該方法適用于氣量小、高沸點(diǎn)和高濃度VOCs的回收。冷凝法處理后的VOCs的濃度偏高,往往通過(guò)結(jié)合其它的過(guò)程,如吸附、吸收等,使得VOCs的濃度能夠達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。4)膜分離法可回收各種高沸點(diǎn)的揮發(fā)性有機(jī)物,包括脂肪族和芳香4.3幾種方法存在問(wèn)題比較1)催化劑選擇苛刻當(dāng)使用催化氧化燃燒處理有機(jī)廢氣時(shí),某些氣體污染物燃燒氧化反應(yīng)條件苛刻,必須需要高溫、高空、高水蒸氣分壓,因此選擇的催化劑必須具各高活性、高熱穩(wěn)定性和高水熱穩(wěn)定性,以及一定的抗中毒能力;常用的催化劑是Pd、Pt、Rh、Au等貴金屬催化劑,但這些貴金屬價(jià)格昂貴、易燒結(jié),增加了催化氧化處理成本。2)活性炭的吸附性與再生處理活性炭吸附是將污染物質(zhì)從氣相固定到自身,并沒(méi)有從根本上解決污染消除的問(wèn)題,當(dāng)多種氣態(tài)污染物同時(shí)存在時(shí),活性炭的吸附能力大幅低于只含有一種氣態(tài)污染物時(shí)的吸附效率。而對(duì)于吸附飽和的活性炭,一般處置方式有兩種,一是廢棄,直接燒掉或填埋,這樣會(huì)造成資源浪費(fèi)。二是將其再生反復(fù)使用,但活性炭的再生仍然存在一些問(wèn)題,主要包括:再生過(guò)程活性炭有效部分損失較大、再生后吸附能力有一定下降,再生尾氣的二次污染等。4.3幾種方法存在問(wèn)題比較1)催化劑選擇苛刻3)吸收液吸收效率低液相吸收法是將污染物質(zhì)從氣相到液相的物理轉(zhuǎn)移或化學(xué)轉(zhuǎn)變,氣態(tài)污染物液相噴淋吸收針對(duì)高濃度有機(jī)廢氣或者大風(fēng)量低濃度的有機(jī)廢氣的治理較好,而針對(duì)低風(fēng)量低濃度有機(jī)廢氣凈化效率低,應(yīng)與其他技術(shù)聯(lián)合使用,對(duì)水溶性差的物質(zhì)等處理效果差。4)等離子體法影響因素多影響等離子體降解VOCs的影響因素很多,包括電壓,脈沖,進(jìn)氣濃度,背景氣體,電極種類(lèi)和形狀等。工藝不同,影響因素也會(huì)略有不同。有關(guān)低溫等離子技術(shù)處理VOCs的研究很多,實(shí)際應(yīng)用還不是很成熟。能量利用效率低,電源要求高,反應(yīng)產(chǎn)物的控制以及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)都還不成熟。3)吸收液吸收效率低5)膜分離法膜分離法最適合于處理VOC濃度較高(≥1000×10-6)的物流[15],運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用與物流流速成正比,與濃度關(guān)系不大,但是膜的通量較小,處理廢氣量有限。6)生物處理法的選擇性微生物對(duì)鄰苯二甲酸酯類(lèi)物質(zhì)(PAEs)、苯類(lèi)物質(zhì)等有機(jī)污染物降解速度很慢,主要由于聚合物和復(fù)合物的分子能抵抗生物降解,微生物所必需的酶不能靠近并破壞化合物分子內(nèi)部敏感的反應(yīng)鍵,限制了生物法在處理這些氣態(tài)物質(zhì)方面的應(yīng)用。5)膜分離法
4.4工程實(shí)例
4.4.1蓄熱式氧化處理方法
