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【技术】VOCs治理控制的技术路径分析

时间:2017-11-15 02:23 来源: 作者: 点击:

节能环保网讯:(1)VOCs 排放的过程控制

以改进工艺技术和更新运行设备为主的预防,是实现 VOCs减排的最佳选择。石油化工行业在原油开采、油品储存、运输、配给等生产环节,易发生油品或溶剂的蒸发散逸损耗,是 VOCs的重要排放源。针对VOCs 的蒸发逸散控制技术包括 浮顶罐技术、蒸汽回收、加油站气回收等,这类控制技术在我国石化行业应用普遍。泄漏检测与修复技术(LDAR)是对工业生产活动中装置泄漏现象进行发现和维修的一种技术。国外企业实施LDAR技术多年,建立了完善的VOCs泄漏检测方法和散逸排放评估体系,而我国尚处于起步阶段。已有多家石化企业尤其是炼化企业目前已经引入LDAR理念,开展了“无泄漏管理系统”、“泄漏检测和修复系统”等。

对于涂料加工、钣金喷漆、印刷、金属清洗等行业在生产过程中用到的有机溶剂挥发所产生的VOCs,则采用无毒或低毒、不易挥发的原材料代替有机溶剂来减少这类VOCs的排放。

此外,改进生产工艺减少有机产品的使用也是VOCs减排的一个有效途径。以喷涂工艺为例,用涂布效率较高的静电式喷涂取代效率较低气雾式喷涂,可将涂布效率提高30%-40%左右,既可以节省涂料用量,又能减少喷涂过程中VOCs的释放。

然而,减少散逸、寻找替代产品和工艺改革并不能完全控制VOCs的排放,也在一定程度上受到经济、技术条件的制约,因此必须配合有效的末端处理技术,对VOCs排放进行综合治理。

(2)VOCs的销毁技术

VOCs的销毁技术主要是利用VOCs可被氧化的化学特性,通过给予一定的条件,如燃烧、催化等,使其转化为对环境无害的CO2和H2O。主要销毁技术的原理如表1所示。

表 1 VOCs 销毁处理技术原理

(3)VOCs的回收技术

VOCs的回收技术主要是利用VOCs的物理性质,利用吸收、吸附、冷凝等方法将VOCs从废气中分离出来,再采取一定手段将VOCs富集回收处理,以达到VOCs排放的末端治理。

吸收法主要是采用低挥发或不挥发溶剂对VOCs进行吸收,再利用VOCs分子和吸收剂物理性质的差异进行分离。吸收效果主要取决于吸收剂的性能和设备的结构。

冷凝法是利用VOCs在不同温度下具有不同饱和蒸气压这一性质,采用降低温度、提升压力或者兼备降低温度、提升压力两种条件的方法,使处于蒸气状态的VOCs冷凝进而与废气分离。冷凝法常作为其他方法处理高浓度有机气体的前净化处理。

吸附法是利用固体表面存在的分子吸引力和化学键作用力,将VOCs组分吸附在多孔性固体表面,从而将VOCs从废气中分离的一种净化方法。这种方法由于吸附剂的选择性较强,分离效果好而得到广泛应用。

膜分离法是利用有机蒸气通过半透膜的能力与速度不同而得到分离方法。

(4)VOCs的监测技术

VOCs排放控制的重要前提是准确可靠的监测分析方法。近年来VOCs测量技术一直处于不断发展和完善的过程中,VOCs的监测方法主要包括离线监测技术和在线监测技术,这些技术通常包括采样、浓缩、分离和测试几个过程。

VOCs的离线监测主要包含三个过程,即采样、样品的预处理和测试。目前应用最多的离线采样技术有罐采样、固相微萃取等。同时还有针对含氧有机物(如极性较强的醛、酮、醇、醚、酯等)的化学衍生试剂吸附法。

图1 VOCs 离线监测三个环节的主要方法

预处理是为了给后续分析、测试方法做准备,一般包括浓缩和提取,主要方法有溶剂解析、固相萃取、热解析等。VOCs常见的分析方法包括气相色谱(GC)、荧光分光光度法、高效液相色谱法(HPLC)、傅里叶变换红外光谱法(FTIR)、气相色谱—质谱法(GC-MS)等,此外还有反射干涉光谱法、离线超临界流体萃取GC-MS法和脉冲放电检测器法等,其中应用最多的是GC和GC-MS法。

随着监测技术的进步,目前已经发展了一系列VOCs现场在线分析仪及便携手持式检测仪,并逐步应用于VOCs污染状况的长期监控分析,该方法在国外主要用于有毒有害物质监测和臭氧前驱体监测。与此同时,面对环境突发事件日益增多的局面,便携式气相色谱仪、便携式FID/PID检测器、便携式气质联用仪等也被广泛用于环境突发事件的VOCs监测。自动连续测量的好处在于:节省人力、维护量小、避免长时间保存和运输样品的不确定性、捕捉大气中痕量污染物的快速变化等。目前比较常见在线测量技术有GC-FID/PID、GC-MS/FIDMS/FID以及PTR-MS。

原标题:【VOCs治理 上】控制的技术路径

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