工业固定源VOCs治理技术分析评估

工业固定源VOCs治理技术分析评估

陈泽芳

汕头市康逸环保科技有限公司广州分公司广东省广州市510000

摘要:在当前的工业发展中,有越来越多的行业在生产中会产生具有挥发性质的有机化合物(VOCs),因此需要加大对治理工作的重视。基于此,本文根据实际情况设计工业固定源VOCs治理技术试验,同时分析不同处理技术的去除效果,最后深入探究优化工业固定源VOCs治理技术的方式,旨在能够进一步掌握工业固定源VOCs的处理方式,满足排放的相关标准,减少工业发展对环境的影响,并以此为相关人员提供有价值的参考。

关键词:工业固定源;VOCs治理;去除率;去除效果

近年来,我国大气环境虽然得到了一定的治理,但是并没有取得显著的效果,依然需要加大对大气环境的治理力度,其中最为主要的就是对工业固定源VOCs进行有效的去除。究其原因,VOCs实际上是PM2.5、臭氧的重要前体物,如果在工业发展中其排放量过大,将会导致大气环境发生复合污染,因此对VOCs进行治理已经成为缓解大气污染的重点工作。但是,治理VOCs的技术方式有很多,需要相关人员选择最为合适的方式对其进行去除,保证工作的效果。

一、工业固定源VOCs治理技术分析试验

在本文的分析中,为了能够保证对工业固定源VOCs治理技术进行全面、深入的分析,在试验中需要做好以下工作:

(1)研究对象。对某地区285家工业企业进行调查、分析,其中仅有186家企业安装关于VOCs的处理设施。在不同的工业中,VOCs的治理技术也存在明显的差异,当前治理技术以低温等离子体、水喷淋+活性碳吸附、活性炭吸附、溶液吸收等为主。根据调查的结果可知,金属表面处理、涂料生产、木制家具制造、印刷为治理VOCs的重点企业。

(2)样品采集。在采集VOCs样品的环节中,使用经过硅烷化处理后的2升内壁不锈钢真空SUMMA罐,经过不透气钢管进行连接,通过企业排气筒采集得到VOCs样本。在采样管中,需要设置颗粒物过滤器、长5米外径1/8英寸的降温管、颗粒物-水汽过滤装置,采样的时间为15分钟,并保证采样过程企业的生产设备为正常运转的状态。

(3)试验分析。采用预浓缩-气相色谱-火焰离子化检测器-质谱检测仪的方法,对样品中的VOCs进行定量分析。在试验的过程中,各项试验设备均能够自动进行VOCs采样,并将其进行分组,从而保证试验结果之间能够相互比对。

通过上述方式对采集到的285家工业企业中的VOCs进行了检测,其成分中包含17种卤代烃、58种含氧硫化合物、61种芳香烃、24种烯烃、103种烷烃。

二、工业固定源VOCs治理技术分析结果

(一)不同技术的去除率

结合上文的试验,可以发现在VOCs治理的试验中,不同处理技术之间存在很明显的差异,主要包括以下几方面:

(1)活性炭及组合处理技术。同一治理技术对多组样品的去除率之间的偏差较大,其主要原因为:即使采用同一治理技术,但是由于各个工业企业,在生产工艺、原辅材料、生产环境之间存在明显的差异,会影响VOCs的治理效果;在水喷淋+活性炭吸附的处理技术中,由于活性炭使用时间、性质的差异,也会影响VOCs的治理效果。在本次试验中,该处理方式的去除率在-167.4%~57.5%之间(受活性炭的影响,该技术对VOCs的去除效果可能为负),虽然活性碳有一定处理效果,但是常常发生不稳定的现象,影响处理效果[1]。

(2)低温等离子体技术。在试验中,这一VOCs治理方式具有效果好、工艺简单、成本低、二次污染少等优点,就其结果而言,采用低温等离子体技术的去除率在34.1%~96.3%之间,其效果较为明显。在对不同密度的VOCs进行去除时,其效果存在明显的差异,即在VOCs的密度小于每立方米100毫克的情况下,其最终的去除率能够达到90%及以上;在VOCs的密度大于每立方米100毫克的情况下其最终的去除率仅为50%,甚至达不到50%。通过这一数据能够发现,低温等离子体技术对VOCs的密度有着较为显著的选择性,需要根据VOCs的实际情况进行选择。