熱氧化法是應(yīng)用熱氧化和催化氧化技術(shù)來(lái)破壞排放物中的有機(jī)物的方法。蓄熱式熱氧化器(RegenerativeThermalOxidizer,RTO)與目前國(guó)內(nèi)使用的其他熱氧化技術(shù)的不同之處,是使用陶瓷或其他的高密度惰性材料床從排出燃燒的氣體中吸收并且存儲(chǔ)熱量,再將熱量釋放給冷的進(jìn)口氣體,而不是采用管殼式進(jìn)行兩種流體間的換熱,RTO可達(dá)到98%以上的熱回收效率。蓄熱式熱氧化器的工作原理是:有機(jī)廢氣經(jīng)預(yù)熱室吸熱升溫后,進(jìn)入燃燒室高溫焚燒(升溫到800℃),使有機(jī)物氧化成二氧化碳和水,再經(jīng)過(guò)另一個(gè)蓄熱室蓄存熱量后排放,蓄存的熱量用于預(yù)熱新進(jìn)入的有機(jī)廢氣,經(jīng)過(guò)周期性地改變氣流方向從而保持爐膛溫度的穩(wěn)定。
4.4工程實(shí)例
4.4.1蓄熱式氧化處理方法
熱氧化RTO的特點(diǎn)廢氣處理量大、效率高RTO宜用于處理2~8g/m3濃度的有機(jī)廢氣,對(duì)于低熱值氣體(如乙酸乙酯等)濃度可達(dá)12g/m3,特別適用于難分解組分的焚化。相對(duì)于其他處理技術(shù)(例如換熱式熱氧化),RTO的主要優(yōu)點(diǎn)在于熱回收率能達(dá)到98%,而其他系統(tǒng)只能達(dá)到約70%的熱回收率。高的熱回收率使補(bǔ)充燃料的使用量顯著減少,從而節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用。尤其是處理量大、有機(jī)物含量低的工業(yè)氣體,效果更加顯著。如果要保證較高的飛灰去除率(DestroyedRemovalEfficiency,DRE),RTO的高熱回收效率也具有能夠提供較高的熱氧化溫度的優(yōu)勢(shì)。如此便易于處理難分解的有機(jī)物,而系統(tǒng)操作費(fèi)用的增加卻很小。DRE達(dá)到98%~99%是這些系統(tǒng)的典型特點(diǎn)RTO的特點(diǎn)廢氣處理量大、效率高RTO宜用于處理2~8g/m
4.4.2高能-光催化氧化
在某污水治理系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)、油罐儲(chǔ)存過(guò)程中會(huì)揮發(fā)產(chǎn)生一定量的具有特殊臭味的硫化氫、有機(jī)硫化物、有機(jī)酸等惡臭物質(zhì),光解催化氧化工藝對(duì)該臭氣進(jìn)行有效治理。
4.4.2高能-光催化氧化
在某污水治理系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)、油罐工業(yè)VOC治理措施ppt課件雙4.4.3介質(zhì)阻擋放電雙介質(zhì)阻擋放電,DoubleDielectricBarrierDischarge,簡(jiǎn)稱(chēng)DDBD
高壓負(fù)極高壓電極直流高頻高壓電源氣體通道
DDBD放電效果圖雙4.4.3介質(zhì)阻擋放電雙介質(zhì)阻擋放電,DoubleD排氣DDBD基本工藝流程深度氧化除水、除塵、除油、降溫等專(zhuān)有預(yù)處理措施排氣DDBD基本工藝流程深度氧化除水、除塵、除油、降溫等專(zhuān)有預(yù)處理技術(shù)——撞擊流除水裝置
采用撞擊流原理,用水除去氣
體中的水,該技術(shù)增加了比表
面積,除水率高,已申請(qǐng)發(fā)明
專(zhuān)利,及實(shí)用新型專(zhuān)利三項(xiàng)。比絲網(wǎng)除水、折流板除水、鉤形板除水、纖維過(guò)濾等一般除水技術(shù)提高了60%—90%的效率。
