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應整體考慮揮發性有機物處理工藝

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應整體考慮揮發性有機物處理工藝

發布日期:2018-08-02 作者: 點擊:


    目前,在國家各項政策的推動下,全國上下VOCs治理工作正在打一場人民戰争,這場戰争比之前的除塵、脫硫、脫硝都來得猛烈,所以我把它稱作是一場人民戰争。


    2013年9月,國務院發布《大氣污染防治行動計劃》,對VOCs的污染防治工作提出了一些具體的要求。2014年國家和地方都明顯加強了揮發性有機物污染防治政策法規和管理制度體系的制、修訂工作。與此同時,環境保護部先後發布了《大氣污染治理工程技術導則》(HJ2000-2010)、《吸附法工業有機廢氣治理工程技術規範》(HJ2026-2013)、《催化燃燒法工業有機廢氣治理工程技術規範》(HJ2027-2013)等一系列的導則和規範。自此,在國家衆多政策的指引下,更是掀起了揮發性有機物污染治理的高潮。VOCs治理形勢一片大好!而且已經取得了初步的勝利,有不少重污染地區的空氣質量已經明顯好轉,這是值得慶賀的。


    但是,我們應該看到,在目前的VOCs廢氣治理工作中還存在着不少問題,例如:近期有不少裝置出現了着火甚至爆炸的可怕現象,有不少治理工程出現了“胡子工程”、“半截子工程”,有的因采用不合理設計而造成能源的浪費;更有甚者,有的單位不注意設計原則,采用了落後的技術和工藝,從而給治理工程埋下了很多隐患。


     目前我國治理VOCs中存在的主要問題

    1、對VOCs治理對象的特點認識不足

    首先,不少單位對VOCs治理對象的複雜性認識不足,他們認為這和脫硫脫硝一樣,都是治理有害氣體嘛!但是,他們不了解:VOC種類繁多,它不像脫硫脫硝,其中的氣态污染物隻有SOx、NOx等幾種簡單的、而且大都是無機氣體;而VOCs有成百上千種物質,而且它們還常常是多種化合物混雜在一起,同時業主也不能夠準确地提供成分和濃度。比如,塗布行業和印刷行業排放的廢氣多具有這種特點。由于對處理對象的複雜性認識不足。于是就出現了“一劍包打天下”的現象,盲目認為:我的裝置很先進,可以處理任何VOCs氣體!因而,出現了不少“半截子”工程。


    其次是對VOCs的排放方式的複雜性缺乏思想準備。比如,對于化工、制藥等行業中普遍存在的反應釜、真空泵排氣,這些排氣大都是間歇性的,而且排氣的濃度和時間都沒有固定的規律可循。這也增加了VOCs處理的複雜性。


    其三,對處理VOCs工程的安全性缺乏足夠的重視。這一點我認為是極其危險的!我們必須明白,幾乎所有的VOCs都易燃易爆,都有它獨有的爆炸極限。處理不好,會存在很大的安全隐患!!


    2、治理工程缺乏理論知識的支撐

    有不少單位在治理上存在着盲目性,由于缺乏理論知識的學習,不了解治理方法的技術原理,因此,在遇到具體工程時不知從何下手。于是就出現了“人雲亦雲”的現象,尋找類似的工程案例,比葫蘆畫瓢進行設計、施工,給工程埋下了隐患,甚至在施工過程中都會出現問題。我們有時候會聽說,××工程發生了爆炸、××工程治理總也達不了标等。這些現象産生的原因,歸根結底是缺乏理論知識的學習。


    3、設計上缺乏對整體工藝系統的了解

    不少設計者隻注重主體處理裝置,而對整個處理工藝系統缺乏了解。主要表現在對國家現有發布的導則、技術規範不重視,不去認真研究和執行,往往憑經驗甚至憑感覺盲目進行設計。伱這樣設計能夠确保萬無一失嗎?


    4、盲目采用轉輪吸附工藝

    不少單位(包括客戶)一說處理有機廢氣馬上就想到:采用轉輪濃縮-催化燃燒,一下子不就解決問題了?他們根本不去研究轉輪的技術原理,好像覺得轉輪是一個處理有機廢氣的萬能設備。所以就出現了盲目采用轉輪吸附工藝,結果造成了運行費用很高、能源浪費的現象。


    對解決以上問題的建議

    1、應正确認識VOCs治理對象的特點

    首先,應充分了解處理對象中VOCs廢氣的成分和各自的性質。VOCs廢氣不同于脫硫、脫硝等工程,據不完全統計,目前在工業和日常生活中出現的、可對環境造成污染的VOCs高達上千種之多。對于一個處理工程,首先需要搞清該工程所要處理的廢氣中都含有哪些成分,這是最低的要求;然後要想處理這些有機物,還要一一搞清它們的物化特性,包括:它們的分子量、熔點、沸點、溶解性、可燃性、每種物質的爆炸極限、它們各自的特點(如吸附、脫附特性,導電性)等。其次還要搞清每種成分的濃度(含量),隻有搞清了這些問題,才能初步選擇處理工藝。 


    其次,應充分認識和了解VOCs治理工程中廢氣排放的特點,包括排放濃度、排氣溫度、排放方式(連續或間歇)、排氣壓力等以及它們随時間的變化規律,隻有搞清這些問題,才能針對具體情況,采取合适的處理措施。比如,安裝一個緩沖罐等。


    其三,必須搞清處理系統中各種物質的爆炸極限!這一點特别重要!!!這是保證裝置安全運行的必然條件!根據爆炸極限(尤其是對于混合氣體的爆炸極限——這些在工程技術規範中都有具體的計算方法),結合技術規範的規定去調整進入處理裝置的氣體濃度。隻有這樣,才能保證處理設施的安全運行。


