長三角典型城市工業 VOCs 處理技術應用狀況分析
更新時間：2021-04-02 17:04
來源：環境工(gong)程(cheng)
作(zuo)者(zhe): 徐遵主
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摘要:調研長三角典型(xing)城市213家重點(dian)行業(ye)(ye)企業(ye)(ye)398套廢(fei)氣處理系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)礎上，分析了吸(xi)附(fu)(fu)(fu)、吸(xi)收、冷凝、光解/光催化(hua)(hua)、低(di)溫等離(li)子體、燃燒法和(he)(he)生(sheng)物(wu)處理技(ji)(ji)術(shu)在不(bu)同(tong)(tong)行業(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)情況(kuang)(kuang)，同(tong)(tong)時分析了以(yi)上處理技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)同(tong)(tong)組(zu)合工(gong)藝在不(bu)同(tong)(tong)行業(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)情況(kuang)(kuang)以(yi)及實(shi)際的(de)(de)(de)(de)(de)VOCs凈化(hua)(hua)效果(guo)。結果(guo)表明:吸(xi)附(fu)(fu)(fu)是最常用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)VOCs處理技(ji)(ji)術(shu)，具有廣譜性(xing)(xing)，應用(yong)(yong)(yong)占比(bi)為47.49%，吸(xi)附(fu)(fu)(fu)再生(sheng)與燃燒和(he)(he)冷凝等末端處理技(ji)(ji)術(shu)結合時可以(yi)達到90%的(de)(de)(de)(de)(de)凈化(hua)(hua)效率，同(tong)(tong)時廢(fei)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)劑產生(sheng)量(liang)降(jiang)低(di)90%以(yi)上，實(shi)現VOCs廢(fei)氣處理的(de)(de)(de)(de)(de)資源化(hua)(hua)和(he)(he)能源化(hua)(hua);吸(xi)收、冷凝、光解/光催化(hua)(hua)、低(di)溫等離(li)子體和(he)(he)生(sheng)物(wu)法處理工(gong)藝則(ze)具有一定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)選擇性(xing)(xing)和(he)(he)偏好性(xing)(xing)。選擇合理的(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)合處理技(ji)(ji)術(shu)，可以(yi)發(fa)揮不(bu)同(tong)(tong)處理技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)優勢，保證處理系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)高效性(xing)(xing)和(he)(he)穩定(ding)性(xing)(xing)。
0 引(yin)言
參考2013—2018年《中國(生態)環境狀況公報》[1-6]，長三角地區O3日最大8h平均第90百分位濃度由144μg/m3上升至167μg/m3。長三角地區O3污染高于全國平均水平，且仍有繼續上升的趨勢，近2年長三角地區平均O3濃度已超過GB3095—2012《環境空氣質量標準》[7]中規定的限值濃度。近年來，我國因O3污染導致的人口死亡數量平均增加10.7%，其中長三角地區是O3污染的重災區[8]。
長(chang)三角地(di)區(qu)是(shi)我國(guo)(guo)經濟最(zui)(zui)(zui)發達地(di)區(qu)之一，同時(shi)也是(shi)我國(guo)(guo)資源消耗量(liang)(liang)最(zui)(zui)(zui)大、VOCs污染物(wu)排放密度最(zui)(zui)(zui)大的(de)(de)區(qu)域之一[9]。在太(tai)陽(yang)紫外線照射下，VOCs和NOx會發生(sheng)光化學(xue)反(fan)應生(sheng)成(cheng)O3，雖然目(mu)前NOx濃(nong)度有所(suo)下降(jiang)，但是(shi)目(mu)前我國(guo)(guo)VOCs的(de)(de)治理(li)進入瓶(ping)頸(jing)期(qi)，導致O3污染不降(jiang)反(fan)升(sheng)。長(chang)三角區(qu)域工業(ye)生(sheng)產活動中(zhong)產生(sheng)的(de)(de)VOCs是(shi)本(ben)區(qu)域O3生(sheng)成(cheng)的(de)(de)主(zhu)控因子[10]，目(mu)前長(chang)三角地(di)區(qu)環(huan)境(jing)空氣質量(liang)(liang)的(de)(de)提升(sheng)，主(zhu)要取決于該區(qu)域工業(ye)VOCs的(de)(de)治理(li)成(cheng)效。
無(wu)(wu)錫市是(shi)長(chang)三(san)角地(di)區重要(yao)的中(zhong)(zhong)心城(cheng)市之一，中(zhong)(zhong)等規(gui)模以(yi)上企業(ye)較多，外向型(xing)(xing)經濟較發(fa)達，生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)較高(gao)，具(ju)有典型(xing)(xing)的長(chang)三(san)角經濟特(te)征[11]。以(yi)無(wu)(wu)錫市某行(xing)政(zheng)區作為調研對象，該區電氣機械和器材制(zhi)(zhi)(zhi)造(電子和半導體(ti)行(xing)業(ye)為主)、通(tong)用/專用設(she)備(bei)制(zhi)(zhi)(zhi)造和金(jin)屬制(zhi)(zhi)(zhi)品(pin)業(ye)(機加工行(xing)業(ye)為主)、汽車(che)制(zhi)(zhi)(zhi)造和醫藥制(zhi)(zhi)(zhi)造等高(gao)新(xin)技術產(chan)業(ye)發(fa)展迅(xun)速，代表著國內的先進(jin)水平。
