3·叶代启教授-VOCs污染治理技术进展及其选择原则20160329

VOCs污染治理技术进展及其选择原则2016.03.29主要内容 1.VOCs污染控制现状2.VOCs特征与常用治理技术3.VOCs治理技术进展4.VOCs治理技术的选择主要内容 1.VOCs污染控制现状2.VOCs特征与常用治理技术3.VOCs治理技术进展4.VOCs治理技术的选择2014年工业源VOCs排放情况17.77%53.21%8.62%20.40%l VOCs的生产Produc'on of VOCs石油产品的加工、基础化学原料l 储存和运输Storage and transport油品及有机溶剂的储运l 含VOCs产品的使用Processes using VOC-containing products合成材料、化学原料药、食品饮料生产、金属冶炼、涂料生产、胶黏剂生产、油墨生产等l 以VOCs为原料的工艺过程Industrial processes using VOCs as raw materials喷涂、印刷包装、建筑装饰、木材加工、餐饮、纺织等Season_01Season_02Season_03Season_0417.77%53.21%8.62%t20.40%2014年工业源VOCs排放共计1637.72万吨Totalemission:16.3772Tg1.1VOCs污染现状1.VOCs污染控制现状050100150200250建筑装饰石油炼制机械设备生产储运印刷业木材加工焦炭生产覆铜板生产化工行业能源生产交通设备制造合成革家具生产化学原料药塑料及聚合物轮胎制鞋涂料生产合成纤维白酒生产发酵酒精纺织印染精制植物油原油生产胶黏剂生产钢铁生产天然气开采油墨生产合成橡胶服装干洗生活垃圾处理啤酒生产成品糖纸制品产量纸浆合成洗涤剂排放量（万吨）2014年各行业VOCs排放量建筑装饰、石油炼制、机械设备生产、储运，其排放量昀大，均超过100万吨。1.1VOCs污染现状1.VOCs污染控制现状050100150200250300浙江广东江苏山东福建辽宁河北河南上海湖北四川湖南安徽北京天津广西陕西黑龙江吉林江西重庆新疆内蒙古山西甘肃云南贵州海南宁夏青海西藏排放量（万吨）2014年各省市工业VOCs排放量浙江省、广东省、江苏省、山东省，其排放量总计超过了全国总排放量的40%1.1VOCs污染现状1.VOCs污染控制现状1.1VOCs污染现状木材加工、有机化工、印刷包装、集装箱制造4个行业单位产值VOCs排放量昀高，均超过200吨/亿元，木材加工达到763吨/亿元0.0020000.0040000.0060000.0080000.00100000.00120000.00050100150200250300建筑装饰印刷和包装印刷石油炼制、石油储运喷涂木材加工家具制造交通运输设备制合成材料生产皮革、毛皮等制餐饮油烟纺织印染塑料制品制造有机化工电子设备制造食品饮料生产黑色、有色金属医药制造业橡胶制造业制鞋金属制品（集装涂料生产造纸及纸制品日用品生产胶黏剂生产环境治理干洗油墨生产VOCs排放量（万吨）GDP（亿元）重点行业单位产值VOCs排放量1.VOCs污染控制现状1.VOCs污染控制现状1.2VOCs控制现状标准Standards政策Policies整治方案ControlScheme2010.52011.102012.122013.9关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量指导意见(国办发〔2010〕33号)关于加强环境保护重点工作的意见(国发〔2011〕35号)重点区域大气污染防治“十二五”规划(环发〔2012〕130号)大气污染防治行动计划（“国十条”）(国发〔2013〕37号)Ø 首次提出:NMVOCs视为重要污染物Ø 强调:加强NMVOCs控制Ø 全面开展:重点区域NMVOC控制Ø 