治理技术需求及面临挑战.pdf

<p><span id="_baidu_bookmark_start_0" style="display: none; line-height: 0px;">‍</span>VOCs治理技术需求和面临挑战治理技术需求和面临挑战 华南理工大学华南理工大学 2017.09 叶代启叶代启 1 VOCs治理任务需求 治理任务需求 2 排放特征与治理技术排放特征与治理技术 3 VOCs治理技术的选择治理技术的选择 4 发展趋势与面临挑战发展趋势与面临挑战 主要内容主要内容 n工业工业源 源 80%2%11%7%道路移动源 飞机、轮船、铁路 建筑机械 农业发动机/农业其他机械 n移移动动源 源 n生生活活源 源 36%37%11%16%生活日用品消费 生物质燃烧 农药使用 化石燃料燃烧 2015年我国人为源年我国人为源VOCs排放 排放 基准年总量基准年总量：三千万三千万吨左右 吨左右 治理任务与需求 治理任务与需求 18.13%9.81%13.36%58.70%VOCs的生产 储存、运输、销售 以VOCs为原料的生产加工 含VOCs产品的使用 削减任务削减任务：1373.19万万吨 吨“十三五”“十三五”规划纲要规划纲要 在重点区域、重点行业推进挥发性有机物排放总量控制，全国排放总量下降10%以上 1.1.十三五总量情十三五总量情景分析 景分析 l情景情景1 1：重点区域全面推重点区域全面推进减排进减排 l情景情景2 2：重点行业全面推重点行业全面推进减排进减排 l情景情景3 3：重点区域重点行重点区域重点行业推进减排 业推进减排 重点行业重点行业 减排效率潜力 减排效率潜力 减排效率目标 减排效率目标 削减任务（万吨削减任务（万吨）道路移动源 35%53.2%312.5 油品储运销 60%87.3%153.4 石油炼制 70%88.2%269.4 基础化学原料制造 65%93.2%33.8 涂料及类似产品制造 30%35.4%12.2 合成材料制造 55%81.3%52.7 胶黏剂生产 30%42.0%5.0 食品制造 15%22.8%13.9 日用品生产 20%20.4%0.1 化学药品原料药制造 40%57.6%24.7 家具制造 55%66.1%32.4 机械设备制造 50%70.6%145.3 集装箱制造 40%57.6%11.1 交通运输设备制造 55%64.2%52.1 电子制造业 30%42.4%27.0 印刷和包装印刷 60%84.8%102.1 皮革制造、制鞋 30%35.3%29.5 纺织印染 15%19.6%3.2 木材加工 40%64.7%38.0 焦炭生产 20%29.8%16.1 建筑装饰 15%20.0%49.9 仅在重点区域重点行业推进VOCs减排 l 重点区域各重点行业减排效率目标需:19.6%93.2%l 重点区域相对2015年削减率需达：29.9%49.5%l 综合分析，情景情景3实现“十三五”总量减排目标，任务艰巨任务艰巨，实现难度大实现难度大，情景情景3 3：重点区域重点行业全面推进 重点区域重点行业全面推进 1 VOCs治理任务需求 治理任务需求 2 排放特征与治理技术排放特征与治理技术 3 VOCs治理技术的选择治理技术的选择 4 发展趋势与面临挑战发展趋势与面临挑战 主要内容主要内容 2.1 VOCs排放特征分析 排放特征分析 标准标准 Standards 排放行业众多排放行业众多，各行业涵盖范围广各行业涵盖范围广（33个行业部门，86个细分行业，115个子排放源）石化行业 石化行业 储运行业 储运行业 有机化工 有机化工 包装印刷 包装印刷 涂料制造 涂料制造 橡胶制造 橡胶制造 纺织印染 纺织印染 皮革制造 皮革制造 汽车喷涂 汽车喷涂 轮船喷涂 轮船喷涂 集装箱喷涂 集装箱喷涂 家具制造 家具制造 制鞋行业 制鞋行业 电子行业 电子行业 污水处理 污水处理 2.