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吉豐簡述揮發(fā)性有機物VOCS治理四大新技術(shù)
揮發(fā)性有機物(VOCs)是形成臭氧和PM2.5細顆粒物污染的重要前體物,中國VOCs排放量仍呈增長趨勢,數(shù)據(jù)顯示中國VOCs排放量超過了2000萬噸/年。
政策層面的強化使VOCs污染防治成為眾多企業(yè)環(huán)保工作重點任務之一,其中化工行業(yè)VOCs治理又是重中之重。幸運的是,近年來發(fā)展起來的新技術(shù)為化工行業(yè)VOCs治理提供了莫大助力。這些新技術(shù)包括泄漏檢測與修復(LDAR)技術(shù)、等離子體技術(shù)、生物技術(shù)和光催化等技術(shù)。
化工企業(yè)中VOCs的產(chǎn)生主要有兩種形式:
一是生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的廢氣排放,排放氣體中的污染物與化工生產(chǎn)工藝過程和工序工況條件有關(guān),種類多且性質(zhì)差異較大,這種排放有組織性,排放量可以估算。
二是通過其他環(huán)節(jié)揮發(fā)產(chǎn)生,產(chǎn)生的VOCs由于具有很強的擴散性和反應活性,能夠在一定條件下經(jīng)過各種復雜的化學反應發(fā)生轉(zhuǎn)化,該類形式產(chǎn)生的VOCs的排放量無法準確估計,產(chǎn)生源的分析也存在困難。
化工行業(yè)VOCs治理四大新技術(shù)
當下對VOCs的治理方法可分為兩類,一類是回收技術(shù),另一類是銷毀技術(shù)。
回收技術(shù)的核心思想是先將化工企業(yè)中產(chǎn)生的VOCs進行吸收、過濾和分離,其次進行提純等處理,zui后展開資源化循環(huán)利用,傳統(tǒng)的回收技術(shù)包括:吸收技術(shù)、吸附技術(shù)和膜分離技術(shù)等。
銷毀技術(shù)則是通過不同的化學反應,將VOCs轉(zhuǎn)化為其他無毒無害物質(zhì)排出,達到減排的目的。傳統(tǒng)的銷毀技術(shù)主要指燃燒技術(shù)。近年來發(fā)展起來的新技術(shù)包括泄漏檢測與修復(LDAR)技術(shù)、等離子體技術(shù)、生物技術(shù)和光催化等技術(shù)。
泄漏檢測與修復技術(shù)
泄漏檢測與修復(LDAR)技術(shù)可用于化工企業(yè)中VOCs的無組織排放的治理中,該技術(shù)是在常溫下實行,采用固定或者移動檢測設備(包括光離子化、非分散紅外等)對化工企業(yè)生產(chǎn)中可能會產(chǎn)生VOCs泄露的設備或空間源進行定期監(jiān)測,來確認是否存在發(fā)生泄露的設備,zui后通過修復超過超出一定濃度的泄露處,從而達到控制原料泄露對環(huán)境造成的影響。
展開LDAR技術(shù)的流程包括:
確定需求分析,進行方案的編制,確定允許泄露值和泄露檢測頻率;
展開定量和定性檢測;
展開對泄露點的修復及修復后檢測,并進行zui后的評估。
低溫等離子體技術(shù)
低溫等離子體技術(shù)是近年來發(fā)展起來的另一種VOCs治理新技術(shù)。低溫等離子體技術(shù)治理VOCs的主要原理是在較高的電場強度下,利用介質(zhì)放電產(chǎn)生的等離子體以快的速度反復轟擊廢氣中的氣體分子,去激活、電離和裂解廢氣中的各種成分,破壞VOCs分子的結(jié)構(gòu)。通過氧化等一系列復雜的化學反應,使復雜大分子污染物轉(zhuǎn)變?yōu)橐恍┬》肿拥陌踩镔|(zhì),如CO2、H2O、CO和NO2;或使有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒無害或低毒低害物質(zhì)。
低溫等離子體技術(shù)動力消耗低,裝置簡單,易于操作,占地面積小,使用方便,近年來得到迅速發(fā)展。
催化氧化技術(shù)
催化氧化技術(shù)的工作原理是VOCs在250——450℃溫度的環(huán)境和相關(guān)催化劑的條件下,發(fā)生氧化反應,生成二氧化碳和水,從而達到處理VOCs的目的。
光催化技術(shù)是指在光照在半導體的條件下,當光子能量高過催化劑的吸收閾值時,半導體的價帶電子能夠從價帶躍遷到導帶,產(chǎn)生光生電子和空穴,繼而空氣中的納米顆粒物表面形成超氧負離子,zui后和催化劑表面形成的羥基自由基將揮發(fā)性有機物轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水無毒無害物質(zhì)。
生物處理技術(shù)
生物處理技術(shù)zui早是應用于廢氣脫臭,而隨著對VOCs治理技術(shù)研究的不斷深入,該技術(shù)逐步被應用于揮發(fā)性有機污染物的治理領(lǐng)域。
生物處理技術(shù)的原理是將化工企業(yè)中產(chǎn)生廢氣流經(jīng)帶有液體吸收劑的吸收裝置,該裝置中培養(yǎng)有經(jīng)過馴化的特種微生物,該種微生物可將廢氣分解代謝,從而達到廢氣治理的目的。
生物處理技術(shù)按照工藝科分為生物洗滌技術(shù)、生物過濾技術(shù)和生物滴濾技術(shù)等,其對應的處理裝置分別為生物洗滌塔、生物過濾池和生物滴濾塔等。
治理技術(shù)的選擇要靈活
不同化工企業(yè)中VOCs組成成分、濃度和氣體流量均不同,因此在處理技術(shù)的選擇上需靈活運用。而且化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的VOCs均以混合物的形式排放,由此采用組合治理技術(shù),既能實現(xiàn)污染物的達標排放,同時降低了污染治理的費用。
光催化氧化技術(shù)是空間內(nèi)揮發(fā)性有機污染物凈化zui受關(guān)注的技術(shù),其可在室溫的條件下利用紫外光降解有機污染物,將其轉(zhuǎn)化為無危害的二氧化碳和水。
等離子體技術(shù)則可以和催化相結(jié)合,能夠大大提高VOCs的脫除效率,以及能量效率,是新型的VOCs無害化處理技術(shù)。
生物處理技術(shù)則zui有希望代替燃燒法和吸附法廢氣處理技術(shù)。