加强整体控制:重点行业NMVOC控制国家VOCs控制相关法规政策1.VOCs污染控制现状1.2VOCs控制现状标准Standards政策Policies整治方案ControlScheme2014.42015.62015.82016.12016.3新修订的《中华人民共和国环境保护法》《关于印发（挥发性有机物排污收费试点办法）的通知》（财税[2015]71号） 新修订的《中华人民共和国大气污染防治法》《关于挥发性有机物排污收费试点有关具体工作的通知》（环办环监函[2016]113号）中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要Ø 加大处罚力度突出信息公开Ø VOCs纳入排污收费Ø VOCs首次纳入监管范围Ø VOCs纳入总量控制指标国家VOCs控制相关法规政策Ø 明确:收费具体工作与审核要求1.VOCs污染控制现状1.2VOCs控制现状标准Standards政策Policies整治方案ControlScheme国家VOCs控制相关标准体系序号标准名称标准类型综合项目有机污染物数量1大气污染物综合排放标准（GB16297-1996）综合NMHC142恶臭污染物排放标准（GB14554-1993）通用63饮食业油烟排放标准（试行）（GB18483-2001）行业14储油库大气污染物排放标准（GB20950-2007）行业油气5汽油运输大气污染物排放标准（GB20951-2007）行业NMHC6加油站大气污染物排放标准（GB20952-2007）行业油气7合成革与人造革工业污染物排放标准（GB21902-2008）行业VOCs（不含DMF）38橡胶制品工业污染物排放标准（GB27632-2011）行业NMHC39炼焦化学工业污染物排放标准（GB16171-2012）行业NMHC210轧钢工业大气污染物排放标准（GB28665-2012）行业NMHC11电池工业污染物排放标准（GB30484-2013）行业NMHC12石油炼制工业污染物排放标准（GB31570-2015）行业NMHC13石油化学工业污染物排放标准（GB31571-2015）行业NMHC目前3214合成树脂工业污染物排放标准（GB31572-2015）行业NMHC主要内容 1.VOCs污染控制现状2.VOCs特征与常用治理技术3.VOCs治理技术进展4.VOCs治理技术的选择2.VOCs特征与常用治理技术2.1VOCs排放特征分析标准Standards整治方案ControlScheme①排放组分复杂，多为混合物，性质差异大（常见的VOCs化合物有100多种）污染物类别主要代表物碳氢化合物苯、甲苯、二甲苯、正己烷、环己烷、石脑油、稀释剂、汽油、苯乙烯、丙烯酸、醋酸乙烯等卤代烃氯乙烯、三氯乙烯、三氯乙烷、二氯甲烷、氯苯、二氯乙烷、四氯化碳、氟利昂等醛类甲醛、乙醛、糠醛等酮类丙酮、甲乙酮、环己酮、甲基异丁基酮等酯类乙酸乙酯、醋酸丁酯等醚类甲醚、乙醚、甲乙醚、四氢呋喃等醇类醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、甲硫醇等酰胺类二甲基甲酰胺DMF、二甲基乙酰胺等腈（氰）类氢氰酸、丙烯腈等p 喷涂废气：通常含有苯系物（BTEX）、酮类、脂类、醇类、烃类等；p 印刷废气：通常含有苯类、脂类、酮类和醇类等；p 制药行业：通常含有酸性气体、普通有机物和恶臭气体等。2.VOCs特征与常用治理技术2.1VOCs排放特征分析标准Standards②排放行业众多，各行业涵盖范围广（33个行业部门，86个细分行业，115个子排放源）石化行业储运行业有机化工包装印刷涂料制造橡胶制造纺织印染皮革制造汽车喷涂轮船喷涂集装箱喷涂家具制造制鞋行业电子行业污水处理2.VOCs特征与常用治理技术2.1VOCs排放特征分析③排放条件差异大，运行工况难把握废气的预处理（调温、调湿、调压和去除颗粒物）直接关乎到后续治理设备的净化效率和使用寿命。温度湿度压力颗粒物如一般喷涂过程中所排放的为常温气体，在化工、制药等行业所排放的往往为高温气体。如制药工业发酵尾气的相对湿度接近100%，高湿度对吸附、催化、等离子体等净化工艺都具有重要影响。