挥发性有机物(VOCs)治理技术课件

挥发性有机物(VOCs)治理技术2024/8/61挥发性有机物(VOCs)治理技术2023/8/191主要内容VOCs典型治理技术123VOCs污染现状45典型行业VOCs治理技术2024/8/62主要内容VOCs典型治理技术123VOCs污染现状45典型行VOCs根据沸点根据饱和蒸气压常压下沸点低于250有机化合物室温下（25）饱和蒸气压超过133.32Pa气态分子形态逸散到空气中有机化合物总挥发性有机物总挥发性有机物（TVOCsTVOCs）、极易挥发）、极易挥发性有机物（性有机物（VVOCVVOC）、挥）、挥发性有机物（发性有机物（VOCVOC）、）、半挥发性有机物半挥发性有机物（SVOCSVOC）烷烃、芳香烃类、烯烷烃、芳香烃类、烯烃类、卤烃类、酯类、烃类、卤烃类、酯类、醛类、酮类和其它化醛类、酮类和其它化合物等合物等8 8类。类。（一）VOCs污染现状挥发性有机化合物挥发性有机化合物挥发性有机化合物挥发性有机化合物 Volatile Organic Compounds Volatile Organic Compounds，简称，简称VOCsVOCs3VOCs根据沸点根据饱和蒸气压常压下室温下（25）总挥发性VOCs的环境危害性广州市灰霾天气现状一角q导致复合型污染；q诱发灰霾；q产生光化学烟雾；q污染室内空气；q影响动植物生长。u甲苯最高值为2509.17g/m3，超标约11.5倍uTVOC最高值为6032.88g/m3，超标约9倍 u深圳室内甲苯、二甲苯超标率分别为48.15和25.93%；u广州这两项污染物的超标率分别为20.69和13.79光化学烟雾广州日广州日VOCsVOCs浓度变化情况浓度变化情况2024/8/64VOCs的环境危害性广州市灰霾天气现状一角导致复合型污染；甲血液、神经系统、血液、神经系统、肝肾脏肝肾脏皮肤、眼睛皮肤、眼睛“三致三致”作用作用呼吸系统呼吸系统嗅觉、呼吸道、肺部 几乎全部VOCs；恶臭类，有机硫化物，含氯有机化合物，含氮有机化合物等致癌、致畸、致突变刺激性VOCsVOCs白血病，肝、肾功能衰竭杀虫剂、除草剂 醛类，烯，烷烃，苯系物，含氯有机化合物，有机卤化物等对人体的毒害作用醛类最为突出；有机硫化物，含氯有机化合物，含氮有机化合物等苯系物最为突出，烯，含氯有机化合物，含氮有机化合物等5血液、神经系统、肝肾脏皮肤、眼睛“三致”作用呼吸系统嗅觉、6n2012年我国VOCsVOCs排放总量惊人排放总量惊人，工业源排放量约为2088.72088.7万吨万吨n重点区域VOCs污染排放高度集中 1990-2010 1990-2010年年VOCsVOCs排放量排放量n1990-2012年，我国VOCs排放量逐年增长逐年增长，工业源工业源VOCsVOCs排放量增幅大排放量增幅大。VOCs污染排放负荷大辽中京津冀山东半岛长三角珠三角成渝武汉长株潭海西乌鲁木齐甘肃兰白关中晋北62012年我国VOCs排放总量惊人，工业源排放量约为208回收利用技术销毁技术VOCs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冷凝法吸收法吸附法膜分离法传统技术新型技术（二）常用VOCs治理技术沸石转轮+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.7回收利用技术销毁技术VOCs治理技术热力焚烧法冷凝法传统技术吸附技术吸附技术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VOC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 