“大氣十條”和(he)“十三(san)五”生態(tai)(tai)環(huan)境保護規劃中提出(chu)，2020年(nian)(nian)全(quan)國VOCs的(de)排(pai)放(fang)(fang)總(zong)量(liang)要(yao)比2015年(nian)(nian)下降(jiang)10%以上(shang);各(ge)省(sheng)(sheng)市紛紛根據(ju)當地的(de)產業結構和(he)VOCs污染情況(kuang)出(chu)臺了相應措施和(he)規范。江蘇省(sheng)(sheng)于2016年(nian)(nian)提出(chu)“兩減六治三(san)提升”專項行(xing)(xing)(xing)動，要(yao)求(qiu)全(quan)省(sheng)(sheng)VOCs排(pai)放(fang)(fang)總(zong)量(liang)至(zhi)2020年(nian)(nian)削(xue)減20%以上(shang)，重點工業行(xing)(xing)(xing)業VOCs排(pai)放(fang)(fang)總(zong)量(liang)削(xue)減30%以上(shang);本次(ci)調研的(de)無(wu)錫市該(gai)行(xing)(xing)(xing)政區全(quan)面響應省(sheng)(sheng)、市行(xing)(xing)(xing)動，提出(chu)VOCs減排(pai)比例為(wei)22%。為(wei)實現上(shang)述目標(biao)，該(gai)區生態(tai)(tai)環(huan)境局分(fen)行(xing)(xing)(xing)業分(fen)批(pi)次(ci)地組織專家對(dui)全(quan)區企業進行(xing)(xing)(xing)了VOCs廢氣的(de)核查。本文在調研該(gai)區涉(she)及VOCs排(pai)放(fang)(fang)的(de)266家企業核查結果的(de)基礎上(shang)，分(fen)析了不同VOCs處(chu)理技術在該(gai)區重點行(xing)(xing)(xing)業的(de)應用情況(kuang)以及處(chu)理效果，以期為(wei)工業VOCs廢氣處(chu)理技術的(de)選擇提供一定參考。
1 研究對(dui)象和(he)方法
1.1 研究對(dui)象
綜合考慮所調研行政區各行業占比、企業VOCs排放量以及國家行業規范和各級政府管理文件的具體要求，選取了醫藥制造、印刷、汽車制造、化學原料和化學制品制造、橡膠和塑料制品、電氣機械和器材制造(電子和半導體為主)、通用/專用設備制造和金屬制品業(機加工為主)為典型行業作為調研對象，調研行業中廢氣成分為VOCs，不含HCl和NH3等無機廢氣或含量極少。
調研(yan)對象(xiang)共計266家企業(ye)，其中無(wu)治理(li)設(she)(she)(she)施(shi)(shi)企業(ye)53家，設(she)(she)(she)置有廢氣(qi)處理(li)設(she)(she)(she)施(shi)(shi)企業(ye)213家。無(wu)治理(li)設(she)(she)(she)施(shi)(shi)企業(ye)主要為(wei):1)規模較小的民營企業(ye);2)無(wu)溶劑類原輔材料使用企業(ye)，僅(jin)在生產(chan)過程(cheng)中因塑料粒子或(huo)切削液、潤滑油(you)高溫揮發而(er)產(chan)生少量VOCs廢氣(qi)。無(wu)治理(li)設(she)(she)(she)施(shi)(shi)企業(ye)和有廢氣(qi)治理(li)設(she)(she)(she)施(shi)(shi)企業(ye)行業(ye)分布情況如圖1所示(shi)。
1.2 研究(jiu)方法
核查調(diao)研企(qi)業全廠涉及(ji)VOCs排(pai)放的工序(xu)廢(fei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)源強、收(shou)集(ji)(ji)情況以及(ji)廢(fei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)處理(li)風量與處理(li)裝置的匹配性，判斷廢(fei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)治(zhi)理(li)工藝的合(he)(he)理(li)性以及(ji)和環評(ping)(ping)的相符性；收(shou)集(ji)(ji)調(diao)研企(qi)業VOCs廢(fei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)治(zhi)理(li)設施的設計(ji)資料、實際運(yun)行情況和含廢(fei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)治(zhi)理(li)設施進出口濃度或排(pai)放速(su)率的第(di)三方(fang)檢測(ce)報(bao)告；分(fen)行業評(ping)(ping)估企(qi)業單一治(zhi)理(li)工藝和組合(he)(he)工藝廢(fei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)處理(li)系(xi)統的凈(jing)化效率。廢(fei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)處理(li)系(xi)統凈(jing)化效率公(gong)式如下:
η=[1-(C出×Q出)/(C進×Q進)]×100%(1)式中：η為處理系統的凈化效率，%；C進為處理系統進口VOCs濃度，mg/m3；C出為處理系統出口VOCs濃度，mg/m3;Q進為處理系統進口氣體標干流量，m3/h；Q出為處理系統出口氣體標干流量，m3/h。當η>90%時，凈化效果評估為高;η為60%~90%時，凈化效果評估為較高;η為30%~60%時，凈化效果評估為一般;η<30%時，凈化效果評估為低。
2 結(jie)果與討論
2.1 VOCs廢氣處理技術應(ying)用(yong)情況
