VOCs治理技术现状和技术需求分析(2016。09,湖南省)-栾教授.ppt

栾志强 2016.09 VOCs治理技术现状和技术需求分析 报 告 内 容 一、VOCs治理技术体系与技术进展 二、技术需求与存在的主要问题 VOCs污染治理的复杂性 （一）VOCs的种类繁多、物理和化学性质差异大（常见的化 合物有100多种！） （二）排放行业众多（涉及到上百个行业，几十个主要行业） （三）排放条件复杂（温度、湿度、压 力、颗粒物含量等） （四）在大多数情况下，污染物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。 （五）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 （六）异味扰民问题突出，异味来源广，治理要求高 （七）易燃易爆，治理设施需要完善的安全系统设计 VOCs治理技术体系 VOCs 治理 技术 吸附技术 吸收技术 冷凝技术 膜技术 催化燃烧技术 热力燃烧技术 生物技术 等离子体技术 光催化技术 光氧化技术 回收技术 销毁技术 常用（主流）的VOCs治理技术 吸附技术：吸附回收技术、吸附浓缩技术 热力焚烧技术（RTO/TO） 催化燃烧技术（RCO/CO） 生物净化技术 转 轮转 塔RTO “辅助性”的治理技术 吸收技术：废气前处理和后处理（去除酸 碱气体，油气回收等） 冷凝技术：高浓度、高沸点气体 低浓度（异味）治理技术 吸附技术 吸收技术 生物净化技术 低温等离子体净化技术 光催化技术 光氧化技术 低温催化技术：近年来发展较快。 - 各种治理技术都有其特定的适用范围和使用条件！ 对于一些主流的治理技术（吸附浓缩技术、RTO、 RCO等），在总体技术水平上，特别是设备制造水平 和工艺设计水平与国外相比尚存在一定的差距。 总体上讲，国内的相关技术近年来也发展较快，正 在迎头赶上。 VOCs治理组合工艺 由于VOCs废气成分及性质的复杂性和单一治理技术的 局限性，在大多数情况下，采用单一技术往往难以达 到治理要求。 利用不同治理技术的优势，采用组合治理工艺不仅可 以满足排放要求，同时可以降低净化设备的运行费用 。 近年来在有机废气治理中采用两种或多种单一净化技 术的组合工艺受到了极大的重视，并得到迅速发展。 VOC 治理 技术 吸附技术 吸收技术 冷凝技术 膜技术 催化燃烧技术 热力燃烧技术 生物技术 等离子体技术 光催化技术 光氧化技术 吸附浓缩+燃烧技术 吸附浓缩+冷凝回收技术 等离子体+吸收技术 等离子体+光催化技术 等离子体+光氧化技术 低温冷凝+吸附技术 多种技术的组合 回收技术 销毁技术 组合治理技术的发展 报 告 内 容 一、VOCs治理技术体系与技术进展 二、技术需求与存在的主要问题 技术上应考虑的因素： （1）废气性质（组成、温湿度、颗粒物） （2）要求的废气净化效率； （3）设备运行安全性； （4）可用建设面积； （5）必要的附属设施（如水、电、蒸汽 的供给等）； （6）与生产工艺（排污工艺）的协同性等。 经济上应考虑的因素： （1）设备与工程投资； （2）设备运行费用； （3）使用周期等。 最佳实用治理技术（BAT)的选择：从技术上和经济上 进行综合分析后选择（技术可行性；经济合理性）。 （一）VOCs治理技术的选择问题 VOCs浓度范围与治理技术选择 需要重点考虑的一些细节 有机物的回收价值（是否进行回收？） 污染物的沸点（冷凝？吸附剂再生能力？） 