8吸附技术原理废气干净气体低压蒸汽风机冷凝器废水VOC回收吸附吸收技术吸收技术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9吸收技术原理填充式洗涤塔适用范围技术成熟、可去除气态和颗粒物冷凝技术冷凝技术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10冷凝技术原理适用范围冷凝法也经常搭配其它控制技术，例如:焚化膜分离技术膜分离技术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p优点优点回收组回收组分分高效高效可集成可集成其余技术其余技术成本较高成本较高膜污染膜污染膜的稳定性膜的稳定性差差通量小通量小p缺点缺点p适用范围 适用于高浓度VOCs，回收效率高于97%11膜分离技术原理硅橡胶膜多孔玻璃态高分子材料分子筛膜优点回收组生物降解技术生物降解技术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生物滤床法生物洗涤塔p适用范围 以微生物可分解物质为主，污染物为微生物的食物来源，可以生物处理的污染物包括：碳氢氧组成的各类有机物、简单有机硫化物、有机氮化物、硫化氢及氨气等无机类等能耗低、费用低氧化完全能耗低能量利用率光催化剂失活可见光p优点p缺点12生物降解技术原理生物滤床法生物洗涤塔适用范围能耗低、费用低能等离子体技术等离子体技术p原理 等离子体场富集大量活性物种，如离子、电子、激发态的原子、分子及自由基等；活性物种将污染物分子离解小分子物质 活性活性物种和臭氧，物种和臭氧，触发催化剂，触发催化剂，降低活化能。降低活化能。催化剂选择催化剂选择性地与等离性地与等离子体子体 产生产生的产物再的产物再 反应反应CatalystPollutantCO2H2OEnergyActive speciesp适用范围 适用于低浓度VOCs，室内空气净化实现VOCs低温去除适用于低浓度、大风量的VOCs处理效率高，能耗低净化并清新空气p特点13等离子体技术原理 活性物种和臭氧，触发催化剂，降低活光催化技术光催化技术p原理 光催化剂纳米粒子在一定波长的光线照射下受激生产电子空穴对，空穴分解催化剂表面吸附的水产生氢氧自由基，电子使其周围的氧还原成活性离子氧，从而具备极强的氧化还原能力，将光催化剂表面的各种污染物摧毁条件温和，常温常压设备简单、维护方便减少甚至无二次污染占地面积大气候影响大工况变化影响大p优点p缺点14光催化技术原理条件温和，常温常压占地面积大优点缺点14沸石转轮沸石转轮+热力焚烧技术热力焚烧技术组合一沸石转轮沸石转轮+蓄热式燃烧蓄热式燃烧组合二组合技术（一）组合技术（一）15沸石转轮+热力焚烧技术组合一沸石转轮+蓄热式燃烧组合二组合技废气达标排放冷凝冷凝+吸附技术吸附技术组合三：组合四：吸附吸附+蓄热催化燃烧技术蓄热催化燃烧技术组合技术（二）组合技术（二）废气达标排放16废气达标排放冷凝+吸附技术组合三：组合四：吸附+蓄热催化燃烧滤筒除尘滤筒除尘+蓄热催化燃蓄热催化燃烧烧组合五吸附吸附+高级氧化高级氧化组合六废气入口净化后排气组合技术（三）组合技术（三）17滤筒除尘+蓄热催化燃烧组合五吸附+高级氧化组合六废气入口净化各种VOCs治理技术适用范围比较应根据废气的浓度、流量、去除效率等选取适用的治理技术应根据废气的浓度、流量、去除效率等选取适用的治理技术18各种VOCs治理技术适用范围比较应根据废气的浓度、流量、去除A