所調研有廢氣處(chu)(chu)理設(she)施(shi)的213家企業共(gong)計(ji)398套廢氣處(chu)(chu)理系(xi)(xi)統(tong)(tong)(包含組合工藝處(chu)(chu)理系(xi)(xi)統(tong)(tong))，統(tong)(tong)計(ji)結(jie)果如(ru)圖2所示，其(qi)中僅設(she)預處(chu)(chu)理系(xi)(xi)統(tong)(tong)共(gong)計(ji)76套，占比為19.10%;含吸附工藝的處(chu)(chu)理系(xi)(xi)統(tong)(tong)共(gong)計(ji)有189套，占比為47.49%;含吸收工藝處(chu)(chu)理系(xi)(xi)統(tong)(tong)共(gong)計(ji)有89套，占比為22。36%;含冷凝、光解/光催化、低溫等離子體、燃(ran)燒(shao)法和生(sheng)物法處(chu)(chu)理系(xi)(xi)統(tong)(tong)占比分(fen)別為1。26%、4.52%、3.77%、9.05%和0.75%。
預(yu)處(chu)(chu)理(li)系統(tong)一般用(yong)于(yu)去除顆粒性(xing)(xing)物質，比如油霧、金屬化(hua)合物和粉塵(chen)等。處(chu)(chu)理(li)方式一般采用(yong)布袋除塵(chen)、脈沖除塵(chen)、濾筒(tong)除塵(chen)、旋風(feng)除塵(chen)或(huo)靜電除塵(chen)，在重力場(chang)或(huo)電場(chang)的作(zuo)用(yong)下，依靠慣性(xing)(xing)對固體顆粒或(huo)液態油霧進(jin)行凈(jing)化(hua)，而對VOCs無(wu)凈(jing)化(hua)效果，一般作(zuo)為各(ge)類(lei)VOCs廢(fei)氣(qi)(qi)處(chu)(chu)理(li)系統(tong)的前置預(yu)處(chu)(chu)理(li)措(cuo)施，保(bao)證后續(xu)凈(jing)化(hua)措(cuo)施的穩定運行。調研企業中，僅設預(yu)處(chu)(chu)理(li)系統(tong)的工(gong)藝一般用(yong)于(yu)污染物為顆粒物的廢(fei)氣(qi)(qi)處(chu)(chu)理(li)。
吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)工(gong)(gong)藝(yi)是目前工(gong)(gong)業VOCs廢氣處理最(zui)常用(yong)(yong)工(gong)(gong)藝(yi)，利用(yong)(yong)比面積大的(de)多孔(kong)結構吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑，將VOCs污(wu)染物固定在吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑中(zhong)。調(diao)研企業采用(yong)(yong)的(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑主要(yao)有顆(ke)粒(li)活性(xing)炭(tan)(tan)、蜂(feng)窩(wo)活性(xing)炭(tan)(tan)、纖(xian)維(wei)活性(xing)炭(tan)(tan)、沸(fei)石分(fen)子(zi)篩(shai)、硅藻(zao)土和(he)堿性(xing)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑，其(qi)中(zhong)采用(yong)(yong)含(han)(han)顆(ke)粒(li)活性(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)的(de)處理系統(tong)有141套(tao)(tao)，含(han)(han)蜂(feng)窩(wo)活性(xing)炭(tan)(tan)的(de)有40套(tao)(tao)，含(han)(han)沸(fei)石轉(zhuan)輪的(de)有5套(tao)(tao)，含(han)(han)纖(xian)維(wei)活性(xing)炭(tan)(tan)、硅藻(zao)土和(he)堿性(xing)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑的(de)各1套(tao)(tao)。
吸收(shou)(shou)工藝是目前工業VOCs廢(fei)氣(qi)處(chu)理(li)(li)的主流工藝之一，吸收(shou)(shou)液(ye)一般為水溶(rong)液(ye)、NaOH等(deng)(deng)堿性溶(rong)液(ye)、NaClO等(deng)(deng)氧(yang)化性溶(rong)液(ye)和植(zhi)物液(ye)等(deng)(deng)。吸收(shou)(shou)工藝對于(yu)水溶(rong)性較好(hao)或(huo)易于(yu)與吸收(shou)(shou)液(ye)發生反應的VOCs廢(fei)氣(qi)處(chu)理(li)(li)效(xiao)果較好(hao)。
冷(leng)(leng)凝工(gong)藝通過冷(leng)(leng)水、冷(leng)(leng)凍(dong)鹽水或(huo)液(ye)氮作(zuo)為冷(leng)(leng)卻介質，將VOCs組分從氣(qi)相(xiang)中分離(li)出來(lai)冷(leng)(leng)凝成液(ye)體實(shi)現VOCs廢氣(qi)的(de)凈化。
光解工藝利用短波長的高能紫外線直接將VOCs分子鏈打斷，或電離O2產生O3，利用O3的強氧化性實現對VOCs的凈化;光催化則是利用光催化劑在特定波長的光照下產生·OH等活性基團，利用活性基團的強氧化性將VOCs凈化。
低溫等離子體工藝是在外加電場作用下，產生大量高能電子轟擊VOCs分子，使之發生電離、解離和激發，進而發生一系列復雜的化學反應，將大分子VOCs變成H2O和CO2等小分子物質。低溫等離子體放電形式有介質阻擋放電、電暈放電、輝光放電、微波放電和射頻放電。
燃燒法是利用VOCs本身可燃的特性，將其轉化為無害的H2O和CO2等物質，根據反應溫度分為直接熱力燃燒和催化燃燒，直接熱力燃燒反應溫度一般在750℃以上，催化燃燒反應溫度一般在250℃左右。結合陶瓷蓄熱技術可進一步降低能源消耗、提高熱利用效率，從而發展成為蓄熱式熱力燃燒和蓄熱式催化燃燒工藝。
生物法是利用微生物對VOCs組分進行消化代謝，將其轉化為無害的H2O和CO2以及無機鹽等物質，一般分為生物洗滌和生物過濾等。
2.2 VOCs廢(fei)氣(qi)處理(li)技術(shu)組合情況(kuang)
