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新的吸附(再生)工艺不断发展和完善

2019-09-19 17:50:44

挥发性有机物排放的污染具有复杂性、复合型和区域性等特点,涉及到城市区域和行业污染源。VOCs排放量高的地区主要集中在长江三角洲、珠江三角洲、京津地区和东南沿海等发达地区。工业源VOCs排放涉及的行业众多,主要包括石化类、有机化工、医药化工、表面涂装类、溶剂使用类和储运类,污染减排与治理市场的潜力巨大。光氧废气净化器挥发性有机污染物(VOCs)具有种类繁多、排放行业众多、排放源小而分散等特点,除了个别行业以外,单个污染源的治理规模一般较小,产值很低(从几十万到几百万不等,大的也有超过几千万的,但数量较少);此外,VOCs的治理技术体系复杂,涉及到十几种工程技术,一般一个治理企业只能掌握一种技术到几种技术。因此,与从事除尘、脱硫、脱硝的治理工程企业相比,从事VOCs治理的企业一般规模比较小。

近年来,VOCs治理行业的发展呈现出以下趋势:1)新注册成立了一大批专门从事VOCs治理的企业;2)之前从事除尘、脱硫、脱硝的治理企业纷纷转到VOCs治理领域,这些企业资金,技术转型较快,发展也较快;3)一些境外企业依托其技术优点,开始拓展我国的VOCs治理市场,这些企业技术,起点高,具有大型治理工程设计经验,发展迅速,对境内企业造成了很大冲击;4)随着环保部门对VOCs排放企业监管力度的提高,VOCs检测市场发展迅速,从事VOCs检测仪器与检测业务的企业得到了快速的发展;5)社会资本开始进人VOCs治理市场,一些技术较强的企业开始通过融资、注资等途径提高企业,扩大了市场竞争力,进步明显。

从目前的企业情况来看,从事VOCs治理的企业有200300家,其中约有一半的企业是在近3年内新注册成立或者由除尘、脱硫、脱硝等其他治理行业转移过来的,包括部分境外企业(单独成立、合资公司)由于企业规模普遍较小,非常分散,具体的企业经营状况统计就非常困难。总体上讲,2014年的企业经营业绩比2013年有了长足的进步。

挥发性有机化合物(VOCs)是指在常温常压下能够挥发到空气中所有有机化合物的总称。工业固定源有机废气的排放所涉及的行业众多,污染物种类繁多,组成复杂。一般的化合物种类有烃类(烷烃、烯烃和芳烃)、酮类、酉旨类、醇类、酚类、醛类、胺类、睛(氰)类等。与SOx, NOx和颗粒物相比,VOCs的组成复杂,治理技术体系复杂,涉及十多种技术及组合技术。在大多数情况下,由于生产工艺尾气中同时含有多种污染物,需要采用组合技术进行综合治理。

目前应用范围较广的治理技术主要包括吸附回收技术、吸附浓缩技术、催化燃烧技术和高温焚烧技术等,此外,低温等离子体技术和生物治理技术也得到了快速发展。总体技术发展情况主要表现在以下几个方面:

(1)吸附回收技术

光氧催化废气处理设备在VOCs治理领域,溶剂的回收往往具有很好的经济效益。因此对吸附回收技术开展的研究较多,目前也较为成熟。从目前的治理情况来看,很多行业的VOCs治理涉及到溶剂的吸附回收技术。如油气回收、包装印刷、集装箱喷涂、石油化工、化学化工、原料药制造等行业。从吸附工艺来讲,低压水蒸气脱附技术依然是主流技术,工艺得到了不断完善;近年来发展了氮气保护新工艺,避免了水蒸汽的使用,降低了回收溶剂提纯的费用,并提高了设备,得到了大量的应用,特别是在包装印刷行业的应用较为广泛。吸附材料主要包括颗粒活性炭和活性碳纤维,近年来也发展了采用蜂窝状活性炭和分子筛转轮吸附浓缩后再进行冷凝回收的技术途径。

(2)吸附浓缩技术

在大部分工业尾气中VOCs是以低浓度、大风量的形式排放的,为了降低治理费用,通常是利用吸附材料先对低浓度废气进行吸附浓缩,然后再进行冷凝回收、催化燃烧或高温焚烧处理。吸附浓缩技术的应用近年来发展迅速,主要包括固定床吸附浓缩技术(通常采用蜂窝状活性炭为吸附剂)和沸石转轮吸附浓缩技术(采用多种类型的硅铝分子筛作为吸附剂)。其中沸石转轮吸附浓缩技术较早是从日本企业开始的,并在全世界范围内得到了应用。该技术净化效率高,尾气排放浓度稳定,被视为诸如汽车制造等喷涂行业的较佳治理技术,国外特别是日本的一些治理工程公司近年来开始在我国大规模地推广该技术,发展迅速。

(3)活性炭吸附集中技术

在诸如喷涂(如4S店喷涂)、印刷(包装印刷和书刊印刷)等行业,存在大量分散的小型企业,VOCs的排放量小、排放浓度低,但不能达到目前逐步趋严的排放标准要求,光氧催化废气净化器对于这些企业的VOCs排放治理是目前VOCs减排与控制工作中的一个难题。活性炭吸附技术是简单易行、低成本的治理技术,是这些企业的治理技术。但对单个企业进行治理,建立相应的活性炭费用高,小企业往往难以承担治理费用。因此目前大量的企业只是安装了活性炭吸附装置,而没有安装活性炭装置,需定期换活性炭。由于换活性炭的成本较高,换下来的活性炭作为危废处理又增加了部分成本,因此在实际运行中缺乏监管的情况下吸附装置实际上成为摆设。各地环保管理部门已经逐步认识到了这个问题,为了减轻单个企业的治理费用,采用集中收集吸附后的活性炭,建立统一的活性炭异地装置,是目前较为可行且成本低的一种模式,目前在很多地区已经建立了统一的活性炭系统,取得了良好的效果。