排放特征与常用治理技术 排放特征与常用治理技术 2.1 VOCs排放特征分析 排放特征分析 排放条件差异大排放条件差异大，运行工况难把握运行工况难把握 废气的预处理（调温、调湿、调压和去除颗粒物）直接关乎到后续治理设备的净化效率和使用寿命。温度 温度 湿度 湿度 压力 压力 颗粒物 颗粒物 如一般喷涂过程中所排放的为常温气体，在化工、制药等行业所排放的往往为高温气体。如制药工业发酵尾气的相对湿度接近100%，高湿度对吸附、催化、等离子体等净化工艺都具有重要影响。石化和化工行业有时排放的是带有压力的废气。在涂装工艺中，漆雾颗粒物以气溶胶的形式存在，粘性高，去除困难，对后续的净化设备影响极大，少量漆雾都会对吸附净化设备造成重大的影响。2.排放特征与常用治理技术 排放特征与常用治理技术 2.1 VOCs排放特征分析 排放特征分析 标准标准 Standards 整治方案整治方案 Control SchemeControl Scheme 排放环节多而散排放环节多而散，无组织逸散普遍无组织逸散普遍（废气的集中收集是进行末端治理的前提）在一个生产企业中通常有多个生产工序同时在排放VOCs。如在石化企业、医化企业、喷涂行业等，一个厂区往往有几个到几十个排放点（口），无组织排放情况严重，统一进行收集和治理往往非常困难。10 1-油船；2-铁路油罐车；3-汽车油罐车；4-真空泵；5-储油；6-回空罐；7-高位油罐；8-汽车油罐车；9-加油站脏油罐；10-汽车油箱 以储运行业为例以储运行业为例：油气排放的油气排放的1010个节点 个节点 2.排放特征与常用治理技术 排放特征与常用治理技术 回收利用技术 销毁技术 VOCs末端治理技术 热力焚烧法 催化燃烧法 生物降解法 光催化降解法 等离子体技术 吸附法 吸收法 冷凝法 膜分离法 传统技术 新型技术 沸石转轮+热力焚烧燃烧 组合技术 沸石浓缩转轮+蓄热式燃烧 洗涤+高级氧化 滤筒除尘器+蓄热式燃烧技术.2.2 常用常用VOCs治理技术 治理技术 2.排放特征与常用治理技术 排放特征与常用治理技术 p原理 利用吸附剂与污染物质(VOCs)进行物理结合或化学反应并将污染成份去除 废气 干净气体 低压蒸汽 风机 冷凝器 废水 VOCs回收 吸附塔 活性碳床 活性碳床 p典行工艺 p适用范围 适用于：中低浓度的VOCs的净化 优点：去除效率高，易于自动化控制 缺点：不适用于高浓度、高温的有机废气，且吸附材料需定期更换 2.2 常用常用VOCs治理技术 治理技术 吸附技术吸附技术 吸附技术是最为经典和常用的有机废气净化技术吸附技术是最为经典和常用的有机废气净化技术，也是目前工业VOCs治也是目前工业VOCs治理的主流技术之一理的主流技术之一。2.排放特征与常用治理技术 排放特征与常用治理技术 p原理 由废气和洗涤液接触将VOCs从废气中移走，之后再用化学药剂将VOCs中和、氧化或其它化学反应破坏。填充式洗涤塔 p适用范围 适用于高水溶性VOCs，不适用于低浓度气体。技术成熟、可去除气态和颗粒物、投资成本低、占地空间小、传质效率高、对酸性气体高效去除 优点 缺点 有后续废水处理问题、颗粒物浓度高、会导致塔堵塞、维护费用高、可能冒白烟 2.2 常用常用VOCs治理技术 治理技术 吸收技术吸收技术 2.排放特征与常用治理技术 排放特征与常用治理技术 p原理 冷凝将废气降温至VOCs成份之露点以下，使之凝结为液态后加以回收之方法。p适用范围 多用于高浓度、单一组分有回收价值的VOCs的处理。