(3)溶液吸收治理方式。在去除VOCs的过程中,采用溶液吸收的方式能够实现治理的目的,其去除率在22.8%~43.1%之间,可以在很大程度上优化活性炭及其组合的治理效果。

(二)不同技术对不同物种的去除效果

首先,就活性炭及组合的效果进行分析。在试验过程中,使用活性炭及组合对VOCs进行去除,其使用了三种关于活性炭的技术方式,即活性炭吸附、水喷淋+活性炭吸附、活性炭吸附浓缩+催化燃烧,其相互之间的差异为:(1)在工业VOCs中,酯类、芳香烃的含量相对较多,所以活性炭的总体吸附量较多;(2)在使用活性炭对VOCs进行吸附时,其各个组间会发生“竞争”现象,而其中吸附醇类的效果相对较差。

其次,对低温等离子体方式的去除效果进行分析。在本文的试验中,采用这一方式对VOCs中卤代烃的去除效果为负,而对其他物种的去除效果则较为明显,其中对酮类、醇类的去除效果为最佳,去除烃类的效果最差。发生这一现象的主要原因为:(1)在每一组VOCs中,与低温等离子体发生反应的需求量存在差异,其中匹配程度相对较高的VOCs组,去除效果较好;(2)在低温等离子体与VOCs发生反应后,很多成分会生成卤代烃类的物质,从而导致其去除率发生负的现象。

最后,对溶液吸收及组合方式进行分析。在试验中,本文主要采用溶液吸收、水喷琳+溶液吸收的方式对VOCs进行治理,但是两种方式之间的效果存在明显差异。具体而言,溶液吸收的方式主要对酯类、芳香烃、卤代烃、醚类的物质有着较好的去除效果,但是对烯烃、酮类的去除效果则为负;水喷淋+溶液吸收的方式,对醚类、酮类、醇类物质的去除效果较好,但是对卤代烃、芳香烃的去除效果为负[2]。

三、优化工业固定源VOCs治理技术的方式

在当前工业企业对VOCs的处理方式的选择,基本上都是将经济因素作为优先考虑的问题,而后再对技术方式、治理效果进行分析,这样的现象会导致VOCs的治理效果不佳,无法实现污染治理的目标。针对这样的现象,为了优化VOCs的去除效果,就需要提高去除率,其主要方式为:

(1)针对活性炭吸附的方式,在治理VOCs的过程中,安装预报预警装置或者在线监测装置,大力提倡活性炭组合治理VOCs方式的应用,保证更加及时地更换活性炭,同时对相应的设施进行维护;

(2)加大监管力度。在治理VOCs的过程中,相关机构应该及时对企业中治理VOCs的设施运行台账进行审核、管理,保证其处于正常的运行中,提高治理效果,充分调动工业企业治理VOCs的积极性;

(3)以实际为出发点。在对VOCs进行治理的过程中,由于其最终的效果存在明显的差异,所以在治理的过程中需要工作人员结合VOCs的组成成分、密度、污染程度、治理效果要求等,选择更加合适的治理方式,保证VOCs去除的有效性。通过这样的方式,能够在很大程度上提高VOCs治理的有效性,解决VOCs污染大气环境的问题,推动工业发展。

结语:综上所述,在工业发展中,其所产生的VOCs对大气环境有着重大影响,需要通过有效的方式进行治理。基于此,通过本文的试验可以发现不同的技术方式,对于VOCs的去除效果有着明显的差异,因此需要结合实际情况选择最佳的治理方式,提高VOCs治理的去除效果,减少VOCs对大气环境的影响,更好地推进大气污染防治。为了对工业固定源VOCs进行有效治理,可以将文中的VOCs治理方式应用在实际中。

参考文献:

[1]张永明,邓娟,梁健.工业源VOCs末端治理技术浅析及减排展望[J].环境影响评价,2018,40(02):46-50.

[2]许伟,刘军利,孙康.活性炭吸附法在挥发性有机物治理中的应用研究进展[J].化工进展,2016,35(04):1223-1229.

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