一般霧滴中水的直徑為25微米,該技術(shù)能對(duì)1微米以上的水滴進(jìn)行有效去除,預(yù)處理技術(shù)——撞擊流除水裝置采用撞擊流原理,用水除去氣預(yù)處理技術(shù)——泡沫濕式除塵裝置定義:泡沫濕式除塵裝置,又稱(chēng)泡沫洗滌器,簡(jiǎn)稱(chēng)泡沫塔。工作原理:在泡沫設(shè)備中與氣體相互作用的液體,呈運(yùn)動(dòng)著的泡沫狀態(tài),使氣液之間有很大的接觸面積,盡可能地增強(qiáng)氣液兩相的湍流程度,保證氣液兩相接觸表面有效的更新,達(dá)到高效凈化氣體中塵、煙、霧的目的。結(jié)構(gòu):在圓筒型溢流式泡沫塔內(nèi),設(shè)有一塊和多塊多孔篩板,洗滌液加到頂層塔板上,并保持一定的原始液層,多余液體沿水平方向橫流過(guò)塔板后進(jìn)入溢流管。待凈化的氣體從塔的下部導(dǎo)入,均勻穿過(guò)塔板上的小孔而分散于液體中,鼓泡而出時(shí)產(chǎn)生大量泡沫。預(yù)處理技術(shù)——泡沫濕式除塵裝置定義:泡沫濕式除塵裝置,又稱(chēng)泡
①品質(zhì)高的可以用于生產(chǎn)工藝或余熱發(fā)電
②中等的(120度-200度)可以采用氨水吸收制冷設(shè)備來(lái)制取-30度到5度的冷量,用于空調(diào)或工業(yè)
③低溫的可以用來(lái)制熱或利用吸收式熱泵來(lái)提高熱量的數(shù)量或溫度供生產(chǎn)和生活使用降溫的主要方法:1、噴淋降溫2、熱交換器降溫等綜合利用就是根據(jù)余熱的品質(zhì),按照溫度高低順序不同按階梯利用。預(yù)處理技術(shù)——余熱回收技術(shù)①②4.4.4生物濾池除臭系統(tǒng)預(yù)處理段滴濾段過(guò)濾段風(fēng)機(jī)循環(huán)水泵、水箱循環(huán)水泵、水箱回流生化池或污水管網(wǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)4.4.4生物濾池除臭系統(tǒng)預(yù)處理段滴濾段過(guò)濾段風(fēng)機(jī)循環(huán)水泵、序號(hào)裝置名稱(chēng)組成說(shuō)明和備注1預(yù)處理裝置1套循環(huán)水箱、泵2臺(tái)水泵1用1備2生物濾床水箱滴濾段、過(guò)濾段共用3生物濾床滴濾段1套循環(huán)水箱、泵2臺(tái)水泵1用1備4生物濾床過(guò)濾段1套循環(huán)水箱、泵1臺(tái)噴淋水泵1臺(tái)5風(fēng)機(jī)2臺(tái),1用1備6控制裝置系統(tǒng)內(nèi)電器控制PLC控制柜1套、接線(xiàn)箱1臺(tái)序號(hào)裝置名稱(chēng)組成說(shuō)明和備注1預(yù)處理裝置1套循環(huán)水箱、泵2臺(tái)水預(yù)處理段工作原理該段主要是通過(guò)洗滌將廢氣中含有的油脂及烯烴去除。該段需要適當(dāng)添加堿性乳化劑,降低噴淋液的表面張力,使油脂轉(zhuǎn)移到循環(huán)液中去。生物過(guò)濾器工作原理生物過(guò)濾器除臭系統(tǒng)使被處理的含有臭氣污染物質(zhì)在通過(guò)有機(jī)生物填料過(guò)程中,在有機(jī)生物填料表面形成生物膜,生物膜中的微生物把臭氣污染物質(zhì)轉(zhuǎn)換為二氧化碳、水和礦物質(zhì)等。生物除臭過(guò)程主要分為以下幾個(gè)階段:(1)氣液擴(kuò)散階段:臭氣中的化學(xué)物質(zhì)首先通過(guò)填料氣/液界面由氣相轉(zhuǎn)移到液相;(2)液固擴(kuò)散階段:廢氣中的異味化學(xué)物由液相擴(kuò)散到生物填料的生物膜;(3)生物氧化階段:生物填料表面形成的生物膜中的微生物把異味氣體分子氧化,同時(shí)生物膜會(huì)引起氮或磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及氧氣的擴(kuò)散和吸收。