各VOCs治理技術的優點、缺點、難處
歡迎光臨~西安AG網址視訊環境科技有限公司
中文版   英文版   英文版

行業新聞

各VOCs治理技術的優點、缺點、難處





近年來,VOCs治理引起各界關注,VOCs(volatileorganiccompounds)即揮發性有機物,是一類化學質的統稱,在常溫常壓下,具有高蒸汽壓。我國現標準中VOCs是指20℃條件下蒸汽壓大於等於0.01kPa,或在特定適用條件下具有揮發性的全部機化,或在特定適用條件下具有揮發性的全部機化合物的統稱。

VOCs組成複雜,主要包括烷烴、烯烴、芳香烴、鹵代烴、含氧烴、氮烴、硫烴、低沸點多環芳烴等。其中常見的VOCs種類有甲苯(TolueneToluene)、二甲苯(Xylene)、對-二氯苯(Para-dichlorobenzene)、乙苯(Ethylbenzene)、苯乙烯(Styrene)、甲醛(Formaldehyde)、乙醛(Acetaldehyde)等。

VOCs來源

VOCs排放來源分為自然源和人為源。全球尺度上,VOCs排放以自然源為主;但對於重點區域和城市來說,人為源排放量遠高於自然源,是自然源的6-18倍。在城市裏,VOCs的自然源主要是綠色植被,基本屬於不可控源;而其人為源主要包括不完全燃燒行為、溶劑使用、工業過程、油品揮發和生物作用等。人為源主要包括不完全燃燒行、溶劑使用工業過程油品揮發和生物作等。人為源主要包括不完全燃燒行、溶劑使用工業過程油品揮發和生物作等。人為源主要包括不完全燃燒行、溶劑使用工業過程油品揮發和生物作等。目前我國VOCs排放主要來自固定源燃燒、道路交通溶劑產品使用和工業過程。主要來自固定源燃燒、道路交通溶劑產品使用和工業過程。主要來自固定源燃燒、道路交通溶劑產品使用和工業過程。在眾多人為源中,工業源是主要的VOCs汙染來源,具有排放集中、排放強度大、濃度高、組分複雜的特點。

VOCs危害

VOCs對人體的危害主要有兩個方麵:其一為其有害成分直接影響人體健康,其二VOCs會形成PM2.5前體物,從而間接影響人體健康。

VOCs防治技術

根據大氣中VOCs產生的原理和VOCs的理化性質,其控製技術可以分為兩大類,過程控製和末端控製。過程控製是針對VOCs的生產過程,從VOCs的原理上減少VOCs的產生,一般通過工藝提升、技術改造和泄漏控製來實現。末端控製則是針對VOCs的化學特性,著力於VOCs廢氣的治理,利用燃燒、分解等方法來控製VOCs的排放。


吸附技術

原理:利用吸附劑與汙染物質(VOCs)進行物理結合或化學反應並將汙染成分去除

典型工藝:

適用於:中低濃度的VOCs的淨化

優點:去除效率高,易於自動化控製

缺點:不適用於高濃度、高溫的有機廢氣,且吸附材料需定期更換

吸收技術

原理:由廢氣和洗滌液接觸將VOCs從廢氣中移走,之後再用化學藥劑將VOCs中和、氧化或其它化學反應破壞。

適用於:高水溶性VOCs,不適用於低濃度氣體。

優點:技術成熟、可去除氣態和顆粒物、投資成本低、占地空間小、傳質效率高、對酸性氣體高效去除。

缺點:有後續廢水處理問題、顆粒物濃度高、會導致塔堵塞、維護費用高、可能冒白煙。



冷凝技術

原理:冷凝將廢氣降溫至VOCs成份之露點以下,使之凝結為液態後加以回收之方法。



適用範圍:多用於高濃度、單一組分有回收價值的VOCs的處理。處理成本較高,故通常VOCs濃度≥5000ppm,方才適用冷凝處理,其效率介於50~85%之間;濃度≥1%以上時,則回收效率可達90%以上。冷凝法也經常搭配其它控製技術,例如:焚化、吸附、洗滌等作為前處理步驟。

