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VOCs治理控制的技術(shù)路徑分析

更新時(shí)間:2016-08-25 10:42 來源:中微環(huán)保 作者: 閱讀:2084 網(wǎng)友評(píng)論0

(1)VOCs排放的過程控制  
以改進(jìn)工藝技術(shù)和更新運(yùn)行設(shè)備為主的預(yù)防,是實(shí)現(xiàn)VOCs減排的最佳選擇。石油化工行業(yè)在原油開采、油品儲(chǔ)存、運(yùn)輸、配給等生產(chǎn)環(huán)節(jié),易發(fā)生油品或溶劑的蒸發(fā)散逸損耗,是VOCs的重要排放源。針對(duì)VOCs的蒸發(fā)逸散控制技術(shù)包括浮頂罐技術(shù)、蒸汽回收、加油站氣回收等,這類控制技術(shù)在我國石化行業(yè)應(yīng)用普遍。泄漏檢測(cè)與修復(fù)技術(shù)(LDAR)是對(duì)工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中裝置泄漏現(xiàn)象進(jìn)行發(fā)現(xiàn)和維修的一種技術(shù)。國外企業(yè)實(shí)施LDAR技術(shù)多年,建立了完善的VOCs泄漏檢測(cè)方法和散逸排放評(píng)估體系,而我國尚處于起步階段。已有多家石化企業(yè)尤其是煉化企業(yè)目前已經(jīng)引入LDAR理念,開展了“無泄漏管理系統(tǒng)”、“泄漏檢測(cè)和修復(fù)系統(tǒng)”等。  
對(duì)于涂料加工、鈑金噴漆、印刷、金屬清洗等行業(yè)在生產(chǎn)過程中用到的有機(jī)溶劑揮發(fā)所產(chǎn)生的VOCs,則采用無毒或低毒、不易揮發(fā)的原材料代替有機(jī)溶劑來減少這類VOCs的排放。  
此外,改進(jìn)生產(chǎn)工藝減少有機(jī)產(chǎn)品的使用也是VOCs減排的一個(gè)有效途徑。以噴涂工藝為例,用涂布效率較高的靜電式噴涂取代效率較低氣霧式噴涂,可將涂布效率提高30%-40%左右,既可以節(jié)省涂料用量,又能減少噴涂過程中VOCs的釋放。  
然而,減少散逸、尋找替代產(chǎn)品和工藝改革并不能完全控制VOCs的排放,也在一定程度上受到經(jīng)濟(jì)、技術(shù)條件的制約,因此必須配合有效的末端處理技術(shù),對(duì)VOCs排放進(jìn)行綜合治理。  
(2)VOCs的銷毀技術(shù)  
VOCs的銷毀技術(shù)主要是利用VOCs可被氧化的化學(xué)特性,通過給予一定的條件,如燃燒、催化等,使其轉(zhuǎn)化為對(duì)環(huán)境無害的CO2和H2O。主要銷毀技術(shù)的原理如表1所示。  

表1VOCs銷毀處理技術(shù)原理  

(3)VOCs的回收技術(shù)  
VOCs的回收技術(shù)主要是利用VOCs的物理性質(zhì),利用吸收、吸附、冷凝等方法將VOCs從廢氣中分離出來,再采取一定手段將VOCs富集回收處理,以達(dá)到VOCs排放的末端治理。  
吸收法主要是采用低揮發(fā)或不揮發(fā)溶劑對(duì)VOCs進(jìn)行吸收,再利用VOCs分子和吸收劑物理性質(zhì)的差異進(jìn)行分離。吸收效果主要取決于吸收劑的性能和設(shè)備的結(jié)構(gòu)。  
冷凝法是利用VOCs在不同溫度下具有不同飽和蒸氣壓這一性質(zhì),采用降低溫度、提升壓力或者兼?zhèn)浣档蜏囟取⑻嵘龎毫煞N條件的方法,使處于蒸氣狀態(tài)的VOCs冷凝進(jìn)而與廢氣分離。冷凝法常作為其他方法處理高濃度有機(jī)氣體的前凈化處理。  
吸附法是利用固體表面存在的分子吸引力和化學(xué)鍵作用力,將VOCs組分吸附在多孔性固體表面,從而將VOCs從廢氣中分離的一種凈化方法。這種方法由于吸附劑的選擇性較強(qiáng),分離效果好而得到廣泛應(yīng)用。

膜分離法是利用有機(jī)蒸氣通過半透膜的能力與速度不同而得到分離方法。  

(4)VOCs的監(jiān)測(cè)技術(shù)  

VOCs排放控制的重要前提是準(zhǔn)確可靠的監(jiān)測(cè)分析方法。近年來VOCs測(cè)量技術(shù)一直處于不斷發(fā)展和完善的過程中,VOCs的監(jiān)測(cè)方法主要包括離線監(jiān)測(cè)技術(shù)和在線監(jiān)測(cè)技術(shù),這些技術(shù)通常包括采樣、濃縮、分離和測(cè)試幾個(gè)過程。  

VOCs的離線監(jiān)測(cè)主要包含三個(gè)過程,即采樣、樣品的預(yù)處理和測(cè)試。目前應(yīng)用最多的離線采樣技術(shù)有罐采樣、固相微萃取等。同時(shí)還有針對(duì)含氧有機(jī)物(如極性較強(qiáng)的醛、酮、醇、醚、酯等)的化學(xué)衍生試劑吸附法。  

圖1VOCs離線監(jiān)測(cè)三個(gè)環(huán)節(jié)的主要方法  

預(yù)處理是為了給后續(xù)分析、測(cè)試方法做準(zhǔn)備,一般包括濃縮和提取,主要方法有溶劑解析、固相萃取、熱解析等。VOCs常見的分析方法包括氣相色譜(GC)、熒光分光光度法、高效液相色譜法(HPLC)、傅里葉變換紅外光譜法(FTIR)、氣相色譜—質(zhì)譜法(GC-MS)等,此外還有反射干涉光譜法、離線超臨界流體萃取GC-MS法和脈沖放電檢測(cè)器法等,其中應(yīng)用最多的是GC和GC-MS法。  

隨著監(jiān)測(cè)技術(shù)的進(jìn)步,目前已經(jīng)發(fā)展了一系列VOCs現(xiàn)場在線分析儀及便攜手持式檢測(cè)儀,并逐步應(yīng)用于VOCs污染狀況的長期監(jiān)控分析,該方法在國外主要用于有毒有害物質(zhì)監(jiān)測(cè)和臭氧前驅(qū)體監(jiān)測(cè)。與此同時(shí),面對(duì)環(huán)境突發(fā)事件日益增多的局面,便攜式氣相色譜儀、便攜式FID/PID檢測(cè)器、便攜式氣質(zhì)聯(lián)用儀等也被廣泛用于環(huán)境突發(fā)事件的VOCs監(jiān)測(cè)。自動(dòng)連續(xù)測(cè)量的好處在于:節(jié)省人力、維護(hù)量小、避免長時(shí)間保存和運(yùn)輸樣品的不確定性、捕捉大氣中痕量污染物的快速變化等。目前比較常見在線測(cè)量技術(shù)有GC-FID/PID、GC-MS/FIDMS/FID以及PTR-MS。

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