和吸收法的技術(shù)成熟度最高,投資成本和運行成本較低,但VOCs的去除率差別大,效果不穩(wěn)定。等離子體法技術(shù)成熟度不高,電暈放電形式的等離子體法投資和運行成本較低,其他放電形式的等離子體法投資和運行成本較高,但在目前的應(yīng)用案例中總體去除效果不理想。燃燒法包括直接燃燒法和蓄熱式熱力焚燒法(RTO),VOCs去除率高,適合大部分中高濃度、低含氯的VOCs廢氣,但投資成本和運行成本高于其他處理方法。
在投資費用和運行費用中,+的多少代表費用的高低(1)吸收法。吸收法是利用VOCs組分在吸收劑中的溶解性差異對不同VOCs吸收分離的技術(shù)[8]。吸收法在化工園區(qū)內(nèi)使用率最高,主要原因是技術(shù)成熟、工藝流程簡單、投資運行費用低?;て髽I(yè)排放的VOCs廢氣中水溶性組分,采用水噴淋吸收法具有較好的處理效果;酸性、堿性組分則可利用酸堿中和原理,分別采用堿性、酸性的噴淋液吸收。
表2列舉了典型企業(yè)吸收法的相關(guān)指標。由于化工企業(yè)排放VOCs種類復(fù)雜,當單級吸收處理效率有限時,可采用多級吸收方式。在調(diào)研中發(fā)現(xiàn),吸收法使用時存在吸收液更換不及時等問題,會導(dǎo)致處理效率嚴重下降。因此,化工企業(yè)需要及時更換并妥善處理吸收液,如有回用價值,可對吸收液進行精餾處理。
(2)吸附法。吸附法是利用固體表面的不平衡的化學(xué)鍵力或分子引力,使VOCs其中的一種或多種組分濃縮于固體表面上, 以達到分離的目的。吸附法是目前處理VOCs最常見的方法,特別適用于處理中、低濃度、總排放量較少的VOCs ,技術(shù)成熟度高。吸附法設(shè)備簡單、投資小、操作方便,但廢吸附劑需要作為固廢單獨處理。高宗江等人實測了吸附法的處理效率不超過80%,并且保證吸附劑及時更換。
表3列舉了典型企業(yè)吸附法的相關(guān)指標。吸附法的投資成本和運行成本較吸收法有所增加。企業(yè)E和企業(yè)F的運行成本集中在購買吸附劑的費用。有些企業(yè)安裝了脫附再生裝置則可以降低運行成本(如企業(yè)G)。目前吸附法應(yīng)用存在的問題是吸附劑更換不及時。如果沒有適時更換或再生,吸附劑飽和后處理效率甚至可以降至零。
(3)燃燒法。燃燒法是目前應(yīng)用較為廣泛的VOCs治理技術(shù)之一。本次調(diào)研中涉及的燃燒法為直接燃燒和RTO?;て髽I(yè)排放的廢氣往往溫度較高,采用燃燒法可以利用這部分熱量。直接燃燒法工藝簡單、技術(shù)成熟度高,但能耗高、運行成本高,且不適于處理含氯有機廢氣,否則易產(chǎn)生C1,、COCl2,、NOX、多氯二苯呋喃等有毒副產(chǎn)物。RTO則通過蓄熱材料回收熱量,可以達到90%~95% 的熱回收率,運行費用降低。園區(qū)內(nèi)采用燃燒法的企業(yè)VOCs排放組分復(fù)雜,包含甲苯、二氯甲烷、二甲基亞砜、甲醇等十幾種,基本來自生產(chǎn)工藝(如精餾、反應(yīng)釜等)排放的廢氣。燃燒法的處理效率一般認為可達到95%以上 。
表4列舉了燃燒法的相關(guān)指標。直接燃燒法的投資成本低于RTO法,但運行成本高于RTO法。目前應(yīng)用的主要問題是燃燒法投資成本和運行成本均較高,且存在二嗯英污染隱患。
(4)等離子體法。低溫等離子體法利用高壓脈沖放電獲得高能電子、離子和自由基等活性粒子可與VOCs發(fā)生作用,將VOCs轉(zhuǎn)化為CO2、H2O等無害或低害物質(zhì),從而使廢氣得到凈化。有研究表明,等離子體容易打開C—S和S—H,對于臭味和苯系物的凈化均具有良好的效果。等離子體法適宜處理低濃度、大風(fēng)量的廢氣,但是實際應(yīng)用的處理效果一般不超過70%。表5列舉了等離子體法處理的相關(guān)指標。
等離子體處理設(shè)施對惡臭指標有一定的處理效果,但對VOCs凈化效率不高。目前等離子體處理在化工園區(qū)內(nèi)的應(yīng)用存在的問題是企業(yè)對于其作用機理研究不夠充分,還沒有形成規(guī)律性認識,很多企業(yè)只是在模仿這項技術(shù),并沒有真正掌握核心機理。
3 結(jié)束語
園區(qū)內(nèi)化工企業(yè)以溶劑消耗型企業(yè)為主,VOCs廢氣排放量大且濃度較高。廢氣成分復(fù)雜、種類繁多,廢氣排放與化工企業(yè)生產(chǎn)情況息息相關(guān),并伴有惡臭異味等,導(dǎo)致化工企業(yè)VOCs處理難度大。
園區(qū)內(nèi)VOCs排放治理技術(shù)覆蓋率為85%,以吸收法及其組合工藝為主,部分企業(yè)采用活性炭吸附、燃燒法、等離子體等技術(shù)。鑒于園區(qū)內(nèi)VOCs排放特征復(fù)雜,部分企業(yè)采用的治理技術(shù)去除效果一般。園區(qū)內(nèi)正推廣燃燒法等高效治理技術(shù),以提高vOCs處理效率。
園區(qū)內(nèi)VOCs排放治理技術(shù)在長期的應(yīng)用過程中存在不同程度的問題,主要有治理設(shè)施監(jiān)管不力、吸附劑或吸收液更換不及時等。因此園區(qū)內(nèi)企業(yè)應(yīng)提高處理設(shè)施運行管理水平,保證處理設(shè)施的正常運行。