冷凝法也经常搭配其它控制技术，例如:焚化、吸附、洗涤等作为前处理步骤 处理成本较高，故通常VOCs浓度 5000 ppm，方才适用冷凝处理，其效率介于50 85%之间；浓度 1%以上时，则回收效率可达90%以上 2.2 常用常用VOCs治理技术 治理技术 冷凝技术冷凝技术 2.排放特征与常用治理技术 排放特征与常用治理技术 p原理 用人工合成的膜分离VOCs物质。硅橡胶膜 多孔玻璃态高分子材料 分子筛膜 优点 优点 回收组分 回收组分 高效 高效 可集成其余技术 可集成其余技术 成本较高成本较高 膜污染 膜污染 膜的稳定性差 膜的稳定性差 通量小 通量小 缺点缺点 p适用范围 适用于高浓度VOCs，回收效率高于97%2.2 常用常用VOCs治理技术 治理技术 膜分离技术膜分离技术 2.排放特征与常用治理技术 排放特征与常用治理技术 p原理 利用微生物对废气中的污染物进行消化代谢，将污染物转化为无害的水、二氧化碳及其它无机盐类 0.0m1.0m5.0m0.85m進 氣排 氣活性污泥曝氣槽吸收塔循環幫浦進氣排氣鼓風機調濕塔低壓送風機(200 mmAq)廢氣生物濾床排氣處理系統排氣生物濾床(濾料厚5000 mg/m3)、溶剂种类单一具有高回收价值的VOCs，宜采用回收技术（如活性炭吸附）加以循环利用。p如单一溶剂油墨凹版印刷、软包装复合工艺排放的甲苯、乙酸乙酯溶剂废气。缺点：吸附回收效率不高，一般在70%左右 优点：可以回收大量溶剂，具有较好的经济效益，短期内（半年1年）可以回收治理成本。转轮浓缩转轮浓缩+RTO/RCO+RTO/RCO（优选优选）p适用于中、低浓度，大风量的VOCs排放特点的印刷行业有机废气处理。u吸附过程可以去除尾气中95%以上的污染物；u脱附的有机废气含量是浓缩前的10倍以上，使废气的工况更适合RTO/RCO条件；u燃烧后的热量可以循环用于转轮的热风脱附。转轮浓缩转轮浓缩+RTO+RTO 转轮浓缩转轮浓缩+RCO+RCO 3.VOCs治理技术的选择治理技术的选择 3.6 包装印刷行业治理技术的选择 包装印刷行业治理技术的选择 内容 内容 RCORCO装置 装置 RTORTO装置 装置 废气焚烧炉 废气焚烧炉 转轮吸附 转轮吸附 适用风量（Nm/h）05000 5000 10000 废气浓度 不限 不限 不限 100mg/Nm 其他杂志要求 不能含有油烟及导致催化媒中毒物质 不限 不限 不能含有粘性物质 适宜废气温度 350以下 不限 不限 35以下 适宜废气湿度 不限 不限 不限 85%以下 加热方法 电加热或燃烧加热 燃烧机 燃烧机 视配套的RTO或焚烧炉的加热方式而定 能耗 高 低 低 低 同样废气量下的投资额 小 中 大 很大 适用寿命 1年左右 可达10年 可达20年 可达10年 处理效果 一般 好 好 好 净化尾气排放温度 一般300以上 比入口废气温度升高约50 可达200以下 3.VOCs治理技术的选择治理技术的选择 3.7典型涂装行业治理技术的选择 典型涂装行业治理技术的选择 控制技术 控制技术 （工艺（工艺）单套装置适单套装置适用气体流量用气体流量范围 范围 （m3/h）适用适用VOCs浓度范围 浓度范围 (mg/m3)适宜废适宜废气温度气温度范围 范围 ()适宜处理废气 适宜处理废气 不适宜处理废气 不适宜处理废气 催化氧化 1000-100000 2000-8000 0 喷涂、化工等行业中高浓度有机废气的治理，废气中不含催化剂中毒物质 含催化剂中毒物质，或浓度太低，气量不稳定 吸附-蒸汽脱附-回收 10000-150000 1000-66250 0-45 印刷、化工等行业，中等浓度，废气成分较为单一 废气成分复杂，浓度太低或太高 生物过滤/滴滤 1000-100000 2000 10-45 污水处理、堆肥、化工、制药等行业中低浓度、含可生物降解VOCs废气 含不可生物降解VOCs或高浓VOCs废气 吸附-浓缩-催化氧化 10000-180000 100-2000 0-45 喷涂、印刷等行业，中低浓度有机废气的治理，废气中不含催化剂中毒物质（对RCO）。