VOCs的排放特征及控制對策分析

游太宇

摘 要：近年來，我國工業(yè)生產(chǎn)快速發(fā)展，推動了經(jīng)濟(jì)社會的穩(wěn)定進(jìn)步，而生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）也對生態(tài)環(huán)境造成了一定破壞。筆者結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，以廣西某彩印包裝公司為例，深入分析該公司在VOCs排放控制方面的經(jīng)驗(yàn)，以供參考。

關(guān)鍵詞：VOCs;排放特征;有機(jī)污染物;控制對策

中圖分類號：X796 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2021）32-0148-03

Analysis of VOCs Emission Characteristics and Control Countermeasures

YOU Taiyu

（Guangxi Zhongyan Industry Co.， Ltd.， Nanning Guangxi 530001）

Abstract： In recent years， the rapid development of industrial production in China has promoted the stable progress of the economy and society， and the volatile organic compounds （VOCs） produced in the production process have also caused certain damage to the ecological environment. Combining years of work experience， the author takes a color printing and packaging company in Guangxi as an example to analyze the company's experience in VOCs emission control for reference.

Keywords： VOCs;emission characteristics;organic pollutants;control countermeasures

工業(yè)固定源是揮發(fā)性有機(jī)化合物（Volatile Organic Compounds，VOCs）的主要排放來源之一，主要排放途徑有家具生產(chǎn)、石油煉制、交通設(shè)備制造、工業(yè)生產(chǎn)、電子產(chǎn)品制造、機(jī)械制造和包裝印刷等[1]。在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，此類固定源會不斷產(chǎn)生VOCs，其中含有一些有毒有害氣體，危及生產(chǎn)人員的身體健康[2]。為滿足高品質(zhì)印刷包裝需求，某彩印包裝公司擬投資22 070萬元在廣西壯族自治區(qū)南寧市高新區(qū)工業(yè)園建設(shè)彩印包裝生產(chǎn)基地，年產(chǎn)13萬箱煙用配套煙標(biāo)。印刷業(yè)是我國工業(yè)源VOCs產(chǎn)排的主要行業(yè)之一，2019年我國印刷業(yè)總產(chǎn)值約為1.1萬億元，VOCs排放量為110～130萬t。因此，解決印刷業(yè)VOCs排放問題已迫在眉睫。

1 項(xiàng)目VOCs廢氣源參數(shù)和污染物分布

本項(xiàng)目的膠印車間VOCs廢氣源參數(shù)如表1所示。原有主動送風(fēng)風(fēng)量為22 000 m/h。新增風(fēng)量為36 000 m/h，考慮風(fēng)阻衰減因素，設(shè)計采用38 000 m/h。環(huán)保系統(tǒng)廢氣處理流程的總風(fēng)量為60 000 m/h。根據(jù)項(xiàng)目生產(chǎn)工藝調(diào)查，本項(xiàng)目VOCs廢氣分布如圖1所示。

2 項(xiàng)目治理的基本目標(biāo)

根據(jù)企業(yè)所處位置及排放的主要污染物，遵守生態(tài)環(huán)境部及相關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求，尾氣凈化處理后進(jìn)行無害化排放[3]。本項(xiàng)目廢氣排放執(zhí)行《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16297—1996），VOCs處理后排出的氣體必須達(dá)到國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。企業(yè)排氣筒VOCs排放限值執(zhí)行表2所示的規(guī)定。無組織排放監(jiān)控點(diǎn)濃度限值應(yīng)執(zhí)行如下標(biāo)準(zhǔn)：苯0.1 mg/m，甲苯0.6 mg/m，二甲苯0.2 mg/m，總VOCs 2.0 mg/m。

2.1 標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施要求

VOCs排放末端出口揮發(fā)性有機(jī)物有組織排放標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施要求涉及兩個方面。一是最高允許排放速率限值：苯≤0.4 kg/h，甲苯≤0.6 kg/h，二甲苯≤0.6 kg/h，非甲烷總烴（NMHC）≤1.5 kg/h。二是最高允許排放濃度限值：苯≤1 mg/m，甲苯≤5 mg/m，二甲苯≤5 mg/m，非甲烷總烴（NMHC）≤40 mg/m。