废气的湿度：对技术选择具有重要影响 污染物的水溶性：吸收能力、溶剂分离提纯问题 污染物的可生物降解的能力 废气的排放方式（连续排放、间歇式排放？） - （二）完善技术性法规和控制技术体系 大气污染防治法） 技术政策 管理条例 最佳技术导则 管理制度 与管理办法 工程技术规范 办法实施细则 工程建设规范与 设施运营规范 排放标准体系 设施环保验收 设施核查监理 重点行业VOCs污 染控制技术指南 （制定中） 环境保护法 VOCs污染防治技 术政策（已颁布） 已经制定2项 正在制定1项 技术性法规 治理设施第三方 运用制度 （制定中） 技术指南、技术规范与排放标准的关系 行 业 排 放 标 准 治 理 技 术 指 南 工 程 技 术 规 范 工 程 建 设 与运 营规 范 （1）达到排放标准是基本目标； （2）重点突出技术特点； （3）对重点污染源可以对应多个排放标准； （4）技术上要适度超前。 重点行业VOCs排放控制技术指南 （目前的工作进展：完成初稿的10个行业） （一）包装印刷 行业 复合膜制造、凹版印刷、印铁制罐 （二）汽车制造行业 表面涂装 （三）集装箱制造行业 表面涂装 （四）油气回收 加油站与储油库 （五）电子终端产品制 造 行业 结构制造与表面涂装 （不含半导体集成电路；TFT-LCD；LED； 印制电路板（PCB）等工艺废气治理） （六）家具生产行业 表面涂装 （七）化纤生产 粘胶丝 生产 （八）胶带制造业 涂布行业 （九）工业废水处理 各类工业废水治理尾气的净化 （十）锂离子电池制造 行业 涂布工艺NMP的净化 即固定污染源最佳可行控制技术，是目前重点行业VOCs 治理急需的一个技术性法规文件！ p 汽车制造行业 p 包装印刷行业 p 炼油与石化行业 p 家具制造行业 p 人造革行业 p 橡胶制品行业 p 化学纤维制造行业 p 制鞋行业等等 重点污染源治理工程技术规范 （下一步的制定重点） 工艺类 治理工程技术规范 p 吸附法（2013，已经发布） p 催化燃烧法（2013，已经发布） p 蓄热燃烧法（制定中） p 其他待制定 VOCs治理工程技术规范 治理工程建设规范与治理设施运营规范 为了保证治理工程的建设质量和治理设施的有效 运行，规范VOCs治理市场，作为技术性法规的重要 组成部分，需要及时制定重点行业的治理工程建 设规范与治理设施运营规范。 由于VOCs治理设施的专业性强，由第三方运营是 今后的一个发展方向。 （三）总体净化工艺设计水平有待提升 排风系统设计：废气收集系统、车间卫生标准要 求、排放量的控制、车间温湿度控制、循环净化 废气的预处理工艺设计：调温、调湿、去除颗粒物 净化系统的安全性设计：符合安全设计规范 净化设备的规范化设计：设备制造规范 操作与维护： 苯：1.4V% 甲乙酮（丁酮）:1.8V% 异丁醇：1.1V% 乙酸乙酯：2.2V% 二氯甲烷：8.1V% 典型化合物的 爆炸下限（LEL) 燃烧装置：有机物浓度1/4LEL 吸附装置：有机物浓度1/2LEL？ VOCs的治理设施需要完善的阻火与防爆系统设计！ 易燃、易爆！ （四）净化系统安全性设计 安全设计要求 根据安全标准要求，在装置中设置自动报警系统； 电气元件的防爆功能，防爆风机（电机）； LEL 控制，防爆泄压设计，保障操作人员的安全； 各单元之间管道阻火器的设置； 防静电措施，可靠的接地处理，防雷击措施等。 活性炭的着火隐患 p 吸附过程是一个放热过程，高浓度时引起床层升温； p 有些物质与活性炭发生反应放热：酮类化合物（如丁酮、环己 酮、戊酮等）、苯乙烯发生聚合反应放热； p 活性炭中含有金属氧化物（灰分，如Fe2O3），与有机物发生 催化反应，造成局部升温引起着火（“飞温现象”）； 如何选择活性炭？ 如何进行活性炭吸附器设计（按照相关设计规范）？ （五）除臭市场需求巨大，除臭技术尚待规范 异味的来源： 炼油、塑料、橡胶、合成纤维、精细化工、日用化工、制药 、农药、化肥、纺织印染、工业污水处理、食品加工、肉产品加 工、海产品加工、饲料加工、垃圾储存与转运、垃圾填埋与焚烧 处理、生活污水处理、堆肥、餐饮油烟等。 