對長三角典型(xíng)大城市213家重(chóng)點領域企業398套廢氣處理係統軟件(jiàn)進行了基本調查,並對吸氣、消化、冷凝、光氧(yǎng)催化/催化氧化、超(chāo)低溫等離子技術、點燃和生物處理技術在不同領域的應用情況進行了剖析,並對上解技術(shù)的不同成分工藝在不同領域的應用情況及其具體的VOC清潔實際效果進行了(le)剖析。研究結果表明:吸咐是最常用的VOCs解決技術,具有廣譜性,應用占有率為47.49%,吸咐再造與點(diǎn)火、冷疑等尾端解決技術相融合後能達到90%的清潔效率,此外,廢吸收(shōu)劑使用量減少超(chāo)過90%,完成了VOCs廢氣處理的資源化再生及電(diàn)力化;消化吸收、冷疑、光氧催化/催化氧化(huà)、超低溫等等離子技術及生物法等解決工藝具(jù)有一定(dìng)的選擇性和可喜性(xìng)。選擇有效的組合解決技術,可以充分發揮不同解決技術的(de)優勢,保(bǎo)證解決係統軟(ruǎn)件的準確性和可靠性。
長三角(jiǎo)地區是我國(guó)經濟最發達的地區之一,同時也(yě)是我國(guó)資源(yuán)利用率高、VOCs大氣汙染物排放相對(duì)密度大的地區之一(yī),資源利用率高。VOCs和NO在太陽紫(zǐ)外線照射下會產生光化學變化形成O3,雖然現階段NOx濃(nóng)度有所下降,但(dàn)現階段在我(wǒ)國VOCs治理上進入瓶頸期,造成?O3環境汙染較大。在長三角地區工業化生產的主(zhǔ)題活動中產生的VOCs是本地(dì)區(qū)大氣O形成的主要控(kòng)製因素(sù)[10],現階(jiē)段長三角地區(qū)自然環境(jìng)空(kōng)氣指數(shù)的改善,關鍵在於工業生產VOCs治理的成果(guǒ)。
常熟市是長三角地區重要的區域中心城市之一,擁有較多的中型規模以(yǐ)上企業,具有較強的外向型經濟,生產率較高,具有長三角經濟發展的典型特征[11]。調查(chá)對象(xiàng)是(shì)常熟市一區的一家企業,調(diào)查對象(xiàng)包括電子機械和器械生產製造(電子器件和半(bàn)導體行業占主導地位(wèi))、通用/專業設備生產製造和金(jīn)屬製品製造(機械加工領域占主導地位)、汽(qì)車工業和製藥製造業(yè)等高新(xīn)技術產業,這些行業發展迅速,代表了中國先進水平。
《大氣十條》和《十三五》綠色生態與生態環境保護總體規劃明確提出(chū),今年各地VOCs排放總量要(yào)比2015年減少(shǎo)10%以上(shàng);各地紛紛出(chū)台基於當地產(chǎn)業布局和VOCs環境汙染狀況的相應措施和標準。2016年江蘇明(míng)確提出“兩減六治三提升”專項(xiàng)整治,要求今年全省VOCs排放總量(liàng)控製在20%以(yǐ)上,重點工業(yè)生產領域VOCs排放總量控製在30%以(yǐ)上;常熟市對此進行了調研,對全省VOCs排放總量控製工作進行了全麵部署,明確提出VOCs節能減排占22%。為了實(shí)現上述總體目標,本地(dì)區生(shēng)態環境局分行業、分區域、分機構、分權(quán)威專家對我區企業(yè)進行(háng)VOCs有機(jī)廢氣檢查。本文對(duì)該(gāi)地(dì)區266家涉及VOCs排放的企業進行了調查研究,初步剖析了不同VOCs治理技術在該地區關鍵領域的應(yīng)用情況及其解(jiě)決實際(jì)問題(tí)的效果,為(wéi)工業(yè)生產VOCs廢氣治理技術的選擇(zé)提供一定的(de)參考。
第一(yī),研究對象和方式。
1.1研究目標
綜合考慮所調(diào)查行政區域內各領域占有(yǒu)率(lǜ)、公(gōng)司VOCs消耗情況以(yǐ)及我國行業規範和地方政府管理資料的實際規定(dìng),將製藥生產製(zhì)造、包裝印刷、汽車工業、化工原料和化學產(chǎn)品生產(chǎn)製造、硫化橡膠和塑料製品、電子機械和(hé)器械生產(chǎn)(以電子器件和半導體材料為主)、通用/專業設備生產製造以及金(jīn)屬製品業(以機械加工為主)作為調查對象,作為典型領域的VOCs成分,調查範圍內的有機廢氣成分不包括HCl和(hé)NH3等無(wú)機(jī)物,有機廢氣或成分含量極低。
2.1采(cǎi)用(yòng)VOCs廢氣(qì)處理技術的(de)情況。
