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新階段VOCs治理工藝有哪些重點方向?

作者:樸華科技環保

低效、失效設施将成為排查整治重點方向

随着大氣污染防治攻堅進入深水區,為深入挖掘減排潛力,加快解決目前工業企業大氣污染治理存在的突出問題,生态環境部曾于2023年11月23日釋出《低效失效大氣污染治理設施排查整治工作方案(征求意見稿)》,其中,VOCs的治理設施成為排查重點。

根據這一檔案,今後不僅将對鋼鐵、水泥、焦化等涉工業爐窯行業,石油煉制、石油化工等涉VOCs排放行業,全面排查大氣污染治理設施,還會對磚瓦、玻璃、陶瓷、工業塗裝、包裝印刷、有機化工等涉VOCs排放行業,排查涉氣重點排污機關的大氣污染治理設施。

目前,這一方案已結束征求意見階段,即将于不久後釋出正式方案。

政策部署方面,對老舊、落後治污裝置的淘汰在加快,對企業的治理能力和治理水準要求在加嚴。那實際運用方面情況如何?

“企業在低效、失效的裝置使用的比較多。”清華大學大氣污染與控制教研所副研究員馬永亮結合自己在多個城市的調研經曆介紹,目前發現工業塗裝行業水簾預處理、活性炭吸附、UV 光解等技術及其組合應用率超過50%;印刷行業活性炭吸附、UV 光解、光催化等技術應用率超60%。

新階段VOCs治理工藝有哪些重點方向?

他介紹,光氧化、光催化、低溫等離子等工藝在除臭方面能起到一定作用,但是在處理高濃度VOCs廢氣時,降解效率是非常低的,一般30%以下,屬于低效處理設施。此外,采用低價吸附劑/催化劑,吸附劑/催化劑/過濾棉更換次數較少或不進行更換都是造成裝置低效的原因。

另外,一些企業采用活性炭吸附的工藝。但工藝有效的前提是使用适用的、足量的活性炭,其次吸附完後要保證活性炭的再生。

“很多企業的治理裝置現在就是裡面裝了一點活性炭,并不考慮适宜性,很多裝置存在設計缺陷,廢氣甚至不經過炭層,造成VOCs逃逸。另外一些活性炭吸附飽和後不進行再生,那就達到了吸附平衡,(廢氣)進去多少,出來多少,治理裝置完全失去意義。”馬永亮說。

現實中還存在選擇的工藝技術與實際需求不比對、工藝選擇不當的問題。

“例如大于40℃相對高溫的VOCs廢氣,采用活性炭吸附工藝進行治理時,廢氣不經過降溫預處理,就直接吸附,既增加了阻力,還增加了着火的風險,VOCs廢氣則完全達不到治理效果;再例如含水量大的或經過水噴淋的煙氣未經任何除水或過濾設施,直接進入活性炭/沸石吸附裝置,由于水分對活性炭吸附有極大影響效果,也導緻治理工藝如同擺設。”馬永亮說。

這些都是常出現在中小企業的問題。他建議企業加快推進治理裝置更新改造,同時,更提倡中小企業全面加強源頭替代,從根本上減少VOCs的産生。

高效燃燒類設施增量和速度還要進一步加快

目前,VOCs末端治理技術體系主要包含銷毀技術和回收技術,銷毀技術主要包含高溫焚燒技術(TO/RTO)、催化燃燒技術(CO/RCO)、生物淨化技術、低溫等離子體、光催化/光氧化等;回收技術主要包含吸附、吸收、冷凝、膜分離等技術。

“‘十三五’之前,大陸VOCs總體治理工藝技術和國外相比差距很大。經過十年的發展,目前,在淨化材料、治理裝置和工藝設計等方面均得到了很大的提升,各類治理工藝技術逐漸逐漸趨于成熟和完善。”防化研究院研究員栾志強以治理裝置舉例,大陸目前沸石轉輪、RTO/RCO等關鍵裝備技術性能已經達到或接近國外同行水準。生物淨化裝置發展迅速,裝備性能和應用水準得到了快速提升。

但随着VOCs污染源的精細化管控和深度治理要求不斷提高,VOCs治理工藝技術也有一些新的發展趨勢。

栾志強認為,由于溶劑回收可以實作資源的循環利用,減少碳排放,各種溶劑回收工藝技術是目前VOCs治理技術發展的重點,在塗裝、塗布、印刷、制藥/農藥等行業及工藝環節有很大發展空間。

新階段VOCs治理工藝有哪些重點方向?

RTO/RCO等關鍵裝備是目前主流認為的高效治理設施,吸附技術、燃燒技術和多種組合技術則是目前VOCs治理中的主流技術。相關資料顯示,2022年,大陸高效燃燒類設施大概一萬套,每年新增量在一千套左右,生态環境部大氣環境司有關負責人此前曾明确指出,這類設施增量和速度還要進一步加快。

這樣的一套裝置在投入和維護費用上較高,更适宜于重點行業、重點排污企業。但在廢氣濃度稍高時,還可進行二次餘熱回收,極大降低生産營運成本。

在某浸膠手套行業企業中,通過“RTO+餘熱回收”,實作年削減VOCs排放量達24.52噸。每年回收的餘熱折合天然氣大約20萬立方米,相當于一年節省成本200餘萬元,兩年即可回收裝置投資成本。

依托“綠島”模式,集中管理中小型污染源·

“大陸是制造業大國,VOCs污染源小而分散,所涉及的行業衆多。一個地級市涉VOCs排放的中小型污染企業就有幾千至幾萬家,受限于高效治理設施的投入成本,導緻目前尚有大量的低效/無效治理設施沒有完成更新改造,成為目前大陸VOCs減排工作的短闆。”栾志強說。

但同時,提升改造VOCs治理設施不能“一刀切”地要求所有企業建設RTO、RCO,應當以适宜為第一位,建設适宜高效的治污設施。

目前,包含《空氣品質持續改善行動計劃》在内的多份大氣污染治理相關的檔案均鼓勵各地要結合産業叢集特點,因地制宜建設“綠島”項目,即集中供熱中心、集中噴塗中心、有機溶劑集中回收處置中心、活性炭集中再生中心等。目前,在江蘇省、浙江省、江西省,廣東省、山東省進行了相關的實踐探索。

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