7·马永亮-典型行业VOCs污染控制工艺方案探讨20160330

典型行业VOCs污染控制工艺案例马永亮清华大学环境学院马永亮副研究员清华大学环境学院大气污染与控制研究所主要研究方向：大气细颗粒物特征研究、大气污染综合防治规划、烟气脱硫除尘技术、粘性颗粒物的捕集技术、电除尘理论与技术、饮食油烟污染控制、VOCs控制技术等。主要学术兼职：中国环保产业协会废气净化委员会副主任委员，副秘书长中国环境学会大气委员会副秘书长电话：010-6277110113910845849E-mail:[e-mail]1.背景2.典型行业VOCs控制工艺案例主要内容42016/3/30VOCs的健康与环境问题中毒、致癌急性中毒事件引起职业病室内空气污染臭味扰民丙烯酸乙酯（0.00537ppm），感知阈、识别阈，人体自限性臭氧污染、大气细颗粒物（灰霾）臭氧生成潜势，反应性VOCs（如醛类、烯类）北京市不同浓度水平PM2.5的化学组成当PM2.5的质量浓度在120μg/m3以下时，SNA、SOA（二次有机气溶胶）等二次组分在PM2.5中所占的比例随PM2.5质量浓度的升高而增加；SOA约占PM2.5质量浓度的1/4。•行业分散；•排放分散；•浓度变化范围宽；•气体流量范围广；•成分复杂；•通常非连续作业；•净化技术多样化；•不同排放要求下不同净化技术的经济性存在较大差异VOCs污染控制应以区域、行业、工业园区为基础，确定明确的目标，制定总体规划，将源头减排、过程控制和末端治理相结合，确定合理的技术方案，建立相应的监管制度和平台，确保污染控制设施的长期稳定运行。1.背景2.典型行业VOCs控制工艺案例分析主要内容2、VOCs控制技术源头控制•产品、工艺升级改造，推行清洁生产；•加强管理、减少泄露（包括LDAR系统）气体收集+末端治理•管道化、密闭化；•首先考虑回收利用，包括热能利用；•对不具利用价值的进行销毁处理。VOCs末端治理技术吸收法（水吸收、低挥发性溶剂）吸脱附法不同反应器形式：固定床、移动床、转轮不同吸附材料：颗粒活性炭、活性炭纤维、蜂窝活性炭、沸石分子筛材料不同再生方法：蒸汽、热气流、真空、氮气保护热脱附燃烧法直接燃烧催化燃烧（CO、RCO）热力燃烧（TO、RTO）冷凝法（接触冷凝、表面冷凝；一般冷凝、冷冻冷凝）VOCs末端治理技术膜分离法低温等离子技术介质阻挡放电辉光放电UV光解技术UV光催化UV光解（高级氧化技术）生物净化技术生物过滤（生物滤池、生物滴滤池）生物洗涤低温等离子技术的优点C-S和S-H键比较容易被打开，因此低温等离子体技术对于臭味的净化具有良好的效果由于等离子体反应器几乎没有阻力，系统的动力消耗非常低；装置简单，反应器为模块式结构，容易进行易地搬迁和安装，运行管理方便；不需要预热时间，可以即时开启与关闭；所占空间较小；抗颗粒物干扰能力强，对于油烟、油雾等通常可以不进行过滤预处理；相较于光催化氧化，无需考虑催化剂失活问题；工艺流程简单、运行费用低正丁烯的UV/O3净化的中间产物中间产物生成较多；中间产物主要为乙醛、丙醛、环氧丁烷。反应器出口GC/MS图谱丁烯、甲苯、异丁烷高级氧化（UV/O3）中间产物湿度=46.4%中间产物以乙醛、丙醛为主，但浓度低2、炼油和石化生产工艺排放装载过程排放废水处理排放设备泄露排放储罐排放3、包装印刷全国有4万余家生产企业，其中规模以上企业有3800多家；每年有机溶剂使用量约150万吨。VOCs主要排放环节包括：印刷、覆膜、涂布主要控制途径：源头控制：推广应用新材料新工艺（光固化油墨、水性油墨、光固化胶、水性胶；无溶剂复合、挤压复合等）末端治理：•活性炭吸脱附回收技术（活性炭、活性炭纤维；蒸汽再生、氮气保护再生）+溶剂集中精馏中心•沸石转轮浓缩+RTO热力焚烧4、家具制造行业VOCs控制技术家具制造业废气污染以VOCs为主，其中木质家具以VOCs排放种类与排放量在家具制造行业中居于首位。木制家具厂VOCs的来源涂料、稀释剂、固化剂存储与转运调漆过程中的搅拌混合喷涂、风干过程：底漆+面漆喷涂设备清洗生产过程中使用的胶粘剂喷漆车间是VOCs主要来源，且属有组织排放，是控制重点。