生物過(guò)濾器通過(guò)上述三個(gè)階段把廢氣中的污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水、無(wú)機(jī)鹽、礦物質(zhì)等。從而達(dá)到異味凈化的目的。預(yù)處理段工作原理4.4.5油氣回收系統(tǒng)(冷凝+吸附)油罐集油罐油泵油氣回收設(shè)備冷凝系統(tǒng)(二級(jí)冷凝)1罐車(chē)加油口油氣回收裝置2油氣回收管發(fā)油鶴管4液態(tài)油回罐碳吸附系統(tǒng)3達(dá)標(biāo)空氣5解吸的油氣回冷凝設(shè)備4.4.5油氣回收系統(tǒng)(冷凝+吸附)油罐集油罐油泵油氣回收①裝車(chē)鶴管罩①裝車(chē)鶴管罩②收集管線(xiàn)②收集管線(xiàn)③冷凝+吸附系統(tǒng)③冷凝+吸附系統(tǒng)
④液體油收集系統(tǒng)④液體油收集系統(tǒng)效益測(cè)算按每年發(fā)送34萬(wàn)噸汽油和22萬(wàn)噸石腦油(裝置設(shè)計(jì)產(chǎn)量),揮發(fā)量為0.14%,回收率按90%計(jì)算,年回收油氣量為(340000+220000)×0.14%×0.9=705.6(噸)。效益測(cè)算按每年發(fā)送34萬(wàn)噸汽油和22萬(wàn)噸石腦油(裝置設(shè)計(jì)產(chǎn)量吸收-冷凝法回收氯乙烷氯乙烷是無(wú)色透明易揮發(fā)的液體,沸點(diǎn)12.2℃,主要用作溶劑,制造農(nóng)藥和醫(yī)藥,制造乙基纖維素等。由于氯油生產(chǎn)尾氣中含有5%左右的C12、50%左右的HCl,30%的氯乙烷,還含有少量的乙醇、三氯乙醛等。因此,在冷凝前必須先吸收凈化,以除去HCl等其他物質(zhì)。尾氣首先進(jìn)人降膜吸收塔,在塔中用水將尾氣中的HCl吸收并制成20%的鹽酸。被吸收掉HCl和少量CI2的尾氣進(jìn)人中和裝置,用15%的NaOH溶液中和尾氣中的酸性物質(zhì)。然后尾氣進(jìn)人粗制品冷凝器,先用-5℃左右的冷凍鹽水冷凝氯乙烷氣體中的水分,然后再將氯乙烷冷凝下來(lái)得到粗制品。粗氧乙烷經(jīng)過(guò)精餾塔精餾,再經(jīng)成品冷凝器在-30℃冷凝,得到精制氯乙烷液體,氯乙烷含量達(dá)98%以上。該法回收率只有70%左右。若采用帶壓冷凝流程,即將凈化以后的抓乙烷氣體加壓到0.4903x105Pa進(jìn)行冷凝,只需要在-15℃的鹽水中冷凝,回收率可達(dá)80%以上。但該法需要水循環(huán)泵和納氏泵,一次性投資較高,工藝也比常壓深冷法復(fù)雜。吸收-冷凝法回收氯乙烷氯乙烷是無(wú)色透明易揮發(fā)的液體,沸點(diǎn)12揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)污染防治技術(shù)政策(環(huán)保部公告2013年第31號(hào)2013-05-24實(shí)施)揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)污染防治技術(shù)政策5、工業(yè)VOCs治理愿景
5.1總體構(gòu)想1)VOCs污染防治應(yīng)遵循源頭和過(guò)程控制與末端治理相結(jié)合的綜合防治原則。在工業(yè)生產(chǎn)中采用清潔生產(chǎn)技術(shù),嚴(yán)格控制含VOCs原料與產(chǎn)品在生產(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn)銷(xiāo)過(guò)程中的VOCs排放,鼓勵(lì)對(duì)資源和能源的回收利用;鼓勵(lì)在生產(chǎn)和生活中使用不含VOCs的替代產(chǎn)品或低VOCs含量的產(chǎn)品。2)通過(guò)積極開(kāi)展VOCs摸底調(diào)查、制修訂重點(diǎn)行業(yè)VOCs排放標(biāo)準(zhǔn)和管理制度等文件、加強(qiáng)VOCs監(jiān)測(cè)和治理、推廣使用環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品等措施,到2015年,基本建立起重點(diǎn)區(qū)域VOCs污染防治體系;到2020年,基本實(shí)現(xiàn)VOCs從原料到產(chǎn)品、從生產(chǎn)到消費(fèi)的全過(guò)程減排。
