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  • 优发娱乐平台之东莞市塑胶行业VOCs治理技术调研

    发布时间:2019-08-19 12:18:00 点击:

    优发国际娱乐优发娱乐平台专业生产厂家无锡泽川环境2019年8月19日讯  塑胶行业是东莞市VOCs排放的主要来源之一,选择合适的VOCs治理技术是塑胶行业面临的重要问题。基于调研数据和工程案例,分析了塑胶行业VOCs治理技术应用变化,研究了不同治理技术的经济性,以期为东莞市塑胶行业VOCs治理技术的选择和评估提供技术支持。


    引言


    挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,VOCs)是指在101.325Pa标准大气压下,任何沸点低于或等于250℃的有机化合物[1],常温状态下易挥发,包含非甲烷总烃等有机物。VOCs是光化学烟雾的主要前体物,也是导致臭氧污染的主要原因,而细粒子中的有机物的高含量也与大气VOCs有密切关系。VOCs种类繁多,包括酮、酚、酯、醛、醇醚等含氧有机物,含氮有机物,卤代烃等几百种物质[2]。VOCs是大气环境的主要污染物,不仅会危害周边居民的身体健康,还会促进城市光化学烟雾和霾的生成,影响区域大气环境质量。


    塑胶行业是东莞市VOCs排放的主要来源之一,占总排放量的28.6%。塑胶生产包括上游工艺、成型工艺和后处理工艺,在破碎、配料、干燥、塑化挤出(包括注塑、挤塑、吸塑、吹塑、滚塑、发泡等)、喷涂、烘干、印刷等生产环节中,由于工艺温度高,易产生VOCs气体。特别是在后处理工艺中,采用溶剂增亮、涂料涂饰、丝网及曲面印刷、手绘补漆、黏胶组装等方式对塑胶产品进行表面装饰、美化、抗老化及耐腐蚀的处理中,存在较大的VOCs排放。因此,必须配置废气收集和净化治理装置。


    目前,VOCs治理技术有回收技术和销毁技术。回收技术主要包括吸收法、吸附法、冷凝法[8]及膜分离[9]。销毁技术主要包括直接焚烧、蓄热式直接催化焚烧、催化燃烧、蓄热式催化燃烧、生物法、光催化氧化、等离子体破坏等。由于VOCs成分复杂,浓度、流量、成本等因素不同,每种VOCs治理技术都有其自身的优势和使用限制,如何选择合适的技术是VOCs治理工作必须面对的问题。


    本研究在大量数据调查统计和工程案例现场调研的基础上,对塑胶行业VOCs治理技术的应用情况变化和经济成本进行了分析,列举了某塑胶企业的工程实例,以期为东莞市塑料行业VOCs治理在技术选择上提供参考。


    1 数据调查和监测


    数据调查对象主要为东莞市VOCs排放量较大的塑胶行业企业。调查数据主要通过前期摸底排查、后期跟踪更新和典型案例现场调研三种方式实现。前期摸底排查以全市33个镇区生态环境分局为调查主力,分区逐一摸底排查,建立各镇区整治名录,最后汇总于本研究小组。后期跟踪更新是各生态环境分局根据整治名录,督促企业提升治理技术,定期查访、跟踪记录,上报数据和治理设施更新情况。典型案例现场调研是本研究小组根据最新的调查数据,选择有代表性的工程案例,到企业现场核实,调研企业的生产原辅料、规模、生产工艺、产品、VOCs处理技术的选择应用、治理设施运行工况、投入费用和运行成本等。


    监测数据主要通过企业提供的竣工监测报告、委托监测和现场监测方式获得,特别是典型工程案例多采用现场采样监测方式进行,以求数据的真实性、可靠性和对现场工况的实际反映。


    2 调研结果与讨论


    2.1 塑胶行业VOCs治理技术应用的变化


    调研涉及东莞市1974家塑胶企业,其中没有采取任何治理设施的企业477家,占24.2%;关闭、低VOCs或无VOCs产生的企业751家,占38.0%;有采用治理设施的企业746家,占37.8%。可见,东莞市经历了多年VOCs治理,塑胶行业已淘汰关闭了一批重污染企业,一些企业撤销了VOCs产生工序,更多企业有了采用低VOCs原辅材料或水性涂料的趋向,但部分无治理设施的企业仍是需加强整治的重点。


    本次研究主要讨论东莞市塑胶行业中已设置VOCs治理设施的企业。从图1可看出,治理前后均为活性炭吸附法的企业数量最多,同时企业已从单一的活性炭吸附技术向新兴技术、高治理效率技术和组合技术转变。UV光解+活性炭吸附是塑胶行业最受关注的VOCs治理技术,上升的幅度最大,达300多家。吸附法和UV+活性炭法两法合占塑胶行业的8成以上,其他治理技术虽逐渐增多,但应用的企业数量较少。根据企业现场的调研反馈,9家燃烧法中,有6家采用吸附浓缩+催化燃烧法,3家采用蓄热式焚烧法(优发娱乐平台),治理效率均达90%以上,都有较好的处理效果,是今后需重点推广的治理技术。


