工业VOCs污染控制工程技术

化工有毒恶臭气体清洁治理技术研发与应用2016第三届全国化工行业（园区）污染综合治理大会南京工业大学环境科学与工程学院徐炎华2016.4.21相关政策法规国家相关政策法规国务院办公厅《关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量的指导意见》将VOCs列为联防联控重点控制的四项污染物之一；国务院《大气污染防治行动计划（2013－2017）》治理挥发性有机物：进行“泄漏检测与修复”技术改造；对有机化工、农药、医药、表面涂装、塑料制品、包装印刷等重点行业开展有机废气综合整治2013年9月12日，国务院发布《大气污染防治行动计划》（简称《大气十条》），被誉为我国有史以来力度最大的空气清洁行动。2015年1月1日实行新《环境保护法》大大提高了污染处罚力度，让环境保护长了“钢牙”2015年6月18日《挥发性有机物排污收费试点办法》，将石油化工行业和包装印刷行业率先对废气排放征收相关排污费石油化工农药医药喷涂印刷染料废气主要排放源与特点排放源多排放时间无规律性成分复杂（不易分离）流动性、扩散性强（不易收集）难以溯源（浑水摸鱼）难以监管（相互推卸）难以治理（技术落后）化工有毒恶臭气体特点及危害废气危害诱导光化学烟雾生成二次有机气溶胶PM2.5前驱物危害人体健康恶臭扰民加剧平流层臭氧消耗•硫化氢、氨气、胺类、硫醇类、醛类、脂肪酸类、醇类、酚类、醚类等，嗅阈值低，极易引起恶臭扰民。恶臭污染物：物质类别恶臭物质恶臭阈值/ppm臭味种类硫化物硫化氢0.00041腐蛋臭味二甲基硫0.003海鲜般特殊气味二氯化硫0.001医药用绷带臭、刺激气味甲基硫醇0.00007鞋油臭、有剌激性气味胺类三甲胺0.000032刺激性臭味三乙胺0.0054有强烈氨臭味苯系物苯乙烯0.035似花的刺激性气味对甲酚0.001医药品臭味酯类丙烯酸乙酯0.00047麦秸样干臭、有刺激性气味化工有毒恶臭气体特点及危害清洁生产不到位生产设施简陋、跑冒滴漏严重采用管道运输采用无泄漏，屏蔽泵定期检查与消漏记录解决方案跑冒滴漏化工有毒恶臭气体处理常见问题及解决方法以2,4-D（世界三大除草剂之一）生产为例2,4-二氯苯氧乙酸传统工艺：氯化前置工艺收率低二氯酚的同分异构体分离困难大量的氯代酚恶臭气体空间位阻大，收率低产生大量含卤代酚的废水，难以处理清洁生产不到位生产工艺落后化工有毒恶臭气体处理常见问题及解决方法总收率达到93%以上，较传统工艺提高10%左右“三废”产生量减少先进工艺：氯化后置工艺苯酚钠氯乙酸钠缩合酸化纯化氯气氯化提纯2,4-D盐酸减少空间位阻收率提高实现从生产工艺上削减“三废”的产生清洁生产不到位生产工艺落后化工有毒恶臭气体处理常见问题及解决方法废气收集不彻底、不合理无组织废气缺乏有效的收集措施反应釜回收设备储罐区生化池生化污泥抽滤装置化工有毒恶臭气体处理常见问题及解决方法工艺尾气收集大管套小管放料口尾气收集解决方案废气收集不彻底、不合理无组织废气缺乏有效的收集措施不凝气微负压收集采用三通密闭连接，呼吸气并入废气总管化工有毒恶臭气体处理常见问题及解决方法解决方案废气收集不彻底、不合理无组织废气缺乏有效的收集措施离心尾气收集真空泵尾气收集密闭离心机，保持微负压，并入废气总管设备紧凑尾气易收集处理设备密闭性能好利用卧式储槽作为循环水箱化工有毒恶臭气体处理常见问题及解决方法污水站废气收集反吊膜结构密闭收集解决方案废气收集不彻底、不合理无组织废气缺乏有效