5、工業(yè)VOCs治理愿景
5.1總體構(gòu)想1)VOCs污染防5.2源頭和過(guò)程控制5.2.1在石油煉制與石油化工行業(yè),鼓勵(lì)采用先進(jìn)的清潔生產(chǎn)技術(shù),提高原油的轉(zhuǎn)化和利用效率。對(duì)于設(shè)備與管線(xiàn)組件、工藝排氣、廢氣燃燒塔(火炬)、廢水處理等過(guò)程產(chǎn)生的含VOCs廢氣污染防治技術(shù)措施:
1).對(duì)泵、壓縮機(jī)、閥門(mén)、法蘭等易發(fā)生泄漏的設(shè)備與管線(xiàn)組件,制定泄漏檢測(cè)與修復(fù)(LDAR)計(jì)劃,定期檢測(cè)、及時(shí)修復(fù),防止或減少跑、冒、滴、漏現(xiàn)象;
2).對(duì)生產(chǎn)裝置排放的含VOCs工藝排氣宜優(yōu)先回收利用,不能(或不能完全)回收利用的經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)排放;應(yīng)急情況下的泄放氣可導(dǎo)入燃燒塔(火炬),經(jīng)過(guò)充分燃燒后排放;
3).廢水收集和處理過(guò)程產(chǎn)生的含VOCs廢氣經(jīng)收集處理后達(dá)標(biāo)排放。5.2源頭和過(guò)程控制5.2.1在石油煉制與石油化工行業(yè)5.2.2在油類(lèi)(燃油、溶劑)的儲(chǔ)存、運(yùn)輸和銷(xiāo)售過(guò)程中的VOCs污染防治技術(shù)措施1)儲(chǔ)油庫(kù)、加油站和油罐車(chē)宜配備相應(yīng)的油氣收集系統(tǒng),儲(chǔ)油庫(kù)、加油站宜配備相應(yīng)的油氣回收系統(tǒng);2)油類(lèi)(燃油、溶劑等)儲(chǔ)罐宜采用高效密封的內(nèi)(外)浮頂罐,當(dāng)采用固定頂罐時(shí),通過(guò)密閉排氣系統(tǒng)將含VOCs氣體輸送至回收設(shè)備;3)油類(lèi)(燃油、溶劑等)運(yùn)載工具(汽車(chē)油罐車(chē)、鐵路油槽車(chē)、油輪等)在裝載過(guò)程中排放的VOCs密閉收集輸送至回收設(shè)備,也可返回儲(chǔ)罐或送入氣體管網(wǎng)。5.2.2在油類(lèi)(燃油、溶劑)的儲(chǔ)存、運(yùn)輸和銷(xiāo)售過(guò)程中的V5.2.3涂料、油墨、膠粘劑、農(nóng)藥等以VOCs為原料的生產(chǎn)行業(yè)的VOCs污染防治技術(shù)措施包括:
1.鼓勵(lì)符合環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品技術(shù)要求的水基型、無(wú)有機(jī)溶劑型、低有機(jī)溶劑型的涂料、油墨和膠粘劑等的生產(chǎn)和銷(xiāo)售;
2.鼓勵(lì)采用密閉一體化生產(chǎn)技術(shù),并對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣分類(lèi)收集后處理。5.2.3涂料、油墨、膠粘劑、農(nóng)
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