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    2.2 不同末端治理技术的经济性分析


    VOCs末端治理技术可分为传统技术、新兴技术和组合技术。传统技术包括吸附法、吸收法、冷凝法和膜分离法等。新兴技术有光催化氧化法和等离子体法等。组合技术有光催化氧化+活性炭吸附、等离子体+活性炭吸附和吸附浓缩+催化燃烧法等。各类末端治理工艺的特点不同,在进行特定VOCs废气治理方案的选择时,应从技术和经济性上考虑,结合废气的有机成分、含量、温度、压力、安全性和生产工艺的协同作用等方面综合评定,最终确定最佳的治理技术。本研究主要从经济性方面进行分析。


    根据调研数据和有关文献资料,归纳出不同VOCs治理技术的经济性参考指标(见下表)。UV光解法和等离子体法凭借低投入低运行费用优势迅速受到企业青睐。吸附回收法和冷凝回收法虽然投入低,但综合经济性不高,不推荐单独使用,建议联合使用以提高去除效率和增加经济性。吸附-催化燃烧、蓄热催化燃烧(RCO)和蓄热式焚烧(优发娱乐平台),虽然前期投入较大,但由于运行费用合理,治理效率稳定可靠,可择优考虑。


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    现场调查表明,企业在选择VOCs末端治理技术时,治理设施的经济性居首位。为此,有必要深入研究进气浓度与VOCs治理技术经济性的关系。从图2可看出,活性炭吸附法(曲线C、D)在浓度小于5mg/m3时,费用最省,超过10mg/m3时费用直线上升,因此,浓度在5mg/m3以内的采用此技术费用较低。带有热回收功能的优发娱乐平台和催化燃烧法(曲线A、B),相对费用较高,但在浓度高于100mg/m3后费用迅速减少,热回收抵消了昂贵的运行成本。因此,增加热回收利用可大幅削减运行成本,值得推荐。


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    2.3 分子筛吸附脱附-蓄热式催化燃烧RCO技术工程实例


    从方法原理与应用实例来看,以上所述的技术均有一定的治理效果,关键是治理设施的技术参数要符合设计要求,应与企业的工况匹配,后期的运行管理应规范合理。图3为东莞市某公司设计的VOCs治理工艺,产生的有机废气中,主要含甲苯、二甲苯、乙酯、丁酯、丁酮等,属于低浓度大风量类型,采用分子筛吸附脱附-蓄热式催化燃烧RCO技术,处理发泡造粒生产过程中低温聚合工段产生的有机废气,净化效率高达92%,有机废气得到有效去除。


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    研究表明,塑胶行业的废气主要包括含氧有机物、芒香烃、烷烃、卤代烃、烯烃和含氮有机物等237种VOCs物质。其中含氧有机物占50%以上,其次为由苯及苯系物、萘组成的芳香烃,后面排名分别为烷烃、卤代烃、烯烃和含氮有机物。塑胶表面涂装中的喷涂、烘干、印刷工艺废气应采用吸附-冷凝回收法和吸附-催化燃烧法或其他组合技术,VOCs废气净化效率应达到90%以上。据现场监测,结果如图4所示,芳香烃、含氧有机物、烷烃、卤代烃都得到了有效去除,效果显著。


    3 结论与建议


    (1)东莞市塑胶行业VOCs治理,大多采用撤销VOCs产生工序、更换低VOCs原辅料的措施,治理技术从单一的活性炭吸附技术向新兴技术、高治理效率技术和组合技术转变。


    (2)由于UV光解法和等离子体法具有成本优势, 应用案例不断增加, 东莞地区UV光解+活性炭吸附是塑胶行业最受关注的VOCs治理技术,但在后期运行监管方面,必须注意排放的稳定达标。建议企业关注吸附剂的饱和周期并及时落实更换,加强运行台账记录和管理,确保设施稳定运行。


    (3)经济性是企业选择VOCs治理技术首要考虑的因素,吸附-催化燃烧、RCO和优发娱乐平台法,虽投资成本较高,但治理效率高,运行稳定。建议有条件的企业增加热回收工艺,降低整体运行成本,达到费用合理、治理效果显著的目的。


    (4)在选择适宜治理工艺的前提下,后期规范合理的运行管理非常重要。建议每年定期对总排口及厂界开展监测,监测指标须包含臭气浓度和非甲烷总烃、废气处理设施监测进出口参数,并核算VOCs的去除率。