VOCs治理-常温高效催化氧化技术

TianjinUniversity-常温高效催化氧化技术山东省环境保护科学技术奖获奖项目宝泉环保工程有限公司云忠杰环保科技有限公司2016年8月TianjinUniversity-常温高效催化氧化技术123456456123456VOCs排放治理现状合作模式探索VOCs治理常见技术常温高效催化氧化常温高效催化氧化优势实施工程案例TianjinUniversityVOCs排放治理现状我国VOCs排放总量惊人，预计2020年我国工业源VOCs排放量排放或逾2000万吨。十三五规划纲要发布，在环保方面，将VOCs新纳入总量控制指标，并浓墨重彩的强调生态修复工作。2017年，全国石化行业基本完成VOCs综合整治工作，建成VOCs监测监控体系，VOCs排放总量较2014年削减30%以上。TianjinUniversityVOCs排放治理现状排放行业众多（涉及到上百个行业，几十个主要行业）。VOCs的物质种类繁多、物理和化学性质差异大。排放条件复杂（温度、湿度、压力、颗粒物含量等）。排放点源多而分散，无组织排放情况严重，难以集中进行收集。在大多数情况下，污染物质是以混合物的形式排放（多组分复杂体系），通常需要多种治理技术进行综合治理。异味扰民问题突出，异味来源广，治理要求高，多数设施异味处理效果难以令民众满意。企业已有的治理设施治理效果不达标。易燃易爆，治理设施需要完善的安全系统设计。TianjinUniversityVOCs排放治理现状—典型化工企业源项分布TianjinUniversity123回收末端治理源头控制将无组织排放的废气有组织化，进行密闭式加料和密闭式生产。对高浓度的有机废气进行深冷或冷凝处理，回收利用。对于有组织排放的末端VOCs废气，采用吸附或消解手段进行治理。VOCs排放治理现状—治理环节TianjinUniversityVOCs排放治理现状—配套政策•大气污染防治法：2016年1月1日施行，未采取减少VOCs废气排放措施的，处以罚款；拒不改正的，责令停产整治。•排污收费：2016年1月19日，环保部下发《关于挥发性有机物排污收费试点有关具体工作的通知》多个省及直辖市已进入实质性的VOCs排污费征收阶段，VOCs作为大气污染的主要污染物，成了各地治理的重点。•排放标准：排放标准的制订遵循技术经济可行性原则，国家正在制修订的固定源VOCs排放标准。TianjinUniversity序号标准制修订项目名称备注1石油炼制工业污染物排放标准（GB31570-2015）已经完成2石油化学工业污染物排放标准（GB31571-2015）已经完成3合成树脂工业污染物排放标准（CB31572-2015)已经完成4煤化学工业污染物排放标准正在制订5干洗业污染物排放标准正在制订6电子工业污染物排放标准正在制订7纺织印染工业大气污染物排放标准正在制订8印刷包装业大气污染物排放标准正在制订9农药工业大气污染物排放标准正在制订10制药工业大气污染物排放标准正在制订11涂料、油墨及类似产品制造行业大气污染物排放标准正在制订12人造板工业污染物排放标准正在制订13VOCs通用控制标准（储罐、管道、处理装置等）正在制订14涂装工业污染物排放标准正在制订15铸造工业大气污染物排放标准正在制订16恶臭污染物排放标准（GB14554-1993）正在修订17大气污染物综合排放标准（GB16297-1996）正在修订18饮食业油烟排放标准（GB18483-2001）正在修订VOCs排放治理现状—配套政策TianjinUniversity序号标准名称标准类型范围综合项目有机污染物数量1上海市生物制药行业污染物排放标准（DB31/373-2006）行业上海182上海市半导体行业大气污染物排放标准（DB31/374-2006）行业VOCs3上海市船舶工业大气污染物排放标准（DB31/934—2015）行业VOCs64上海市汽车制造业（涂装）大气污染物排放标准（DB31/859-2014）行业VOCs65上海市印刷业大气污染物排放标准（DB31/872—2015）行业VOCs56上海市大气污染物综合排放标准（DB31/933—2015）行业NMHC8+X7北京市大气污染物综合排放标准（DB11/501-2007）综合北京NMHC18+X8北京市炼油石化大气污染物排放标准（DB11/447-2007）行业NMHC10+X9北京市工业涂装工序大气污染物排放标准（DB11/1226—2015）行业VOCs410北京市汽车整车制造业（涂装工序）大气污染物排放标准（DB11/1227—2015）行业VOCs4VOCs311北京市印刷业挥发性有机物排放标准（DB11/1201—2015）行业12北京市木质家具制造业大气污染物排放标准（DB11/1202—2015）行业VOCs4VOCs排放治理现状—配套政策TianjinUniversity序号标准名称标准类型范围综合项目有机污染物数量13广东省制鞋行业挥发性有机化合物排放标准（DB44/817-2010）行业广东VOCs314广东省家具制造行业挥发性有机化合物排放标准（DB44/814-2010）行业VOCs315广东省印刷行业挥发性有机化合物排放标准（DB44/815-2010）综合VOCs316广东省表面涂装（汽车制造业）挥发性有机化合物排放标准（DB44/816-2010）行业VOCs317广东省集装箱制造业挥发性有机物排放标准(DB44/1837-2016)行业VOCs418重庆市汽车整车制造表面涂装大气污染物排放标准（DB50/577-2015）行业重庆VOCs619江苏省表面涂装（汽车制造业）挥发性有机物排放标准（DB32/2862—2016）行业江苏VOCs520河北省工业企业挥发性有机物排放控制标准（DB13/2322—2016）行业河北VOCs421天津市工业企业挥发性有机物排放控制标准（DB12/524-2014）综合天津VOCs3VOCs排放治理现状—配套政策TianjinUniversity•VOCs治理标准再严、收费再多，最终要靠改善生产工艺和采用先进治理技术从末端治理来实现。