A A A热力焚烧热力焚烧热力焚烧热力焚烧/热回收热回收热回收热回收B B B B催化燃烧催化燃烧催化燃烧催化燃烧 /热回收热回收热回收热回收C C C C活性碳吸附活性碳吸附活性碳吸附活性碳吸附(不再生不再生不再生不再生)D D D D活性碳吸附活性碳吸附活性碳吸附活性碳吸附(再生再生再生再生)E E E E沸石浓缩转轮沸石浓缩转轮沸石浓缩转轮沸石浓缩转轮F F F F蓄热催化燃烧蓄热催化燃烧蓄热催化燃烧蓄热催化燃烧G G G G生物法生物法生物法生物法相对相对费用费用进气有机物浓度进气有机物浓度(mg(mg碳碳/m/m3 3)相对费用评估（以流量10000m3/h为评估标准）同时考虑设备成本、运行成本、维护成本等同时考虑设备成本、运行成本、维护成本等19A热力焚烧/热回收相对费用进气有机物浓度(mg碳/m3)石化行业石化行业石化行业石化行业工艺过程排放环节延迟焦化加热炉、焦炭塔及接触冷却塔催化裂解管式裂解炉、急冷锅炉二步法湿纺原料、聚合、纺丝天然气制合成氨造气、转化工段、尾气、锅炉烟气nVOCsVOCs排放环节排放环节（三）重点行业排放特征及治理技术成分复杂成分复杂（多包含烷烃、烯烃硫醇、硫醚、多环芳烃等）难处理难处理（传统的吸附、吸收、燃烧等技术难以达到满意的去除效果）排放量大排放量大（2010年，石化行业VOCs排放量全国第一）n石化行业石化行业VOCsVOCs特征特征20石化行业工艺过程排放环节延迟焦化加热炉、焦炭塔及接触冷却塔催储罐等排气的回收恶臭异味的销毁直接燃烧法吸附+催化燃烧法等离子体+催化剂生物降解法压缩+吸附法冷凝+吸收法吸收+冷凝法n石化行业石化行业VOCsVOCs治理技术治理技术（三）重点行业排放特征及治理技术LDARLDAR技术（气体泄漏与检测技术）技术（气体泄漏与检测技术）研究表明，石化行业 VOCs 排放总量中，管线组件和储罐的泄漏排放约占76%据EPA评估报道，石化企业实施LDAR技术后VOCs排放量可降低 56%确定检测设备定义泄露标准检测组件泄露状况进行组件修复记录并报告数据蓄热式催化燃烧分子筛吸附21储罐等排气的回收恶臭异味的销毁直接燃烧法压缩+吸附法石化行业家具制造与汽车制造表面涂装行业家具制造与汽车制造表面涂装行业（三）重点行业排放特征及治理技术n家具行业家具行业VOCsVOCs排放特征排放特征VOCs排放途径储运过程排放调漆过程排放清洗过程排放喷涂、干燥过程排放VOCsVOCs排放途径排放途径 主要是乙酸丁酯、乙苯、间对二甲苯等VOCsVOCs类别类别22家具制造与汽车制造表面涂装行业（三）重点行业排放特征及治理技在中涂和面漆喷漆过程中，大约80-90%的VOCs是在喷漆室和流平室排放，20-10%的VOCs随车身涂膜在烘干室中排放。汽车涂装产生的有机废气的特点是：大风量，中低浓度。n汽车制造表面涂装行业汽车制造表面涂装行业VOCsVOCs排放特征排放特征汽车涂装汽车涂装VOCsVOCs排放及组成示意图排放及组成示意图（三）重点行业排放特征及治理技术23在中涂和面漆喷漆过程中，大约80-90%的VOCs是在喷漆室n适用的适用的VOCsVOCs治理技术治理技术源头控制1u使用环保型涂料：高固体分涂料、水性涂料、粉末涂料u提高涂着效率（TE）2u实现密闭式作业u采用冷凝、冷冻回收高浓度有机废气u采用干式漆雾捕集装置，排风循环再利用废气收集与回收3u沸石转轮+直燃式燃烧u活性炭纤维吸附+催化燃烧u洗涤高级氧化末端治理方面（三）重点行业排放特征及治理技术24适用的VOCs治理技术源头控制1使用环保型涂料：2废气收集与 