挥发性有机物(VOCs)治理技术

挥发性有机物(VOCs)治理技术主要内容VOCs典型治理技术123VOCs污染现状45典型行业VOCs治理技术VOCs根据沸点根据饱和蒸气压常压下沸点低于250℃有机化合物室温下（25℃）饱和蒸气压超过133.32Pa气态分子形态逸散到空气中有机化合物总挥发性有机物（TVOCs）、极易挥发性有机物（VVOC）、挥发性有机物（VOC）、半挥发性有机物（SVOC）烷烃、芳香烃类、烯烃类、卤烃类、酯类、醛类、酮类和其它化合物等8类。（一）VOCs污染现状挥发性有机化合物VolatileOrganicCompounds，简称VOCsVOCs的环境危害性广州市灰霾天气现状一角导致复合型污染；诱发灰霾；产生光化学烟雾；污染室内空气；影响动植物生长。甲苯最高值为2509.17μg/m3，超标约11.5倍TVOC最高值为6032.88μg/m3，超标约9倍深圳室内甲苯、二甲苯超标率分别为48.15％和25.93%；广州这两项污染物的超标率分别为20.69％和13.79％光化学烟雾广州日VOCs浓度变化情况血液、神经系统、肝肾脏皮肤、眼睛“三致”作用呼吸系统嗅觉、呼吸道、肺部几乎全部VOCs；恶臭类，有机硫化物，含氯有机化合物，含氮有机化合物等致癌、致畸、致突变刺激性VOCs白血病，肝、肾功能衰竭杀虫剂、除草剂醛类，烯，烷烃，苯系物，含氯有机化合物，有机卤化物等对人体的毒害作用醛类最为突出；有机硫化物，含氯有机化合物，含氮有机化合物等苯系物最为突出，烯，含氯有机化合物，含氮有机化合物等62012年我国VOCs排放总量惊人，工业源排放量约为2088.7万吨重点区域VOCs污染排放高度集中1990-2010年VOCs排放量1990-2012年，我国VOCs排放量逐年增长，工业源VOCs排放量增幅大。VOCs污染排放负荷大辽中京津冀山东半岛长三角珠三角成渝武汉长株潭海西乌鲁木齐甘肃兰白关中晋北回收利用技术销毁技术VOCs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冷凝法吸收法吸附法膜分离法传统技术新型技术（二）常用VOCs治理技术沸石转轮+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......吸附技术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VOC回收吸附塔活性碳床活性碳床典行工艺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吸收技术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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、可能冒白烟冷凝技术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。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%以上膜分离技术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回收组分高效可集成其余技术成本较高膜污染膜的稳定性差通量小缺点适用范围适用于高浓度VOCs，回收效率高于97%生物降解技术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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缺点等离子体技术原理等离子体场富集大量活性物种，如离子、电子、激发态的原子、分子及自由基等；活性物种将污染物分子离解小分子物质等离子体-催化装置有机废气排气活性物种和臭氧，触发催化剂，降低活化能。催化剂选择性地与等离子体产生的产物再反应CatalystPollutantCO2H2OEnergyActivespecies适用范围适用于低浓度VOCs，室内空气净化实现VOCs低温去除适用于低浓度、大风量的VOCs处理效率高，能耗低净化并清新空气特点光催化技术原理光催化剂纳米粒子在一定波长的光线照射下受激生产电子空穴对，空穴分解催化剂表面吸附的水产生氢氧自由基，电子使其周围的氧还原成活性离子氧，从而具备极强的氧化还原能力，将光催化剂表面的各种污染物摧毁–条件温和，常温常压–设备简单、维护方便–减少甚至无二次污染–占地面积大–气候影响大–工况变化影响大优点缺点沸石转轮+热力焚烧技术组合一沸石转轮+蓄热式燃烧组合二组合技术（一）废气达标排放冷凝+吸附技术组合三：组合四：吸附+蓄热催化燃烧技术组合技术（二）废气达标排放滤筒除尘+蓄热催化燃烧组合五吸附+高级氧化组合六废气入口净化后排气组合技术（三）1101001,00010,000100,0001,000,0001001,00010,000100,000廢氣VOC濃度(mg/m3)廢氣流量(m3/h)吸附(活性碳不再生)冷凍回收(T0℃)冷凝回收(T0℃)100,000生物濾床生物滴濾塔生物洗滌轉輪吸附吸附(活性碳再生)焚化、觸媒焚化、蓄熱式焚化各种VOCs治理技术适用范围比较应根据废气的浓度、流量、去除效率等选取适用的治理技术A热力焚烧/热回收B催化燃烧/热回收C活性碳吸附(不再生)D活性碳吸附(再生)E沸石浓缩转轮F蓄热催化燃烧G生物法相对费用进气有机物浓度(mg碳/m3)相对费用评估（以流量10000m3/h为评估标准）同时考虑设备成本、运行