异味污染物的种类： 无机物：H2S、NH3、CS2； 含氮有机物：甲胺、二甲胺等； 含硫有机物：硫醇、硫醚等； 含氧有机物：如有机酸等； 苯乙烯。 异味污染涉及到的行业众多，污染种类多，成分复杂，排放浓度 低，阈值低（“民标？”），达标治理困难，是目前各地关注的 焦点。 我国恶臭污染排放的主要来源（天津市环科院） 吸附技术 吸收技术 生物净化技术 低温等离子体技术 光催化技术/光氧化技术 低温催化技术 任何单一技术都不能解决所有问题！需要根据 不同的特征污染物来选择合适的治理技术。 基础研究不足，对技术特点缺乏规律性认识， 技术选择没有针对性，治理失败的案例较多，造 成重复性建设。 目前常用的除臭技术 如何有针对性的进行技 术选择？ 挑战性的问题！ 化工园区（江苏、浙江、山东、广东、天津等） 制药园区（河北、浙江等） 汽车制造（重庆、北京等） 家具制造（广东、河北等） 包装印刷（广东、河北、上海等） 农药园区（山东、江苏等） 纺织印染（浙江、江苏等） - 目前全国已经有几十个城市已经制定了VOCs综合治 理规划（重点行业、重点园区/集中区域）。 （六）针对重点园区/重点区域/重点行业， 需要进行综合治理 制定园区/区域/行业污染治理总体规划 p 对污染源进行归类（一般是按照行业进行划分） ； p 摸清排放情况，确定治理重点（重点行业/ 重点 企业）； p 引入专家团队，制定合理可行的治理方案/治理 模式； 对重点企业，实行“一企一策” n 查明污染环节，分类进行治理：产生污染的生 产工艺不同，VOCs排放特征不同， 需要采用不 同的治理技术； n 选对技术是关键：最佳可行控制技术（BACT）； n 注重技术细节：废气收集方式、废气预处理工 艺、治理工艺设计参数、后处理工艺等； n 在多数情况下，治理工艺难以进行简单复制。 集中治理模式：（1）集中进行溶剂回收 p对于很多行业，很多工艺过程溶剂使用量大，进行溶 剂回收具有很好的经济效益。 p回收的溶剂往往是混合溶剂，或者含水量高，或者存 在溶剂变质的问题，在大多数情况下不能直接回用于 生产，需要进行精馏提纯。 p依靠单个企业建立溶剂提纯装置费用高，难以承受； 需要由园区/政府出面，引入第三方运营机制，建立统 一的溶剂提纯回收中心，可以大大降低企业的负担。 包装印刷行业：膜复合工艺（乙酸乙酯）；凹 印工艺（乙酸乙酯、异丙醇、甲乙酮、甲苯等） 锂电池行业：涂布工艺（NMP） 服装涂布行业：DMP、甲苯等 集装箱生产行业（苯类溶剂） 化工/制药行业：很多工艺（如溶解、萃取、结 晶等工艺）的溶剂都可以进行回收； - 建立溶剂提纯基地，集中进行溶剂提纯 集中治理模式：（2）建立活性炭再生基地， 集中进行活性炭再生 p对于中小型企业，以及VOCs排放浓度低的废气，溶 剂没有回收价值，采用活性炭吸附是一种低成本的 治理技术，目前在很多行业中被广泛采用。 p在活性炭吸附饱和后需要更换活性炭，且吸附后的 活性炭是作为危废管理的。更换活性炭的费用和危 废处理的费用给企业造成很大的负担。 p如果园区内或者一定区域内活性炭的使用量较大， 应建立统一的活性炭再生处置中心，再生后的活性 炭可以循环使用，大大降低了企业治理设施的运营 成本。 集中进行活性炭再生的适用行业与范围 p 汽修行业：如4S店 p 喷涂行业、非连续的喷涂过程：金属加工与制造 p 印刷行业：书刊印刷等 p 化工、制药行业：非连续生产、小型企业 p 污水处理废气：其他治理技术难以达标的企业 p 其他行业： 对集中治理模式的管理要求 引入第三方管理体制，由第三方负责管理和运行， 必要时引入类似PPP模式 需要政府部门的参与，统一协调，统一管理； 解决环评问题与 危废、危险化学品处理资质问题 ； 统一标准、统一实施。 （七）提高清洁生产水平，从源头上减少VOCs的 使用量，是解决VOCs排放的根本途径！ 包装印刷行业：环保油墨（水性油墨，低VOCs 含量的环保型油墨