常見工業VOCs化(hua)合(he)物有數百種，廢氣排放(fang)組(zu)分(fen)較(jiao)為復雜，多(duo)為混(hun)合(he)物，性(xing)質(zhi)差異(yi)較(jiao)大，單一的(de)治(zhi)理(li)技(ji)術在治(zhi)理(li)效(xiao)果和(he)運行能耗上往(wang)往(wang)難以滿足市場需求。故(gu)在實際工程中，根據廢氣的(de)性(xing)質(zhi)和(he)處(chu)理(li)要求，出現了多(duo)種處(chu)理(li)技(ji)術的(de)組(zu)合(he)應用。
調研有廢(fei)(fei)氣處(chu)理設(she)施的213家企業，技術組合(he)情況如圖3所示。去除(chu)顆粒物的預處(chu)理方式無法有效凈化(hua)VOCs廢(fei)(fei)氣，故將僅設(she)預處(chu)理的系統單獨(du)列出，不作為(wei)組合(he)工藝(yi)考慮(lv)。
由圖3可知(zhi):單(dan)一工藝處(chu)理(li)系(xi)統(tong)共(gong)計(ji)(ji)271套，遠高于組合工藝處(chu)理(li)系(xi)統(tong)的(de)數量，單(dan)一工藝處(chu)理(li)系(xi)統(tong)又以吸(xi)附(fu)法(fa)和吸(xi)收法(fa)為(wei)主，分別有164，62套，兩者(zhe)合計(ji)(ji)占(zhan)比為(wei)83.40%。
2種工藝(yi)組(zu)合處理(li)(li)系統共計49套，以“吸收(shou)+吸附(fu)”“吸附(fu)+燃燒”“光(guang)解(jie)/光(guang)催化+吸附(fu)”和“吸收(shou)+光(guang)解(jie)/光(guang)催化”組(zu)合工藝(yi)為(wei)主，分(fen)別有18，13，5，4套，合計占比為(wei)81.64%，其他類型的2種工藝(yi)組(zu)合處理(li)(li)系統數(shu)量(liang)均不超過2套。
3種工藝(yi)組合處理系(xi)統僅1套，為“吸收(shou)+活性炭+低溫等離子體”組合工藝(yi)，用于化學原料(liao)和化學品制造(zao)企(qi)業的車間(jian)工藝(yi)廢氣處理。
4種工藝組合(he)處(chu)理系統僅1套，為(wei)“吸收(shou)+生(sheng)物(wu)濾(lv)池+低溫等離子(zi)體+活性炭”組合(he)工藝，用于醫藥制(zhi)造企(qi)業污水處(chu)理站的(de)異味處(chu)理。
2.3 VOCs廢氣處理技術具體類別及影(ying)響因素討論(lun)
定性評(ping)估398套廢氣處(chu)理(li)系統對VOCs的凈(jing)化效果，結(jie)果詳見表1。
調(diao)研(yan)企業中(zhong)，僅設用(yong)于(yu)去除顆粒物(wu)的(de)預處理系(xi)統(tong)(tong)共(gong)計76套(tao)，其中(zhong)70套(tao)不涉及VOCs排放(fang)，另(ling)外6套(tao)涉及焊接使(shi)用(yong)的(de)助(zhu)焊劑和(he)乙(yi)醇擦拭(shi)等過程(cheng)產生少量VOCs排放(fang)。預處理系(xi)統(tong)(tong)對VOCs無凈(jing)化效率，一般作為VOCs凈(jing)化系(xi)統(tong)(tong)的(de)前置預處理措施(shi)，不單(dan)獨算作VOCs凈(jing)化系(xi)統(tong)(tong)。
單(dan)獨使用(yong)(yong)吸附處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)系統(tong)的(de)(de)(de)共計165套，廣泛應用(yong)(yong)于(yu)(yu)各行業的(de)(de)(de)VOCs廢氣處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)中(zhong)，實際凈化(hua)效(xiao)(xiao)率(lv)波動較(jiao)(jiao)大，與VOCs具體污(wu)染物組分的(de)(de)(de)吸附性(xing)能(neng)、預處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)效(xiao)(xiao)果、使用(yong)(yong)溫度(du)(du)以及處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)系統(tong)設(she)計的(de)(de)(de)規范(fan)性(xing)密切相(xiang)關。調研(yan)企業中(zhong)，用(yong)(yong)于(yu)(yu)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)二氯甲烷等吸附能(neng)力差的(de)(de)(de)VOCs廢氣、有顆粒物而未設(she)預處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)VOCs廢氣、烘干等環節產生的(de)(de)(de)高溫VOCs廢氣或者處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)系統(tong)未按照相(xiang)關規范(fan)設(she)計的(de)(de)(de)，VOCs凈化(hua)效(xiao)(xiao)率(lv)一般;用(yong)(yong)于(yu)(yu)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)經(jing)過預處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)且溫度(du)(du)較(jiao)(jiao)低的(de)(de)(de)非(fei)極性(xing)較(jiao)(jiao)強的(de)(de)(de)VOCs，按照規范(fan)設(she)計，采用(yong)(yong)多級吸附的(de)(de)(de)，實際凈化(hua)效(xiao)(xiao)率(lv)可(ke)以達到90%以上。
單獨使用吸收處(chu)理(li)系(xi)統(tong)的共計62套，由于企(qi)業VOCs成分(fen)一般比較復雜，水(shui)溶(rong)性相對較差，難以通過吸收法將大部分(fen)VOCs吸收去除。調(diao)研企(qi)業中僅(jin)設吸收處(chu)理(li)系(xi)統(tong)針(zhen)對VOCs的凈(jing)化效率為30%~60%，凈(jing)化效率一般。