包装印刷业包装印刷业包装印刷业包装印刷业nVOCsVOCs排放特征排放特征工艺过程VOCs排放环节原材料存放油墨、溶剂等存放过程成像显影剂、定色剂等使用过程制版使用显影剂可能会释放出乙醇印刷润版液、油墨的使用、加热烘干过程印后加工粘胶剂的使用；覆膜过程中使用甲苯、天那水等；油性上光材料使用甲苯等稀释剂清洁过程清洁印版上的油墨、粘胶剂等使用过程添加的有机溶剂废弃物存放和处置过程废弃油墨、容器的处置过程挥发VOCs包装印刷业的包装印刷业的VOCsVOCs排放环节排放环节n主要的主要的VOCsVOCs污染污染物物苯系物：苯、甲苯、二甲苯醇类：甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、丁醇、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚酯类：乙酸乙酯、乙酸正丙酯、正丙酯、乙酸丁酯酮类：丙酮、丁酮、甲基异丁基酮等（三）重点行业排放特征及治理技术25 包装印刷业VOCs排放特征工艺过程VOCs排放环节原材料存p 对于包装印刷过程所排放的高浓度(5000 mg/m3)或具有高回收价值的VOCs，宜采用回收技术（如活性炭吸附）加以循环利用。活性炭吸附净化处理流程图活性炭吸附净化处理流程图u优点：可以回收大量溶剂，经济效益好u缺点：吸附回收效率不高，一般在70%左右（三）重点行业排放特征及治理技术n可控制技术可控制技术吸附回收法26 对于包装印刷过程所排放的高浓度(5000 mg/m3)p对于中等浓度或低浓度(1000mg/m3)的VOCs，可采用销毁技术将其降解，如 蓄热催化燃烧技术，去除效率可达99%。蓄热催化工艺流程图蓄热催化工艺流程图蓄热催化燃烧法：（三）重点行业排放特征及治理技术27对于中等浓度或低浓度(1000mg/m3)的VOCs，可采p 原理是把有机废气加热到760摄氏度以上，使废气中的VOC在氧化 分解成二氧化碳和水，效率高、低运转费用、自动化程度高。蓄热热力焚烧法：（三）重点行业排放特征及治理技术28 原理是把有机废气加热到760摄氏度以上，使废气中的VO塑料制品助剂的添加和塑料单体的加工过程中挥发VOCs；制革厂涂饰工段的涂饰操作过程排放VOCs；人造革、合成革在表面处理过程中会挥发出VOCs废气。nVOCsVOCs类别类别主要有卤代烃、氯苯类、芳香烃类、酯类、酰胺类和酮类等合成材料行业合成材料行业合成材料行业合成材料行业（三）重点行业排放特征及治理技术nVOCsVOCs来源来源 29VOCs类别主要有卤代烃、氯苯类、芳香烃类、酯类、酰胺类和酮 u蓄热催化燃烧技术u吸附分离技术u对于排放的高浓度、低风量废气，采用吸附-催化燃烧组合技术处理效果更好 吸附吸附催化燃烧组合技术工艺流程催化燃烧组合技术工艺流程（三）重点行业排放特征及治理技术n可行控制技术介绍可行控制技术介绍30 吸附催化燃烧组合技术工艺流程（三）重点行业排放特征油品储运油品储运油品储运油品储运油油井井原原油油油油田田原原油油罐罐 炼炼油油厂厂 原原油油罐罐 炼炼油厂油厂成成品品油罐油罐用用户户油油罐罐原油原油管道管道水路（油轮）水路（油轮）陆路（火车、汽车）陆路（火车、汽车）管道管道加工出加工出的石油的石油 水路（油轮）水路（油轮）陆路（火车、汽车）陆路（火车、汽车）管道管道n油品储运过程油品储运过程n排放环节排放环节 油库储存系统：储油罐的收发油作业、油罐的静置呼吸、铁路罐车(或水运)卸油、油罐汽车装油等环节的油品蒸发损耗加油站储存系统：油罐汽车向地埋油罐卸油、地埋油罐的呼吸成品油运输过程：散发油气的重要环节（三）重点行业排放特征及治理技术中中间间罐罐倒罐倒罐31油品储运油井油田原油罐 