石化和化工行业有时排放的是带有压力的废气。在涂装工艺中，漆雾颗粒物以气溶胶的形式存在，粘性高，去除困难，对后续的净化设备影响极大，少量漆雾都会对吸附净化设备造成重大的影响。2.VOCs特征与常用治理技术2.1VOCs排放特征分析标准Standards整治方案ControlScheme④排放环节多而散，无组织逸散普遍（废气的集中收集是进行末端治理的前提）在一个生产企业中通常有多个生产工序同时在排放VOCs。如在石化企业、医化企业、喷涂行业等，一个厂区往往有几个到几十个排放点（口），无组织排放情况严重，统一进行收集和治理往往非常困难。101-油船；2-铁路油罐车；3-汽车油罐车；4-真空泵；5-储油；6-回空罐；7-高位油罐；8-汽车油罐车；9-加油站脏油罐；10-汽车油箱储运行业油气排放的10个节点回收利用技术销毁技术VOCs末端治理技术热力焚烧法催化燃烧法生物降解法光催化降解法等离子体技术吸附法吸收法冷凝法膜分离法传统技术新型技术沸石转轮+热力焚烧燃烧组合技术沸石浓缩转轮+蓄热式燃烧洗涤+高级氧化滤筒除尘器+蓄热式燃烧技术 . . . . . .2.VOCs特征与常用治理技术2.2常用VOCs治理技术p 原理利用吸附剂与污染物质(VOCs)进行物理结合或化学反应并将污染成份去除废气干净气体低压蒸汽风机冷凝器废水VOCs回收吸附塔活性碳床活性碳床p 典行工艺p 适用范围适用于：中低浓度的VOCs的净化优点：去除效率高，易于自动化控制缺点：不适用于高浓度、高温的有机废气，且吸附材料需定期更换2.VOCs特征与常用治理技术2.2常用VOCs治理技术①吸附技术吸附技术是昀为经典和常用的有机废气净化技术，也是目前工业VOCs治理的主流技术之一。p 原理由废气和洗涤液接触将VOCs从废气中移走，之后再用化学药剂将VOCs中和、氧化或其它化学反应破坏。填充式洗涤塔p 适用范围适用于高水溶性VOCs，不适用于低浓度气体。技术成熟、可去除气态和颗粒物、投资成本低、占地空间小、传质效率高、对酸性气体高效去除优点缺点有后续废水处理问题、颗粒物浓度高、会导致塔堵塞、维护费用高、可能冒白烟2.2常用VOCs治理技术②吸收技术2.VOCs特征与常用治理技术p 原理冷凝将废气降温至VOCs成份之露点以下，使之凝结为液态后加以回收之方法。p 适用范围多用于高浓度、单一组分有回收价值的VOCs的处理。冷凝法也经常搭配其它控制技术，例如:焚化、吸附、洗涤等作为前处理步骤处理成本较高，故通常VOCs浓度≥5000ppm，方才适用冷凝处理，其效率介于50～85%之间；浓度≥1%以上时，则回收效率可达90%以上2.VOCs特征与常用治理技术2.2常用VOCs治理技术③冷凝技术p 原理用人工合成的膜分离VOCs物质。硅橡胶膜多孔玻璃态高分子材料分子筛膜优点ü 回收组分ü 高效ü 可集成其余技术ü 成本较高ü 膜污染ü 膜的稳定性差ü 通量小缺点p 适用范围适用于高浓度VOCs，回收效率高于97%2.2常用VOCs治理技术2.VOCs特征与常用治理技术④膜分离技术p 原理利用微生物对废气中的污染物进行消化代谢，将污染物转化为无害的水、二氧化碳及其它无机盐类0.0m1.0m5.0m0.85m進氣排氣活性污泥曝氣槽吸收塔循環幫浦進氣排氣鼓風機調濕塔低壓送風機(200mmAq)廢氣生物濾床排氣處理系統排氣生物濾床(濾料厚1m)排水123456346517調濕水霧72生物滤床法生物洗涤塔p 适用范围以微生物可分解物质为主，污染物为微生物的食物来源，可以生物处理的污染物包括：碳氢氧组成的各类有机物、简单有机硫化物、有机氮化物、硫化氢及氨气等无机类等– 能耗低、费用低– 氧化完全– 能耗低– 能量利用率– 光催化剂失活– 可见光优点缺点2.2常用VOCs治理技术2.VOCs特征与常用治理技术⑤微生物降解技术燃烧法ü 催化燃烧ü 热力燃烧ü 蓄热燃烧技术（RTO和RCO）2.2常用VOCs治理技术2.VOCs特征与常用治理技术⑥燃烧法p 原理：基于废气中有机化合物可以燃烧氧化的特性，将其转化无害物质CO2和