單獨使用冷(leng)凝(ning)處理(li)系統(tong)的(de)共計2套，其針對性強，均為機(ji)加工行(xing)業用于處理(li)清洗過程產生的(de)VOCs廢(fei)(fei)氣(qi)，廢(fei)(fei)氣(qi)成分中高沸點組(zu)分占比較大，實際凈化效率較高。
單獨使用光解/光催化和低溫等離子體處理系統的分別為7，11套，凈化效率均<30%，對VOCs廢氣凈化效果較差。調研企業中光催化處理系統配套的光催化材料一般采用泡沫鎳負載TiO2，負載量較低且紫外線難以透過，無法發揮光催化作用;低溫等離子體處理系統一般采用電暈放電的方式，等離子體產生量少而實際有效反應區的風速過大，停留時間過短，無法有效凈化VOCs。調研企業中光解/光催化和低溫等離子體處理系統末端O3排放量均較大，存在O3二次污染。
單(dan)獨(du)使(shi)用燃(ran)燒(shao)法(fa)處理(li)系(xi)統(tong)的(de)共(gong)計23套(tao)，主要用于印刷VOCs廢(fei)(fei)氣、塑料或金屬零部件(jian)的(de)噴涂(tu)VOCs廢(fei)(fei)氣處理(li)。其(qi)中(zhong)，催(cui)化(hua)燃(ran)燒(shao)處理(li)系(xi)統(tong)8套(tao)，實際凈化(hua)效率達到90%;蓄熱(re)式熱(re)力燃(ran)燒(shao)處理(li)系(xi)統(tong)15套(tao)，實際凈化(hua)效率超過(guo)90%。
單獨使用生物法處(chu)(chu)理系統(tong)的僅1套，為(wei)醫(yi)藥制造企業用于處(chu)(chu)理發(fa)酵尾氣，實際凈化(hua)效率<30%。
2種及以(yi)上(shang)組(zu)合(he)(he)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)共計51套，凈(jing)(jing)化(hua)(hua)效(xiao)(xiao)率一(yi)(yi)般(ban)高(gao)(gao)于(yu)單一(yi)(yi)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)，且(qie)(qie)在(zai)降(jiang)低危廢(fei)(fei)產生(sheng)(sheng)量(liang)、減(jian)少(shao)二(er)次(ci)污染、提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)穩定(ding)性上(shang)有(you)(you)(you)明顯優勢。其中，吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)收(shou)+吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)18套，是最為廣泛應(ying)用(yong)的(de)(de)組(zu)合(he)(he)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)，盡(jin)管使用(yong)工(gong)(gong)(gong)況的(de)(de)不同，但實際(ji)凈(jing)(jing)化(hua)(hua)效(xiao)(xiao)率一(yi)(yi)般(ban)較高(gao)(gao);吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)收(shou)+光(guang)(guang)解/光(guang)(guang)催化(hua)(hua)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)、吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)收(shou)+低溫(wen)等離(li)子體(ti)(ti)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)、吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)收(shou)+生(sheng)(sheng)物法處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)分別(bie)為4，1，1套，由于(yu)對(dui)(dui)(dui)(dui)應(ying)的(de)(de)單獨處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)凈(jing)(jing)化(hua)(hua)效(xiao)(xiao)率均(jun)較低，組(zu)合(he)(he)后可以(yi)一(yi)(yi)定(ding)程(cheng)度上(shang)提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)凈(jing)(jing)化(hua)(hua)效(xiao)(xiao)率，且(qie)(qie)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)收(shou)法處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)后，VOCs廢(fei)(fei)氣中的(de)(de)水氣含量(liang)會提(ti)(ti)(ti)升，這(zhe)將有(you)(you)(you)利于(yu)后續光(guang)(guang)解/光(guang)(guang)催化(hua)(hua)或低溫(wen)等離(li)子體(ti)(ti)過(guo)程(cheng)產生(sheng)(sheng)較多的(de)(de)·OH，對(dui)(dui)(dui)(dui)凈(jing)(jing)化(hua)(hua)效(xiao)(xiao)率的(de)(de)提(ti)(ti)(ti)升有(you)(you)(you)積極(ji)作用(yong)，而(er)過(guo)多的(de)(de)水氣則會影響(xiang)紫外線的(de)(de)發射(she)效(xiao)(xiao)率和(he)低溫(wen)等離(li)子體(ti)(ti)的(de)(de)電離(li)效(xiao)(xiao)率，對(dui)(dui)(dui)(dui)凈(jing)(jing)化(hua)(hua)效(xiao)(xiao)率的(de)(de)提(ti)(ti)(ti)升有(you)(you)(you)負面作用(yong)，一(yi)(yi)般(ban)控制相對(dui)(dui)(dui)(dui)濕度<70%。吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)收(shou)+活(huo)性炭(tan)+低溫(wen)等離(li)子體(ti)(ti)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)和(he)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)收(shou)+生(sheng)(sheng)物濾池+低溫(wen)等離(li)子體(ti)(ti)+活(huo)性炭(tan)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)為多種工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)組(zu)合(he)(he)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)，實際(ji)凈(jing)(jing)化(hua)(hua)效(xiao)(xiao)率均(jun)較高(gao)(gao)，對(dui)(dui)(dui)(dui)臭(chou)氣濃(nong)度的(de)(de)凈(jing)(jing)化(hua)(hua)更為明顯。吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)濃(nong)縮+催化(hua)(hua)燃燒(熱(re)空氣脫附(fu)(fu))處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)、吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)濃(nong)縮+冷凝(ning)(蒸汽脫附(fu)(fu))處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)、吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)濃(nong)縮(轉輪)+蓄熱(re)式燃燒(熱(re)空氣脫附(fu)(fu))處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)分別(bie)為8，1，5套，凈(jing)(jing)化(hua)(hua)效(xiao)(xiao)率均(jun)>90%。這(zhe)些處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)(ji)均(jun)可穩定(ding)再生(sheng)(sheng)，對(dui)(dui)(dui)(dui)應(ying)的(de)(de)末端處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)也均(jun)為高(gao)(gao)效(xiao)(xiao)VOCs處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)，在(zai)運行費用(yong)上(shang)有(you)(you)(you)明顯優勢，相比(bi)于(yu)不可再生(sheng)(sheng)的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)，廢(fei)(fei)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)(ji)產生(sheng)(sheng)量(liang)降(jiang)低90%以(yi)上(shang)。光(guang)(guang)解/光(guang)(guang)催化(hua)(hua)+吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)和(he)低溫(wen)等離(li)子體(ti)(ti)+吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)分別(bie)為5，1套，凈(jing)(jing)化(hua)(hua)效(xiao)(xiao)率為一(yi)(yi)般(ban)或較高(gao)(gao)，此種工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)有(you)(you)(you)利于(yu)減(jian)少(shao)后端吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)(ji)的(de)(de)使用(yong)量(liang)，降(jiang)低O3二(er)次(ci)污染，同時(shi)保證(zheng)一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)凈(jing)(jing)化(hua)(hua)效(xiao)(xiao)率。冷凝(ning)+吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)2套，該工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)用(yong)于(yu)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)高(gao)(gao)濃(nong)度廢(fei)(fei)氣，同時(shi)保證(zheng)冷凝(ning)后的(de)(de)尾氣達標(biao)排(pai)放，凈(jing)(jing)化(hua)(hua)效(xiao)(xiao)率較高(gao)(gao)。另(ling)外，吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)+光(guang)(guang)解/光(guang)(guang)催化(hua)(hua)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)和(he)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)+吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)收(shou)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)分別(bie)有(you)(you)(you)2，1套，凈(jing)(jing)化(hua)(hua)效(xiao)(xiao)率均(jun)較高(gao)(gao)，但是對(dui)(dui)(dui)(dui)于(yu)降(jiang)低O3二(er)次(ci)污染或減(jian)少(shao)后端廢(fei)(fei)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)(ji)的(de)(de)產生(sheng)(sheng)量(liang)并無(wu)積極(ji)作用(yong)。