17涂料类型车间VOCs浓度(mg/m3)工作点VOCs浓度(mg/m3)排放口VOCs浓度(mg/m3)PU涂料10.17—37.91133.0724.01—112UV涂料—5.2—水性涂料—10.185.95—6.23不同类型涂料工作点和排放点VOCs浓度家具生产VOCs减排技术途径源头控制提倡使用低VOCs含量的涂料与稀释剂，如使用水性涂料、紫外光固化涂料（UV涂料）、无苯低毒涂料等；改进技术工艺和设备，改手动喷涂为自动喷涂；按照要求对涂料、稀释剂和清洗剂的储存、运输、调配及使用过程进行管理；末端治理对通风系统进行改造：防止粉尘进入、替代湿式水帘除漆雾系统、控制通风量提高初始浓度（机器人喷涂）吸附浓缩+催化氧化低温等离子组合技术水基复合吸收技术UV生物法活性炭集中再生5、机械加工油雾污染控制方案机加工车间使用的切削液中，除会释放油脂气味的矿物油外，还含有很高比例的醇胺类物质，如乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺等，乙醇胺具有刺激性。金属切削液在使用过程中由于复杂的机械作用会雾化和蒸发，在空气中形成油雾。有机物浓度低，但异味污染严重。对机加工车间异味和VOCs治理方案，应综合考虑异味和油雾的控制。在油雾控制的基础上，进一步去除异味。在每台加工机床上加装金属丝网（旋转网盘）油雾分离器，利用动态拦截吸附、离心分离的原理，将大部分的油滴（雾）进行捕集，减轻后续治理设备的负担。经过油雾分离以后的废气引入等离子体反应器对异味物质进行分解。经过等离子体反应器分解以后的产物通常具有很高的水溶性，引入水喷淋塔进行吸收后排放。直接采用等离子或UV不能解决问题油雾分离等离子反应器水喷淋塔6、涂料生产企业主要污染源：物料输送、装料卸料、单体生产、搅拌器、灌装、容器清洗方案关键点：密闭化高低浓度分别收集：灌装（类似于油气回收加油枪）、搅拌罐、容器清洗离心卸料管道化、密闭化高低浓度分别处理：高浓度采用沸石转轮浓缩+催化燃烧，低浓度采用UV+水吸收。7、汽车4S店喷漆房VOCs污染控制排放具有间歇性特点，排气量小，并伴有粉尘及漆雾问题。常用治理方法：纤维层过滤+活性炭吸附，存在活性炭吸附饱和后原位再生不经济，无法保证污染物减排效果。解决方案：活性炭吸附，异地集中再生。采用模块式吸附单元，整体快速更换，快捷方便。既可有效控制污染，同时解决了一次性使用吸附剂费用高的问题。8、精细化工常见排放点的控制工艺选择精馏塔和蒸馏塔尾气：考虑水溶性及不同温度下的饱和蒸气压，综合考虑吸收、冷凝、吸附回收。离心分离：卸料系统管道化，离心操作连续化，整体密闭，母液封闭，通风净化罐清洗：密闭化，重点部位单独通风处理污水池及污水处理：混合气体，生物处理、UV、等离子、催化燃烧，通常不考虑回收产品灌装：局部通风与整体密闭相结合8、其他行业汽车喷涂喷漆房和烘干房分别治理综合考虑喷漆房的工艺（机械手、静电喷涂）、风量、气流组织、浓度、预处理方式，可采用沸石转轮浓缩+燃烧方式注意零配件及保险杠等的喷漆房净化。纺织印染整形机：通常采用换热冷却后静电除油，VOCs没有得到净化涂布烘干：溶剂回收乳胶手套生产溶剂油挥发：沸点高；增塑剂（DOP等）目前的处理工艺：冷却至50°C左右，静电回收。问题：仍有一半以上的有机物未得到净化而直接排放建议：燃烧法处理，回收热量，供给烘房（换热设计）。（冷凝法不能达标，吸附法再生温度高且需冷却）PU合成革主要成分：DMF、丙酮、甲苯等DMF分级吸收+活性炭吸附催化燃烧+热能回收沸石分子筛吸附回收其他建议回收热能的行业彩钢板生产彩铝板生产漆包线生产其他涂布烘箱针对VOCs治理项目的几点建议：明确控制目标，兼顾解决扰民问题和污染物总量减排；以长期稳定运行和达标排放为基本原则，以有效应对日益严格的环境执法；加强行业自律，自觉抵制底价恶性竞争，促进行业健康发展；加强同行业之间的合作交流，鼓励不同技术之间的优化组合，推动行业技术进步，提高行业整体效益；建议用户从自身长远利益出发，提供公平公正公开透明的竞争平台；增加方案阶段的透明度，利用多种形式广泛征询专家意见，从整体上把握技术方案的合理性。强化过程管理，加强对装置运行状况的监控。谢谢！