在法规、标准完善的基础上，应多渠道培养我们自己的专业治理队伍。•当前VOCs处理技术储备相对薄弱，对各类技术的适用范围、使用条件尚缺乏规律性认识，对工艺设计和治理装备的设计、质量标准存在较大随意性等问题。•VOCs涉及百余种气体和数十个不同行业，目前市场常见技术中，尚不存在某一种具有广泛适用性，高效、安全、经济的成熟技术体系；•缺乏真正系统掌握治理技术和工艺的强大技术队伍和治理企业，更缺乏对新技术的研发。VOCs排放治理现状—小结TianjinUniversity-常温高效催化氧化技术123456456123456VOCs排放治理现状合作模式探索VOCs治理常见技术常温高效催化氧化常温高效催化氧化优势实施工程案例TianjinUniversity吸附、回收技术消解技术热力焚烧法催化燃烧法生物降解法光催化降解法低温等离子体冷凝法吸收法吸附法膜分离法活性炭吸附+热力焚烧/RTO/RCO沸石浓缩转轮+蓄热式燃烧吸附法+催化燃烧技术......VOCs治理常用技术TianjinUniversityVOCs治理常用技术-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。通常VOCs浓度≥5000ppm，适用冷凝处理，其效率介于50～85%之间。TianjinUniversityVOCs治理常用技术-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。优点：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。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。TianjinUniversity原理利用吸附剂与VOCs进行物理结合或化学反应。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，且吸附材料往往需要频繁更换（解析脱附），VOCs并未消解，吸附材料仍需处理。VOCs治理常用技术-吸附技术TianjinUniversityVOCs治理常用技术-吸附技术碳纤维是一种吸附效果好但是价格较活性炭贵的吸附剂，最早应用于吸附二氯甲烷。比表面积大，对于小分子吸附速率高，速度快，易被解析，但是对于大分子如二噁英等反而无优势，因为孔径太小无法吸附很快堵塞。活性炭和碳纤维都不适用于大分子量VOCs，因为很快饱和。TianjinUniversityVOCs治理常用技术-吸附技术沸石转轮浓缩是利用吸附-脱附-浓缩三项连续变温的吸、脱附程序,使低浓度、大风量有机废气浓缩为高浓度的浓缩气体。通过转轮的旋转,可在转轮上同时完成气体的脱附和转轮的再生过程。吸附在转轮上的有机物被分离、脱附、进入后续处理系统。TianjinUniversityVOCs治理常用技术-生物降解技术原理活性微生物以废气中的有机组分作为能源或养分，转化成简单的无机物或细胞组成物质。2溶解于液膜中的污染物在浓度差的推动下进一步扩散到生物膜，被其中的微生物捕获并吸收；3进入微生物体内的污染物在其自身的代谢过程中作为能源和营养物质被分解，代谢物一部分重回液相，另一部分气态物质脱离生物膜扩散到大气中。废气中的污染物同水接触并溶解于水中（即由气相进入液膜）；1TianjinUniversityVOCs治理常用技术-生物降解技术应用范围和特点目前生物法处理废气还只适用于低浓度的简单废气，单位体积的生物降解速度有待提高。适应难降解有机物的细菌种类少，自动控制系统、布水、布气系统、填料等标准有待确立。废气中的颗粒物在滤床中积累过多，易造成滤床堵塞，阻力增大。TianjinUniversity等离子体（plasma）是继固、液、气三态后被列为物质的第四态。包括六种典型的粒子，即电子、正离子、负离子、激发态的原子、基态的原子以及光子。在这个体系中因其总的正、负电荷数相等，故称为等离子体。分高温等离子体和低温等离子体，低于10000℃为低温等离子体。VOCs治理常用技术-低温等离子体技术等离子体的状态分类平衡等离子体非平衡等离子体等离子体温度分类高温等离子体低温等离子体低温等离子体简介TianjinUniversity低温等离子体产生方法VOCs治理常用技术-低温等离子体技术电子束注入式等离子体臭氧发生器介质阻挡放电脉冲放电电晕放电紫外光照射直流辉光放电UV光解TianjinUniversity阵列式介质阻挡放电结构VOCs治理常用技术-低温等离子体技术介质阻挡放电(DBD)，放电空间插入绝缘介质的一种非平衡态气体放电又称介质阻挡电晕放电或无声放电。介质阻挡放电能够在高气压和很宽的频率范围内工作，通常的工作气压为104～106。电源频率可从50Hz至1MHz。双介质阻挡放电（DoubleDielectricBarrierDischarge，DDBD）放电空间插入两层绝缘介质的一种非平衡态气体放电。双介质阻挡放电技术是介质阻挡放电技术放电密度的1500倍。TianjinUniversity原理产生高能电子，羟基，臭氧及氧原子；高能电子轰击污染分子；自由氧、羟基、自由基氧化污染物分子；活性基团及分子碎片反应。。适用范围实现VOCs低温去除，适用于浓度低于500mg/m3、大风量的VOCs。投资成本及运行费用较高，放电盘或放电管极易被击穿，存在易燃易爆风险。不适合在危化品企业使用。VOCs治理常用技术-低温等离子体技术除水、除尘、除油、降温等专有预处理措施通常还需要深度氧化TianjinUniversity原理在一定波长的光线照射下激发催化剂产生电