2.4 VOCs廢氣處理技術應用建議
由于企業規模、生產工藝、原輔材料、收集方式不同，導致VOCs廢氣成分各異，廢氣風量為102~105m3/h，VOCs濃度為1~103mg/m3。在選用VOCs廢氣處理技術時，應綜合考慮安全性、經濟性、穩定性、處理效率、運維難度等多種因素。結合本次長三角典型城市工業VOCs廢氣處理技術應用狀況的調查分析，提出如下建議:
1)預處(chu)理措(cuo)施(shi)對于(yu)整個處(chu)理系統的(de)穩(wen)定(ding)性起著(zhu)重要(yao)作用，應針對有(you)顆粒物(wu)存在的(de)VOCs廢氣設置有(you)效(xiao)的(de)預處(chu)理措(cuo)施(shi)，保證后(hou)續處(chu)理系統的(de)穩(wen)定(ding)運(yun)行。
2)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)法(fa)是應(ying)用最(zui)為(wei)廣泛(fan)的(de)廣譜VOCs處(chu)理(li)技術(shu)，可以應(ying)對(dui)不(bu)(bu)同成分(fen)、濃(nong)度(du)和風量的(de)VOCs廢氣(qi)處(chu)理(li)。針(zhen)對(dui)處(chu)理(li)負荷較大的(de)VOCs廢氣(qi)處(chu)理(li)，應(ying)選擇(ze)原(yuan)位再生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)方式對(dui)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)劑(ji)進行再生(sheng)(sheng)(sheng)，選擇(ze)熱空氣(qi)再生(sheng)(sheng)(sheng)時(shi)(shi)(shi)優先(xian)選擇(ze)沸(fei)石作為(wei)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)劑(ji)，其次(ci)(ci)是活性(xing)炭(tan)(tan)纖維、蜂窩炭(tan)(tan)和顆粒炭(tan)(tan)，采(cai)用顆粒炭(tan)(tan)時(shi)(shi)(shi)需要(yao)提(ti)供完備的(de)安全保障措施;選用蒸(zheng)汽脫(tuo)附(fu)時(shi)(shi)(shi)一般選用沸(fei)石和顆粒炭(tan)(tan)作為(wei)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)劑(ji)，脫(tuo)附(fu)時(shi)(shi)(shi)需要(yao)及時(shi)(shi)(shi)將VOCs由氣(qi)相變(bian)為(wei)液相，避免脫(tuo)附(fu)時(shi)(shi)(shi)廢氣(qi)超標和冷(leng)凝(ning)液的(de)二次(ci)(ci)揮(hui)發。針(zhen)對(dui)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)過程(cheng)容(rong)易(yi)發生(sheng)(sheng)(sheng)自燃的(de)環己酮等(deng)酮類VOCs處(chu)理(li)，應(ying)設(she)置有(you)(you)效的(de)前處(chu)理(li)措施，或采(cai)用沸(fei)石和硅藻土等(deng)無機(ji)不(bu)(bu)可燃材料;針(zhen)對(dui)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)過程(cheng)容(rong)易(yi)發生(sheng)(sheng)(sheng)團聚的(de)苯乙烯等(deng)VOCs處(chu)理(li)，應(ying)采(cai)用沸(fei)石作為(wei)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)劑(ji)，確保可以將聚合物安全徹底地脫(tuo)附(fu)。吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)裝置的(de)設(she)計應(ying)滿足(zu)HJ2026—2013《吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)法(fa)工(gong)業有(you)(you)機(ji)廢氣(qi)治理(li)工(gong)程(cheng)技術(shu)規(gui)范》[12]等(deng)技術(shu)規(gui)范的(de)相關要(yao)求，吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)溫度(du)應(ying)<40℃，廢氣(qi)中顆粒物含量不(bu)(bu)應(ying)>1mg/m3，應(ying)設(she)置合理(li)的(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)劑(ji)和氣(qi)體(ti)流速。