膜分離技術

原理:用人工合成的膜分離VOCs物質。

適用範圍:高濃度VOCs,回收效率高於97%

優點:可回收組分;高效;可集成其餘技術

缺點:成本較高;會造成膜汙染;膜的穩定性差;通量小


生物降解技術

原理:利用微生物對廢氣中的汙染物進行消化代謝,將汙染物轉化為無害的水、二氧化碳及其它無機鹽類。

適用範圍:以微生物可分解物質為主,汙染物為微生物的食物來源,可以生物處理的汙染物包括:碳氫氧組成的各類有機物、簡單有機硫化物、有機氮化物、硫化氫及氨氣等無機類等

優點:能耗低、費用低;氧化完全;能耗低

缺點:能量利用率;光催化劑失活;可見光

等離子體技術

原理:等離子體場富集大量活性物種,如離子、電子、激發態的原子、分子及自由基等;活性物種將汙染物分子離解小分子物質

適用範圍:低濃度VOCs,室內空氣淨化

特點:實現VOCs低溫去除;適用於低濃度、大風量的VOCs;處理效率高,能耗低;淨化並清新空氣

光催化技術

原理:光催化劑納米粒子在一定波長的光線照射下受激生產電子空穴對,空穴分解催化劑表麵吸附的水產生氫氧自由基,電子使其周圍的氧還原成活性離子氧,從而具備極強的氧化還原能力,將光催化劑表麵的各種汙染物摧毀

優點:條件溫和,常溫常壓;設備簡單、維護方便;減少甚至無二次汙染

缺點:占地麵積大;氣候影響大;工況變化影響大

組合技術

沸石轉輪+熱力焚燒技術

沸石轉輪+蓄熱式燃燒

冷凝+吸附技術

冷凝+蓄熱催化燃燒技術

濾筒除塵+蓄熱催化燃燒技術

吸附+高級氧化

各種VOCs治理技術範圍比較

相對費用評估

1蓄熱式焚燒(RTO)

例如去年我國一家大型凹印機製造企業跟意大利公司合作為浙江一家大企業安裝了一套蓄熱式焚燒(RTO)設備,這套設備價格不菲(聽說是七百多萬),這套設備已安裝了很長一段時間,但到現在還沒有正常運行,主要原因是RTO係統需要極其頻繁地切換風向,而涉及的閥門有六七個,閥門開合過程對內部的運風影響很大,每個閥門之間都互相幹擾,風閥要完全關閉不漏氣很難做到,再加上外部接納廢氣流量和濃度也在變化,要達到RTO設備所要求的理想工況比跑馬射箭還要難,再有,蓄熱陶塊巨大的風阻,光是90多千瓦的循環風機的能耗也受不了,可以說,RTO技術是成熟的,應用在某些行業也是成功的,但用在軟包裝行業就不是這麽簡單。

2活性炭吸附回收

還有,很多人熟悉的北京一家很早做廢氣處理的環保公司,為不少軟包裝企業安裝了活性炭吸附回收設備,但活性炭吸附帶來的高風阻和脫附高能耗,以及對回收後的溶劑處置難等問題至今一直沒有很好的解決方法,所以這些設備使用時跟原初衷大相徑庭。

3催化焚燒

有催化焚燒,由於印刷使用的溶劑成分複雜,催化劑容易中毒失效造成排放不達標,經常更換昂貴的催化劑更造成使用成本高昂。

轉輪濃縮也存在能耗大的問題,而且嚴格意義上現時通過轉輪過濾後排放的氣體未能達到排放標準。

4等離子、光觸媒和生物降解等

還有其他等離子、光觸媒和生物降解等等,至今為止對於軟包裝行業的廢氣處理還沒有發現讓人信服的案例。

5熱回收式直接焚燒

而西方普遍采用的熱回收式直接焚燒在國內也很難推廣,由於軟包裝行業所排放的有機廢氣屬於中低濃度,必須混合大量的天然氣才可以徹底焚燒,就算有了熱回收裝置將部分煙氣餘熱轉移給有機廢氣,但最後排放的煙氣溫度也在300℃以上,這些排放的煙氣廢熱大部分以消耗天然氣為代價,而一般軟包裝企業無法消化利用這麽多煙氣餘熱,隻能白白排掉,國內天然氣價格居高不下造成這個技術在中國難以接受。

