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VOCs治理開啟千億規模市場!詳解VOCs治理四大新技術

發表日期:2018-01-25    點擊擊數: 1854

政策層面的強化使VOCs污染防治成為眾多企業環保工作重點任務之一,其中化工行業VOCs治理又是重中之重。幸運的是,近年來發展起來的新技術為化工行業VOCs治理提供了莫大助力。這些新技術包括泄漏檢測與修復(LDAR)技術、等離子體技術、生物技術和光催化等技術。


  揮發性有機物(VOCs)是是形成臭氧和PM2.5細顆粒物污染的重要前體物,中國VOCs排放量仍呈增長趨勢,數據顯示中國VOCs絕對排放量超過了2000萬噸/年。


  為改善大氣質量,中國正在加快推進VOCs污染防治,在《“十三五”揮發性有機物污染防治工作方案》中明確提出了,到2020年,建立健全VOCs污染防治管理體系,實施重點地區、重點行業VOCs污染減排,排放總量下降10%以上。此外,多地政府也出臺了針對本地區及不同行業的VOCs減排工作方案,并且已經有21省市自治區開始對VOCs開征排污費。


  政策層面的強化將使VOCs污染防治成為眾多企業環保工作重點任務之一,而這也必將帶動VOCs治理、監測、第三方服務等市場的爆發式增長,相關數據預測“十三五”期間,VOCs防治相關市場規模或將達到1400億元。


  石油煉制與石油化工、煤化工、化學品儲運等是VOCs排放的重點行業,相關數據顯示,僅石化行業VOCs排放量就達到了300萬噸/年。石化行業VOCs排放可以歸類為有組織、無組織兩種排放形式,一共包含十二種排放源項。


  VOCs種類繁多,來源廣泛,成分復雜,單一企業對VOCs防治工作可能面臨積極性不夠、資金和資源不足等問題。據相關調查研究表明,VOCs的排放源中化工企業(有機化工、精細化工等企業)的排放量居全國工業VOCs排放源第一位。


  化工企業中VOCs的產生主要有兩種形式:


  一是生產工藝中產生的廢氣排放,排放氣體中的污染物與化工生產工藝過程和工序工況條件有關,種類多且性質差異較大,這種排放有組織性,排放量可以估算。


  二是通過其他環節揮發產生,產生的VOCs由于具有很強的擴散性和反應活性,能夠在一定條件下經過各種復雜的化學反應發生轉化,該類形式產生的VOCs的排放量無法準確估計,產生源的分析也存在困難。


  化工行業VOCs治理四大新技術


  當下對VOCs的治理方法可分為兩類,一類是回收技術,另一類是銷毀技術。


  回收技術的核心思想是首先將化工企業中產生的VOCs進行吸收、過濾和分離,其次進行提純等處理,最后展開資源化循環利用,傳統的回收技術包括:吸收技術、吸附技術和膜分離技術等。


  銷毀技術則是通過不同的化學反應,將VOCs轉化為其他無毒無害物質排出,達到減排的目的。傳統的銷毀技術主要指燃燒技術。近年來發展起來的新技術包括泄漏檢測與修復(LDAR)技術、等離子體技術、生物技術和光催化等技術。


  泄漏檢測與修復技術


  泄漏檢測與修復(LDAR)技術可用于化工企業中VOCs的無組織排放的治理中,該技術是在常溫下實行,采用固定或者移動檢測設備(包括光離子化、非分散紅外等)對化工企業生產中可能會產生VOCs泄露的設備或空間源進行定期監測,來確認是否存在發生泄露的設備,最后通過修復超過超出一定濃度的泄露處,從而達到控制原料泄露對環境造成的影響。


  展開LDAR技術的流程包括:


  確定需求分析,進行方案的編制,確定允許泄露值和泄露檢測頻率;


  展開定量和定性檢測;


  展開對泄露點的修復及修復后檢測,并進行最后的評估。


  低溫等離子體技術


  低溫等離子體技術是近年來發展起來的另一種VOCs治理新技術。低溫等離子體技術治理VOCs的主要原理是在較高的電場強度下,利用介質放電產生的等離子體以極快的速度反復轟擊廢氣中的氣體分子,去激活、電離和裂解廢氣中的各種成分,破壞VOCs分子的結構。通過氧化等一系列復雜的化學反應,使復雜大分子污染物轉變為一些小分子的安全物質,如CO2、H2O、CO和NO2;或使有毒有害物質轉變為無毒無害或低毒低害物質。


  低溫等離子體技術動力消耗低,裝置簡單,易于操作,占地面積小,使用方便,近年來得到迅速發展。


  催化氧化技術


  催化氧化技術的工作原理是VOCs在250——450℃溫度的環境和相關催化劑的條件下,發生氧化反應,生成二氧化碳和水,從而達到處理VOCs的目的。


  光催化技術是指在光照在半導體的條件下,當光子能量高過催化劑的吸收閾值時,半導體的價帶電子能夠從價帶躍遷到導帶,產生光生電子和空穴,繼而空氣中的納米顆粒物表面形成超氧負離子,最后和催化劑表面形成的羥基自由基將揮發性有機物轉化成二氧化碳和水無毒無害物質。


  生物處理技術


  生物處理技術最早是應用于廢氣脫臭,而隨著對VOCs治理技術研究的不斷深入,該技術逐步被應用于揮發性有機污染物的治理領域。


  生物處理技術的原理是將化工企業中產生廢氣流經帶有液體吸收劑的吸收裝置,該裝置中培養有經過馴化的特種微生物,該種微生物可將廢氣分解代謝,從而達到廢氣治理的目的。


  生物處理技術按照工藝科分為生物洗滌技術、生物過濾技術和生物滴濾技術等,其對應的處理裝置分別為生物洗滌塔、生物過濾池和生物滴濾塔等。


  治理技術的選擇要靈活


  不同化工企業中VOCs組成成分、濃度和氣體流量均不同,因此在處理技術的選擇上需靈活運用。而且化工企業在生產過程中產生的VOCs均以混合物的形式排放,由此采用組合治理技術,既能實現污染物的達標排放,同時降低了污染治理的費用。


  光催化氧化技術是空間內揮發性有機污染物凈化最受關注的技術,其可在室溫的條件下利用紫外光降解有機污染物,將其轉化為無危害的二氧化碳和水。


  等離子體技術則可以和催化相結合,能夠大大提高VOCs的脫除效率,以及能量效率,是新型的VOCs無害化處理技術。


  生物處理技術則最有希望代替燃燒法和吸附法廢氣處理技術。

來源:流程工業

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