調查中(zhōng),213家擁有廢氣處理設備的公(gōng)司共有398套廢(fèi)氣處理係統軟件(包括(kuò)構成過程(chéng)處理係統(tǒng)軟件),如圖2所示,在這些軟件中,共有(yǒu)76套預處理係統軟(ruǎn)件,占總比例為19.10%;含過程處理(lǐ)係統軟件占總比例為189套,占總比例為47.49%;含消化吸收過程(chéng)處(chù)理係統軟件占總比例為89套,占總(zǒng)比例為22.36%;含冷疑(yí)、光氧催化/催化氧化(huà)、超低(dī)溫等離子技(jì)術、點燃法和(hé)生物法處理係統軟件占總比例為1.26%、4.52%、3.77%、9.05%和0.75%。
準(zhǔn)備處(chù)理係統軟件(jiàn)通常用於去(qù)除化學顆粒,如焊接煙塵,金屬化合物,煙塵等。處理法一般(bān)選用袋式除塵器、脈衝除塵、濾筒除塵、旋風除(chú)塵或靜電除塵器,在重(chóng)力(lì)或(huò)靜電場作用下,借助慣性力對固體顆(kē)粒或液體焊接(jiē)煙塵進行清潔,而對VOCs無實際清潔效果,一般用作(zuò)各種VOCs廢(fèi)氣處理係統軟(ruǎn)件的外置預(yù)處理對策,確(què)保事後清潔對(duì)策的順利運行。調查企業中,僅(jǐn)設預處理係統軟件的工藝一般用於(yú)處理空氣汙染物為細顆粒物的廢氣。
吸氣工藝是現階段工業生產中處理VOCs廢氣最(zuì)常用的工藝,采用比(bǐ)麵積大的多孔材料吸氣裝置,使VOCs空氣汙染物固定不動。研(yán)究公(gōng)司選擇的(de)吸收劑重點是活性炭顆粒(lì)、蜂窩活性(xìng)炭、化學纖維(wéi)活性碳、沸石分子篩、凹凸棒和偏堿(jiǎn)型(xíng)吸收劑,在這(zhè)些吸(xī)收劑(jì)中,選擇了活(huó)性炭過濾含顆粒的解決(jué)係統軟件有141套,40套含蜂窩活性炭,5套含沸石分子篩,5套含化學纖維活性碳、凹凸棒和偏堿型吸(xī)收劑。
目前工業生(shēng)產中常用的VOCs尾氣處理工(gōng)藝是消化吸收法,消化吸收液一般(bān)為溶液、NaOH等堿性溶液、NaClO等還原性水溶液和綠(lǜ)色植物液(yè)等。對於水溶性較好或易(yì)於與消化(huà)吸收液相反(fǎn)應的VOCs廢氣處理實際效果較好。
以涼水、冷(lěng)凍食鹽水或(huò)液態氮為製冷劑,將VOCs組分從液體中提取出(chū)來,冷疑成液體,完成VOCs有機廢氣的淨化。
光-氧催化過程(chéng)利用短光(guāng)波長(zhǎng)較高的(de)紫外能量將VOCs分子結構鏈切斷,或水解O2生成O3,利用O3的強氧化性清(qīng)洗VOCs;催化氧化過程利用納米(mǐ)二(èr)氧化鈦在特(tè)定(dìng)光波(bō)長的(de)陽光下產生·OH等特定官能團,利用特定官能團的強氧化性清(qīng)洗VOCs。
超低溫等離子技術(shù)過程是在另一種靜電(diàn)場作用下,引(yǐn)起許多高能量電子器件負電子(zǐ)VOCs分子結構,使(shǐ)其產生水解、分解和激發,從而產生(shēng)一(yī)係列繁雜的(de)化學變化,使生(shēng)物大分子VOCs變成像H2O和CO2這樣的小分子水化學物(wù)質。等離子技術的(de)超低溫充放電方式包括物質(zhì)阻隔式充放電、弧形放電、弧形(xíng)放電、微(wēi)波加熱式充放電和頻射式充放電。
它是利用VOCs本(běn)身的可(kě)燃特性,將VOCs轉化成無害的H2O、CO2等化學物(wù)質,根據(jù)反應溫度分為立即加熱燃燒和催化燃(rán)燒兩種,立即加熱燃燒反應溫(wēn)度一般在750℃以上,催(cuī)化燃燒反應溫度一般在250℃上下。結合陶瓷儲熱技(jì)術,可以進一步降低能耗(hào),提高?熱利用的高效率(lǜ),發展成為一種儲熱式加熱點火和儲熱催化燃燒裝置工藝(yì)。
生物學方法是利用微生物對VOC組分進行消化吸收代謝,將其轉化成無害的(de)H2O、CO2及其碳酸鹽等化學物質,一(yī)般分為生物清洗和生物過激反應。
2.2VOCs尾氣處理工藝組成情況。
一般工業(yè)生產的VOCs化學品有數百種,工業廢氣成分比(bǐ)較複雜,多見性化合物,性質差(chà)異較大,單用一種淨化技術在(zài)淨化效果和運行能耗方麵一般不能考慮市場需求。所以在具體的工程項(xiàng)目中(zhōng),根據(jù)有機廢氣的性質及解決方法的規定(dìng),出現了對成分使用的多(duō)樣化解決(jué)技術。
調(diào)查了213家擁有廢氣處理設備的企業,其技術構成情況見圖3。前期去除(chú)微粒的處理方法無法合理清潔VOCs有機廢(fèi)氣,故將僅設前期處理的係統軟件單獨列出,不作為合成(chéng)工藝考慮。