的收集措施化工有毒恶臭气体处理常见问题及解决方法废气收集不彻底、不合理解决方案收集系统不合理集气罩收集气并入空调系统集气罩位置偏高，效率低酸碱性、有机无机废气混合收集建立点源废气收集管网系统分类收集后经过处理高空排放收集后浓度可能达到爆炸极限，因此还需注意防爆问题化工有毒恶臭气体处理常见问题及解决方法废气收集不彻底、不合理解决方案收集后未处理直排低空排放经过有效处理高空排放化工有毒恶臭气体处理常见问题及解决方法废气收集是否彻底的检测——泄漏检测与修复技术减少原材料的损失提升生产过程中的人员安全减少挥发性有机物散发避免因违反相关法规而遭受处罚红外线成像仪操作距离约为1.5~3公尺便携式VOCs检测仪精度0.1ppbFTIR气体分析仪大面积、大范围快筛IR偵檢器麥克森干涉儀FT-IR光譜儀測量氣體排出氣體紅外光光源TP氣體測試腔化工有毒恶臭气体处理常见问题及解决方法废气处理工艺不合理虚假运行装置设有旁路直排活性炭饱和未更换化工有毒恶臭气体处理常见问题及解决方法废气处理工艺不合理缺乏有效性：工艺不合理、技术落后，针对性差工艺简单粗放未达标排放化工有毒恶臭气体处理常见问题及解决方法废气处理工艺不合理缺乏有效性：工艺不合理、技术落后，针对性差以山东某农药企业生产为例污染物：乙醛、环己烷、乙酸乙酯、甲苯等三级水吸收+活性炭•水溶性物质少，水吸收形同虚设；•水洗后含有大量水气，导致活性炭很快吸水饱和、失效，大大加速换碳频率化工有毒恶臭气体处理常见问题及解决方法常用的处理技术工业废气控制技术分离、转移、回收技术分解、破坏技术冷凝技术膜分离技术吸收技术吸附技术直接燃烧光催化技术低温等离子生物滴滤催化燃烧臭氧氧化化工有毒恶臭气体处理常见问题及解决方法污染物分子式相对分子质量沸点/℃溶解度（25℃）/(g.100mL-1)苯C6H678.1180.10.18氯苯C6H5Cl112.56131.80.05甲苯C7H892.14110.60.053正丁醇CH3(CH2)3OH74.12117.258.34异丁醇CH3(CH2)3OH74.12107.8711.11部分有机物特性化工有毒恶臭气体处理常见问题及解决方法工艺工艺简介工艺评价化学洗涤利用异味成分与化学药液的主要成分间发生不可逆的化学反应生成新的无臭物质以达到治理目的适合处理高浓度，对于低浓度较难处理，同时会产生废水的二次污染活性炭吸附以活性碳为原料，利用活性炭的吸附功能对异味进行处理的方式。适合低浓度间断运行，对于连续运行较易饱和，成本高，二次污染严重光催化利用光触媒将光能转换成化学能，生成氧化性基团去除有机物停留时间短、效率低。焚烧工艺主要分为催化氧化燃烧法、蓄热式RTO燃烧法、RCO与分子筛燃烧法。适合高浓度连续运行，对于低浓度运行成本很高。低温等离子异味分子不与反应器直接接触，主要依靠臭氧与异味分子氧化反应达到去除效果。适合极低浓度废气，需要经常维护保养，化工有毒恶臭气体处理常见问题及解决方法焚烧——易引起二次污染冷凝——对低熔点物质效果差吸附——废活性炭（危废）吸收——废溶剂（危废）光催化催化燃烧低温等离子技术无机废气有机废气酸性气体（H2S、Cl2、HCl）碱性气体(NH3)水吸收酸或碱吸收多级吸收结合（H2S、Cl2、HCl）废酸高盐废水废渣二次污染有效性差经济性差二次污染——成本高常用的处理技术存在的问题化工有毒恶臭气体处理常见问题及解决方法工艺有机废气先进分子捕获技术能高选择性的捕获废气中的有机物，去除率在98%以上，适用于高浓度有机废气以及有机