3)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)法(fa)是最為高效的(de)VOCs處理(li)技術，針對(dui)廢氣(qi)濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)較(jiao)低(di)(di)的(de)VOCs處理(li)，應優先考(kao)慮通過(guo)吸附方式(shi)對(dui)低(di)(di)濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)VOCs進(jin)行濃(nong)(nong)縮后再燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)。直接熱力燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)能耗(hao)相(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)較(jiao)高，但凈化(hua)(hua)(hua)(hua)更為徹底(di);催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)能耗(hao)相(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)較(jiao)低(di)(di)，但應重點關注含硫、硅(gui)和鹵素等容易使催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)中(zhong)(zhong)毒的(de)物質，優先選(xuan)用起燃(ran)(ran)(ran)(ran)溫(wen)度(du)(du)(du)較(jiao)低(di)(di)的(de)復合催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)。燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)裝(zhuang)置優先考(kao)慮選(xuan)擇蓄(xu)熱式(shi)，可以降低(di)(di)能源消耗(hao)。燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)裝(zhuang)置的(de)設計應滿足HJ2026—2013《蓄(xu)熱燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)法(fa)工業有(you)機(ji)廢氣(qi)治理(li)工程(cheng)技術規(gui)范(征求意見稿)》[13]和HJ2027—2013《催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)法(fa)工業有(you)機(ji)廢氣(qi)治理(li)工程(cheng)技術規(gui)范》[14]等技術規(gui)范的(de)相(xiang)(xiang)(xiang)關要(yao)求，蓄(xu)熱式(shi)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)裝(zhuang)置廢氣(qi)在裝(zhuang)置中(zhong)(zhong)的(de)停留時間一(yi)般(ban)≥0.75s，燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)溫(wen)度(du)(du)(du)一(yi)般(ban)≥760℃，面風速(su)不宜(yi)>2m/s;催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)裝(zhuang)置設計空速(su)宜(yi)為10000~40000h-1。
4)對(dui)于有(you)回收價值(zhi)且濃(nong)度(du)高風量(liang)低的(de)VOCs廢氣處理，優先(xian)考(kao)慮冷凝法，但冷凝后的(de)尾(wei)氣中VOCs濃(nong)度(du)仍相對(dui)較(jiao)高，應設(she)置有(you)效的(de)二次(ci)處理措施確(que)保達(da)標排放。
5)光解/光催化處理工藝和低溫等離子體處理工藝運行成本較低，但處理效率也低，可用于低濃度、高異味的廢水站和危廢倉庫VOCs廢氣處理。光催化工藝中的催化劑優先考慮蜂窩陶瓷負載的光催化劑，根據光催化劑的最佳光響應范圍來確定使用的光源，應控制反應區風速<2m/s，停留時間>0.5s;光解優先考慮使用185nm或者更短波長的紫外線，提高紫外線的能量;等離子放電形式優先考慮使用介質阻擋放電的低溫等離子體形式，應控制反應區風速<3m/s，停留時間>0.5s。同時，應重點關注光解/光催化處理工藝和低溫等離子體處理工藝的O3二次污染，應在裝置末端設置除O3催化劑，確保尾氣中O3達標排放。，
3 結論
調研長三角典型城市重點行業企業廢氣處理系統，得到如下結論:
調研長三角典型城市重點行業企業廢氣處理系統，得到如下結論:
1)吸附是目前(qian)工業(ye)VOCs廢(fei)氣(qi)處(chu)(chu)理最常用的工藝，凈化(hua)效率與進氣(qi)濃度、污染物組分、實際(ji)工況(kuang)和處(chu)(chu)理系統的設計密切相(xiang)關，整體來說(shuo)凈化(hua)效率相(xiang)對較高。吸附再(zai)生與末端處(chu)(chu)理技(ji)(ji)術如燃燒和冷凝(ning)結(jie)合時可以(yi)達到90%的凈化(hua)效率，同時廢(fei)吸附劑產生量降低90%以(yi)上，實現VOCs廢(fei)氣(qi)處(chu)(chu)理的資源化(hua)和能(neng)源化(hua)，是目前(qian)大風量、低濃度工業(ye)VOCs廢(fei)氣(qi)的主流處(chu)(chu)理技(ji)(ji)術之一。
2)吸(xi)(xi)附和燃燒處(chu)(chu)理(li)工(gong)藝針對VOCs的(de)處(chu)(chu)理(li)一(yi)般具(ju)有(you)廣譜性(xing)，吸(xi)(xi)收、冷凝、光解/光催化、低溫等(deng)離子體(ti)和生物法(fa)處(chu)(chu)理(li)工(gong)藝則具(ju)有(you)一(yi)定(ding)的(de)選(xuan)擇性(xing)和偏(pian)好性(xing)。
3)單(dan)一(yi)處理(li)技(ji)術(shu)占(zhan)比較(jiao)高，其中(zhong)吸(xi)收、光(guang)解/光(guang)催化和低溫等離子體處理(li)技(ji)術(shu)普遍存(cun)在(zai)低效的(de)問題。應(ying)根據廢氣(qi)實際(ji)情況(kuang)，選(xuan)擇合適的(de)處理(li)技(ji)術(shu)，優先考慮多種(zhong)技(ji)術(shu)的(de)組合。
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