含催化剂中毒物质（对RCO）。有机废气浓度不宜过高 等离子体氧化 1000-60000 500 700)高活性低负载高活性低负载催化剂 -T90(200)-低Pt量(10倍倍AC)-改变共聚单体种类等-从已有的菌种库中优化组合降解菌 多级孔快速多级孔快速高容量高容量吸附材料-高度有序-多孔贯通，多位点 4.2.1 自主创新能力提升 自主创新能力提升 4.产业缺陷与发展趋势 产业缺陷与发展趋势 工艺集成与装备（工艺集成与装备（1）预处理技术 预处理技术 高效吸附技术 高效吸附技术 蓄热（催化蓄热（催化）燃烧技术 燃烧技术 等离子体催化技术 等离子体催化技术 生物技术 生物技术 吸附存储吸附存储 放电销毁 放电销毁 强化技术强化技术 装置小型化 装置小型化 高粘性高粘性颗粒物深度预处理 大直径小孔径大直径小孔径沸石转轮成型 高热回收率高热回收率 高处理效率 高处理效率 快速强化脱附 快速强化脱附 微波强化微波强化脱附 超声强化超声强化脱附 外场耦合催化燃烧 外场耦合催化燃烧 光光、电电、微波微波、等离子体等离子体等外场等外场 低温快速高效活化低温快速高效活化VOCsVOCs 4.2.1 自主创新能力提升 自主创新能力提升 4.产业缺陷与发展趋势 产业缺陷与发展趋势 工艺集成与装备（工艺集成与装备（2）分子筛吸附浓分子筛吸附浓缩缩-冷凝冷凝-精制 精制 吸附浓缩吸附浓缩-（催化（催化）燃燃烧 烧 毫克级排放毫克级排放组合技术 组合技术 PVA技术联合共沸共沸精馏 精馏 增强板式板式换热器 换热器 改进压缩工艺 吸附浓缩设备与（催化）燃烧设备优化匹配优化匹配 安全控制安全控制技术 器件设计器件设计和加工 系统安全系统安全控制技术 短程高效油短程高效油气回收技术 气回收技术 简化工艺流程简化工艺流程 节能节能、经济经济、占地少 占地少 快速高效回收快速高效回收 移动式吸附移动式吸附技术 技术 回收销毁双功回收销毁双功能能 可移动装备 可移动装备 4.2.2 基础配套能力加强 基础配套能力加强 4.产业缺陷与发展趋势 产业缺陷与发展趋势 配套材料 与零部件 分子筛吸附转轮用特种纸质或陶瓷纤维蜂窝体 有机气体分离膜材料 真空泵，低泄露提升阀 耐温密封材料，PID传感器 配套材料与零部件 配套材料与零部件 4.2.2 基础配套能力加强 基础配套能力加强 4.产业缺陷与发展趋势 产业缺陷与发展趋势 检验检测系统 检验检测系统 净化效率净化效率 阻力阻力 气密性气密性 噪声噪声 安全安全 腐蚀腐蚀 检验内容检验内容 检验方法检验方法 采样方法采样方法 温湿度温湿度、浓度浓度测定方法测定方法 破开压力破开压力 声光报警装置声光报警装置 绝缘电阻绝缘电阻 大修周期大修周期 性能测试平台性能测试平台 安全测试平台安全测试平台 环境适应性测环境适应性测试平台试平台 电磁兼容测试电磁兼容测试平台平台 工装工装 检验设备检验设备 检验规则检验规则 出厂检验出厂检验 型式检验型式检验 可靠性可靠性 一致性一致性 耐久性耐久性 安全性 安全性 4.2.4 产业结构合理优化 产业结构合理优化 4.产业缺陷与发展趋势 产业缺陷与发展趋势 高等院校 重点行业 材料材料、技术理论 技术理论 工艺工艺、技术技术、设备设备 开发 开发 环保企业 科研院所 治理需求 治理需求 环保产业环保产业升级 升级 全面提升技术装备水平 全面提升技术装备水平 重点行业重点行业产业升级 产业升级 低端控制技术淘汰低端控制技术淘汰、高端主流技术的壮大与品牌化高端主流技术的壮大与品牌化 产学研用结合产学研用结合，促进产业升级 促进产业升级</p>