再有,現在的有機廢氣基本上是集中處理,不可能先安裝一台小的試試,要麽不裝,要麽一次到位,給企業帶來非常大的技術風險和資金壓力。

有機廢氣處理在軟包裝行業困難重重,究其原因主要是該行業所排放的有機廢氣屬於成分複雜而且濃度偏低,加上處理風量幅度變化很大,比如凹版印刷一般采用3~4種溶劑混合,廢氣濃度很多時候都在1000ppm以下,有時多台8色印刷機全部開齊,有時隻有一台設備就印4個顏色,處理這類變化複雜的廢氣難度很高,凹版印刷廢氣確實是難啃的骨頭。

鑒於軟包裝行業目前尚未找到成熟的廢氣處理手段,某些地方政府已開始出台了一些以罰代管的政策,用企業的汙染物排放量收取排汙費的方式處罰汙染企業,通過經濟處罰給企業施加整改壓力。

政府罰款或收取排汙費的定額依據,總排量是最顯眼的數字,如果你想少交費,隻能想辦法降低廢氣排量。

6排風量設計過大

說到廢氣排量,在這裏不得不提,一直以來,軟包裝機械製造企業犯了一個低級且後果嚴重的錯誤,絕大部分的凹印、複合或塗布設備的排風量設計大幅超過工藝需求,造成熱風浪費嚴重,風機耗電大,更嚴重的後果是使廢氣濃度進一步降低,而廢氣處理設備的處理容量是以過風量設計的,而且廢氣濃度越低在熱解處理時必須添加更多的天然氣混合焚燒,增加排風量等於同時增加了廢氣處理設備的投入成本和運行成本。

7烘箱永遠都接通排風機

還有一個更低級的錯誤是就算沒有工作的印刷機組其烘箱永遠都接通排風機。綜合計算,凹版印刷平均下來有超過7成以上的排風是多餘的。或者有可能設備在出廠時設計的排量按最大值並增加一定的保險係數,但廠家使用時應該根據不同的產品進行調整,很多廠家自設備買回來後所有風機風閥原來怎樣就怎樣,這也是造成上述問題的原因,追究起來機械廠家和設備使用者都有過錯,因在這個小節上不注意,可以讓一個中等規模的企業每年多花幾十、甚至上百萬的電費。

對於省錢,我看軟包裝行業的老板比不上馬路邊洗車店的老板聰明,很少見過有人拿水管衝刷車輛,而是用一支高壓水槍,流速很快但水量很少,小半桶水就可以把車洗得幹幹淨淨。我在這裏隻舉這個例子,認為隻有大風量才能把溶劑帶走的人回去好好想想。

建議:增加流速、大幅度降低風量

增加流速、大幅度降低風量對於油墨烘幹反而起了正麵作用,包括對人們擔心的廢氣濃度過高存在爆炸安全隱患等都有企業都做了充分的技術論證和現場測試,之前設計的凹印機的排風濃度離爆炸點相距很遠,相當於水隻淹到腳眼,離鼻子還遠了,就算把排風降低到現有的25%,相當於水還未淹到膝蓋。實踐證明,在同等溫度下,適當提高風速而大幅度降低風量會提高油墨的幹燥效率,而且廢氣濃度的提高不會導致爆炸風險的增加。

通過大幅降低凹印機的排風量實現節能減排已逐步被人們所認知,烘幹能耗跟廢氣排放量呈正比,假如3萬m³/h的排量時電熱功耗是300kw,如果減至1萬m³/h時,電熱功耗也降低至100kw,對於後續的廢氣處理隻需要配置1萬m³/h的處理設備,比3萬m³/h的設備起碼便宜一半,而且當廢氣濃度上升至約2.5g/m³時,有機廢氣裏麵的溶劑熱能解放可以維持自持燃燒,無需添加天然氣,而且,廢氣熱解析出的熱量完全可以滿足烘幹熱風的加熱需求。

來源:穀騰環保網 包裝前沿  在此致謝!







聯係AG網址視訊

CONTACT US

西安AG網址視訊環境科技有限公司

電話:029-89689287(傳真)

銷售聯係:15353659888

供應鏈聯係:17795615676

郵箱:Yurcent_ET@163.com

地址:陝西省西安市航天產業基地東長安街501號