成本、维护成本等石化行业工艺过程排放环节延迟焦化加热炉、焦炭塔及接触冷却塔催化裂解管式裂解炉、急冷锅炉二步法湿纺原料、聚合、纺丝天然气制合成氨造气、转化工段、尾气、锅炉烟气……VOCs排放环节（三）重点行业排放特征及治理技术成分复杂（多包含烷烃、烯烃硫醇、硫醚、多环芳烃等）难处理（传统的吸附、吸收、燃烧等技术难以达到满意的去除效果）排放量大（2010年，石化行业VOCs排放量全国第一）石化行业VOCs特征储罐等排气的回收恶臭异味的销毁直接燃烧法吸附+催化燃烧法等离子体+催化剂生物降解法压缩+吸附法冷凝+吸收法吸收+冷凝法石化行业VOCs治理技术（三）重点行业排放特征及治理技术LDAR技术（气体泄漏与检测技术）研究表明，石化行业VOCs排放总量中，管线组件和储罐的泄漏排放约占76%据EPA评估报道，石化企业实施LDAR技术后VOCs排放量可降低56%确定检测设备定义泄露标准检测组件泄露状况进行组件修复记录并报告数据蓄热式催化燃烧分子筛吸附家具制造与汽车制造表面涂装行业（三）重点行业排放特征及治理技术家具行业VOCs排放特征VOCs排放途径储运过程排放调漆过程排放清洗过程排放喷涂、干燥过程排放•VOCs排放途径主要是乙酸丁酯、乙苯、间对二甲苯等•VOCs类别在中涂和面漆喷漆过程中，大约80-90%的VOCs是在喷漆室和流平室排放，20-10%的VOCs随车身涂膜在烘干室中排放。汽车涂装产生的有机废气的特点是：大风量，中低浓度。汽车制造表面涂装行业VOCs排放特征汽车涂装VOCs排放及组成示意图（三）重点行业排放特征及治理技术适用的VOCs治理技术源头控制1使用环保型涂料：高固体分涂料、水性涂料、粉末涂料提高涂着效率（TE）2实现密闭式作业采用冷凝、冷冻回收高浓度有机废气采用干式漆雾捕集装置，排风循环再利用废气收集与回收3沸石转轮+直燃式燃烧活性炭纤维吸附+催化燃烧洗涤高级氧化末端治理方面（三）重点行业排放特征及治理技术包装印刷业VOCs排放特征工艺过程VOCs排放环节原材料存放油墨、溶剂等存放过程成像显影剂、定色剂等使用过程制版使用显影剂可能会释放出乙醇印刷润版液、油墨的使用、加热烘干过程印后加工粘胶剂的使用；覆膜过程中使用甲苯、天那水等；油性上光材料使用甲苯等稀释剂清洁过程清洁印版上的油墨、粘胶剂等使用过程添加的有机溶剂废弃物存放和处置过程废弃油墨、容器的处置过程挥发VOCs包装印刷业的VOCs排放环节主要的VOCs污染物•苯系物：苯、甲苯、二甲苯•醇类：甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、丁醇、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚•酯类：乙酸乙酯、乙酸正丙酯、正丙酯、乙酸丁酯•酮类：丙酮、丁酮、甲基异丁基酮等（三）重点行业排放特征及治理技术对于包装印刷过程所排放的高浓度(5000mg/m3)或具有高回收价值的VOCs，宜采用回收技术（如活性炭吸附）加以循环利用。活性炭吸附净化处理流程图优点：可以回收大量溶剂，经济效益好缺点：吸附回收效率不高，一般在70%左右（三）重点行业排放特征及治理技术可控制技术吸附回收法对于中等浓度或低浓度(1000mg/m3)的VOCs，可采用销毁技术将其降解，如蓄热催化燃烧技术，去除效率可达99%。蓄热催化工艺流程图蓄热催化燃烧法：T1T4T3催化剂蓄热体催化剂蓄热体加热器旋转换向阀吹扫风机T2过滤器主风机（三）重点行业排放特征及治理技术原理是把有机废气加热到760摄氏度以上，使废气中的VOC在氧化分解成二氧化碳和水，效率高、低运转费用、自动化程度高。蓄热热力焚烧法：（三）重点行业排放特征及治理技术塑料制品助剂的添加和塑料单体的加工过程中挥发VOCs；制革厂涂饰工段的涂饰操作过程排放VOCs；人造革、合成革在表面处理过程中会挥发出VOCs废气。VOCs类别主要有卤代烃、氯苯类、芳香烃类、酯类、酰胺类和酮类等合成材料行业（三）重点行业排放特征及治理技术VOCs来源蓄热催化燃烧技术吸附分离技术对于排放的高浓度、低风量废气，采用吸附-催化燃烧组合技术处理效果更好滚涂槽一滚涂槽二进料成品吸附区冷却区脱附区有机废气T1T3T2吸附风机吸附转轮T5T4过滤器催化剂蓄热体催化剂蓄热体T6脱附风机旋转换向阀吹扫风机M1M2隔间清洁生产部分烘箱加热装置吸附—催化燃烧组合技术工艺流程（三）重点行业排放特征及治理技术可行控制技术介绍油品储运油井原油油田原油罐炼油厂原油罐炼油厂成品油罐用户油罐原油管道水路（油轮）陆路（火车、汽车）管道加工出的石油水路（油轮）陆路（火车、汽车）管道油品储运过程排放环节油库储存系统：储油罐的收发油作业、油罐的静置呼吸、铁路罐车(或水运)卸油、油罐汽车装油等环节的油品蒸发损耗加油站储存系统：油罐汽车向地埋油罐卸油、地埋油罐的呼吸成品油运输过程：散发油气的重要环节（三）重点行业排放特征及治理技术中间罐倒罐储运过程VOCs排放控制储罐着眼点运输装卸减少VOCs排放收发作业呼吸作用地下存储降低温度集中配送油气蒸发跑冒漏事故排放强化管理过程控制回收利用集中处理（三）重点行业排放特征及治理技术加油站油气回收根据国家环保总局《加油站大气污染物排放标准》（GB20952-2007）规定处理装置的油气排放浓度应小于等于25g/m3加油站油气回收系统油气导向图吸附法吸附-脱附-冷凝回收技术蓄热催化燃烧技术主要为苯系物，烯烃类，醛类，酯类等原料准备、塑料的制造、塑料制品的制造过程可行控制技术VOCs排放环节VOCs类别塑料制品行业（三）重点行业排放特征及治理技术化学原料药行业VOCs排放特征1.VOCs