炼油厂 炼油厂用户原油水路（油轮）n储运过程储运过程VOCsVOCs排放控制排放控制储罐着眼点运输装卸减少VOCs排放收发作业呼吸作用地下存储降低温度集中配送油气蒸发跑冒漏事故排放强化管理过程控制回收利用集中处理（三）重点行业排放特征及治理技术加油站油气回收加油站油气回收根据国家环保总局加油站大气污染物排放标准（GB20952-2007）规定处理装置的油气排放浓度应小于等于25g/m3加油站油气回收系统油气导向图32储运过程VOCs排放控制储罐着眼点运输装卸减少VOCs排放收l吸附法l吸附-脱附-冷凝回收技术l蓄热催化燃烧技术主要为苯系物，烯烃类，醛类，酯类等原料准备、塑料的制造、塑料制品的制造过程可行控制技术可行控制技术VOCVOCs s排放环节排放环节VOCVOCs s类别类别塑料制品行业塑料制品行业塑料制品行业塑料制品行业（三）重点行业排放特征及治理技术33吸附法主要为苯系物，烯烃类，醛类，酯类等原料准备、塑料的制造化学原料药行业化学原料药行业nVOCsVOCs排放特征排放特征1.1.VOCsVOCs排放途径排放途径2.2.VOCsVOCs类别类别 主要是酚类、醛类、苯类以及烷烃、烯烃类等生产过程储运过程 离心结晶、真空泵出口以及干燥箱排气等溶剂的储存、运输等过程产生的无组织逸散（三）重点行业排放特征及治理技术34化学原料药行业VOCs排放特征VOCs排放途径VOCs类别生n可行性控制技术可行性控制技术回收回收末端治理末端治理源头控制源头控制 将无组织排放的废气有组织化，进行密闭式加料和密闭式生产。对高浓度的有机废气进行冷冻或冷凝处理，回收利用。对于低浓度的有机废气，采用吸附催化燃烧或者蓄热催化燃烧销毁。（三）重点行业排放特征及治理技术35可行性控制技术回收末端治理源头控制 将无组织排放的废VOCVOCs s排放环节及种类排放环节及种类可行控制技术可行控制技术可行控制技术可行控制技术1.投料阶段2.反应釜反应过程3.真空泵间断排气产污环节产污环节 1.芳香烃类 2.醇类 3.酮类 4.酯类VOCVOCs s种类种类胶黏剂生产行业胶黏剂生产行业胶黏剂生产行业胶黏剂生产行业（三）重点行业排放特征及治理技术高浓度：冷凝+吸附+催化燃烧中低浓度大风量：1、吸附-水蒸汽再生-溶剂回收2、吸附-热再生-催化燃烧36VOCs排放环节及种类可行控制技术1.投料阶段产污环节 1制鞋行业制鞋行业 中国是最大的产鞋国和出口国，制鞋过程中使用 的大量的鞋用胶粘剂，含有大量的 VOCs，极易挥发到空气中，造成重大环境污染。制鞋工制鞋工艺流程艺流程图图n VOCs VOCs的排放特征分析的排放特征分析贴底成型：通过粘胶剂将鞋面和鞋底结合储运过程中原辅材料的挥发VOCs的主要来源（三）重点行业排放特征及治理技术37制鞋行业 中国是最大的产鞋国和出口国，制鞋过程中使用主要VOCs的种类和质量浓度 制鞋行业排放的 VOCs主要为:丁酮、乙酸乙酯、丙酮、甲苯，约占80%90%（三）重点行业排放特征及治理技术废气特点u空气流通性强u不易完全控制u排放源较为分散但又重点突出38主要VOCs的种类和质量浓度 制鞋行业排放的 VOCs（三）重点行业排放特征及治理技术n 可行性控制技术可行性控制技术 使用低挥发性溶剂和粘胶原料，从源头控制有机废气的排放源头控制源头控制 对每一个排放源进行收集，将无组织排放废气有组织化废气收集废气收集采取吸附、催化焚烧等技术对低浓度废气进行处理末端治理末端治理39（三）重点行业排放特征及治理技术 可行性控制技术 使用低40谢谢！40