无机混合废气治理去除效率高，适用范围广；捕获剂循环再生；解吸后的有机物可回用于生产；运行成本低，效益环保；运行稳定，自控水平高新技术介绍1化工有毒恶臭气体处理常见问题及解决方法废盐酸（危废）高含盐废水恶臭扰民活性炭易饱和,危废含有大量有机杂质作为危废处理成本高非法转移降膜吸收碱吸收新工艺新型分子捕获技术有机气体分子捕获避免废盐酸，高盐废水产生二次污染•废物资源化利用•不增加水处理压力，系统正常运行•大大降低饱和活性炭产生量有机气体循环利用资源化产品盐酸次氯酸钠达标排放传统工艺捕获剂混合气体无机气体有机物化工有毒恶臭气体处理常见问题及解决方法新型分子裂解技术新技术介绍2适用于农药、医药、喷涂、污水站、垃圾渗滤液等产生低阈值有毒恶臭气体强化光电协同，耦合氧化触媒，功率可调，净化效率超过95%；反应器优化设计，在含尘、高湿、高温等恶劣工况下稳定运行；运行成本低，安全性高臭气e·O高能粒子＋尘前处理氧化触媒系统风机排气有机臭气降解系统本体臭气臭气臭气强化光电协同高效耦合轰击电子自由基离子苯类酯类有机胺类醚类有机硫酮类硫化氢……化工有毒恶臭气体处理常见问题及解决方法有机废气膜法回收技术新技术介绍3混合废气压缩机冷却器膜组件排放气回收适用性广：高、低浓度VOCs的回收均可实现能耗低：膜浓缩后冷凝，能耗大大降低操作方便安全，运行可靠丙酮浓度：6.5mg/m3气量：300m3/h温度：65℃油气回收95%以上以丙酮回收为例：回收机理：溶解—扩散化工有毒恶臭气体处理常见问题及解决方法南京某化工企业废气治理污染物种类：烯烃、苯类进气浓度：50.6mg/m3出气浓度：0.94mg/m3第三方监测报告工程现场去除率＞95%关键技术：分子捕获+分子裂解典型工程案例1化工有毒恶臭气体处理典型示范工程南京某化工新材料企业废气治理工程污染物种类：醇类、醚类进气浓度：1.0mg/m3出气浓度：0.09mg/m3第三方监测报告工程现场去除率＞90%关键技术：分子裂解典型工程案例2化工有毒恶臭气体处理典型示范工程徐州某化工企业废气治理污染物种类：醛类进气浓度：35.8mg/m3出气浓度：1.54mg/m3气相检测结果去除率＞95%进气出气关键技术：分子裂解典型工程案例3化工有毒恶臭气体处理典型示范工程南京某大型化工企业废气项目污染物种类：三甲胺去除率＞99.9%进气浓度：968mg/m3出气浓度：0.2mg/m3试验现场气相检测结果0.00.40.81.21.62.02.42.83.23.64.0-250255075100125150175200信号(mV)time(min)进气分子裂解关键技术：分子捕获+分子裂解典型工程案例4化工有毒恶臭气体处理典型示范工程南京某化工企业废气治理污染物种类：蛋氨酸进气恶臭浓度：≥6000（无量纲）出气恶臭浓度：309（无量纲）第三方监测报告工程现场去除率＞95%关键技术：分子裂解典型工程案例5化工有毒恶臭气体处理典型示范工程排放口已无明显蛋氨酸异味化工有毒恶臭气体处理典型示范工程南通某化工股份有限公司废气治理项目主要污染物：巴豆醛（65%）、甲苯（35%）采用自主研发成功的分子捕获+分子裂解技术，去除效果显著典型工程案例6环己酮废气治理项目污水站废气治理项目硫醇废气治理项目脂肪烃类废气治理项目醛类废气治理项目污泥烘干废气治理项目甲胺类废气治理项目其它部分示范工程化工有毒恶臭气体处理典型示范工程硫化氢废气治理项目几点建议重单元重系统重达标重总量重末端重源头重建设重管理由被动到主动协同创新合作共赢！