    2、應加強理論知識的學習

    對于任何一種處理工藝,必須從技術原理上對它搞明白。為此,建議大家,應加強技術理論知識的學習。搞清伱為什麼采用這樣的工藝,隻有這樣,才能保證伱工程的質量。 


    3、應該全面了解一個處理工藝的全過程

    應該把一個VOCs處理系統,作為一個系統工程來處理!不能單獨隻注重主體處理裝置。


    對于一個處理系統,它包括“廢氣的預處理(處理後的廢氣要達到進入主體裝置的條件,這些條件在技術規範中都有詳細的規定)—主體裝置(包括吸收、吸附、催化等等)—達标排放”,這些隻是一個主系統,其它還應該包括:阻火器、風機的選型及安裝位置以及排氣筒等等,這些都必須結合工程實際進行設計。


    要了解設置阻火器的目的,主要是為了将處理系統與主生産系統實行嚴格的隔離,當任何一方發生着火時不應影響另一方。同時強調,阻火器必須采用正規廠家按照國家标準生産的産品,切不可自己随意制作。安裝風機的目的一方面是為克服整個系統的阻力,另一個問題是為了保證整個系統運行過程中呈現微負壓狀态,防止廢氣洩漏。根據這些原則,阻火器和風機應該怎麼布置不就清楚了?對排氣筒,規範中也都有具體的規定。


    其它還有更細緻的東西,如:氣體的收集、管道的布置、預處理的方法(比如顆粒物、水分油滴的清除、溫度和濃度的調節等),另外還有整體的設計原則等,這些内容有關技術資料和書籍上都有詳細介紹,希望大家能夠結合自己的經驗與理論結合起來,盡可能地完善整個工程設計。


    另外,對一些具體的細節也必須特别重視,如遇到要選擇防腐防爆風機,整個系統必須有可靠的接地(根據規範,保證合适的接地電阻),所有系統内盡可能地避免使用電動閥門,在電氣櫃内要貼防爆膜,輸送廢氣的管道必須采用不鏽鋼管道,在催化燃燒系統補充空氣時,一定注意空氣的潔淨度等等。這些細節都非常重要,否則就會帶來安全隐患!


    4、應該真正理解轉輪的技術原理

    對于轉輪,從結構上看,它仍然屬于固定床的範疇,它與普通固定床不同的是,把處理系統内所有的固定床都旋轉起來,無疑,這樣會增加能耗;把普通固定床用于氣流切換的閥門變成了與吸附單元硬摩擦的密封件,和旋轉的每個吸附單元進行接觸,以實現氣體的切換。無疑這也增加了設備加工的難度。因此,密封件,不少廠家都依賴進口。


    再從吸附的原理上來分析,它仍然是遵從經典的吸附理論,因此,它的運行程序仍然是吸附-脫附-冷卻-再吸附……


    實際上,轉輪并不是對所有的氣體都能夠處理。對一些不好處理的廢氣,比如:易聚合的烯烴炔烴組分,脫附時容易聚合堵塞,如苯乙烯、塗裝行業UV漆的聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯等等,都無能為力!因此,任何一個轉輪生産廠家都會向用戶提出所處理的廢氣成分和濃度,這才是問題的關鍵:轉輪廠家隻有拿到這些數據才能進行設計。據說在日本東洋紡,他們設計處理裝置的基礎,就是根據這些廢氣中各成分的物性數據,來選擇沸石分子篩的,然後再把适合處理廢氣成分的分子篩進行按比例搭配,制成轉輪的吸附層,這樣,它就能夠非常準确地适應伱所提供的廢氣的處理。這裡,實際上也就是一個制造加工精細化的問題。


    轉輪能夠對低濃度氣體濃縮到20~40倍。其實這也隻是個概念問題。如果伱的廢氣濃度高,比如1000mg/m3,那恐怕連10倍的濃縮比也達不到。其實說白了,轉輪對廢氣的濃縮能力是由它本身的吸附容量決定的。大家知道,分子篩的吸附容量要比活性炭差得多。如果我們把分子篩改成活性炭吸附劑,恐怕在同等條件下,它的濃縮比會成倍地提高。


    至于說,采用轉輪比較容易作到達标排放,而采用普通的吸附裝置,就很難作到達标。其實這完全沒有理解吸附原理。對任何一種吸附裝置,它都有個破點的問題,吸附時如果伱在距離破點還有較長的時間就提前切換,這樣還能夠超标嗎?所以,一般轉輪所設定的吸附時間肯定都會比達到破點的時間要短得多。因此它很容易作到達标排放。


    另外,不少轉輪的脫附采用了高溫(比如180~200℃)脫附,這樣不僅造成能源的浪費,也不利于有用資源的回收。即使伱為了與後續的催化燃燒相銜接,也沒有必要采用那麼高的溫度去脫附,伱可以采用低溫脫附後最脫附氣再加熱,這樣伱考慮一下,是不是就實現節能了?因為此時伱起碼省去了對整個吸附系統加熱的能量吧!


    由此可見,我們國内有些人熱衷于采用分子篩轉輪,主要是出于對轉輪的了解不夠深入。所以建議大家,在采用轉輪時,應該考慮它對伱的工程是否适應?有沒有更好的設計,以達到更好的既節能又有很好的處理效果。


    歡迎您來電和我們一起探讨voc廢氣治理各類治理技術,讓我們共同為促進我國的VOCs事業共同努力!


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