2.2 處理設(shè)備系統(tǒng)要求

對于VOCs處理設(shè)備系統(tǒng)來說，VOCs處理的排放指標(biāo)既要滿足國家相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)要求，還必須滿足招標(biāo)文件的主要技術(shù)指標(biāo)要求[4]。

3 治理系統(tǒng)設(shè)計方案

目前，根據(jù)實(shí)際工況，VOCs治理方法較多，常用的有噴淋吸收法、催化氧化法、吸附法、膜分離法及生物凈化法等[5]。具體選用時，要根據(jù)成分因子、濃度、風(fēng)量及日常工作周期等因素，選擇安全、可靠、達(dá)標(biāo)、投資運(yùn)行成本低的單一工藝或多種工藝組合。

本項(xiàng)目膠印車間的廢氣經(jīng)過VOCs處理系統(tǒng)處理后，排出的空氣質(zhì)量必須達(dá)到以下要求：VOCs去除率≥90%;排放的VOCs濃度優(yōu)于《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16297—1996）;設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行可靠性高、穩(wěn)定性好，具有長期維持能力，保證3年以內(nèi)不存在效率衰減現(xiàn)象。本項(xiàng)目VOCs污染源現(xiàn)狀及設(shè)計目標(biāo)如表3所示。

3.1 工藝選擇

本項(xiàng)目中VOCs的濃度不高，日常工作是非連續(xù)工作。基于本項(xiàng)目中廢氣的主要成分、濃度以及治理目標(biāo)要求，VOCs末端治理設(shè)備應(yīng)該選擇以催化氧化法為主，輔以前處理的方法，即采用噴淋+催化氧化組合工藝。

無組織排放循環(huán)治理設(shè)備可以降低無組織VOCs濃度，去除工作車間的異味，確保職工健康。無組織排放循環(huán)治理設(shè)備選擇等離子凈化一體機(jī)，采用常溫等離子+羥基催化氧化的組合工藝。雖然等離子凈化能力不強(qiáng)，但循環(huán)處理效果依舊可以達(dá)標(biāo)。循環(huán)通風(fēng)凈化系統(tǒng)組成為等離子+羥基催化氧化一體化裝置。

3.2 VOCs治理系統(tǒng)設(shè)計方案

VOCs治理系統(tǒng)主要分為兩部分：一是前處理設(shè)備，包括旋流板噴淋塔（去除顆粒物及黏性物質(zhì)）和濾棉過濾箱;二是吸附催化氧化一體機(jī)，如圖2所示。

印刷過程中釋放的有機(jī)廢氣經(jīng)收集系統(tǒng)由引風(fēng)機(jī)收集，旋流板噴淋塔進(jìn)行除塵，過濾箱過濾，完成前處理。前處理后的“干凈”廢氣進(jìn)入VOCs治理環(huán)節(jié)。各個環(huán)節(jié)配備噪聲屏蔽機(jī)構(gòu)，設(shè)備運(yùn)行噪聲符合《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3096—2008）的2類指標(biāo)要求，設(shè)備運(yùn)行最大噪聲為風(fēng)機(jī)的工作噪聲。在工作時間內(nèi)，系統(tǒng)設(shè)計噪聲≤50 dB。該設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在6個方面。

[①]經(jīng)濟(jì)性。在滿足應(yīng)用要求的基礎(chǔ)上，盡可能降低能源動力的消耗和二次污染物的排放，同時便于日常管理、使用、保養(yǎng)和維修，保證系統(tǒng)投資的最大性價比，達(dá)到環(huán)保驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)和建設(shè)成本控制目標(biāo)。

[②]實(shí)用性。以能滿足當(dāng)前的實(shí)際需求為主要出發(fā)點(diǎn)，考慮預(yù)期可能的需求，在設(shè)計上滿足VOCs處理需求，使招標(biāo)人能獲得直接效益。不使用活性炭，沒有二次污染，且運(yùn)營費(fèi)用低。

[③]安全性。嚴(yán)格按照國家、印刷行業(yè)發(fā)布的安全、消防、環(huán)保和節(jié)能等技術(shù)規(guī)范進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計，系統(tǒng)各種安全措施有效可信。系統(tǒng)設(shè)計不能出現(xiàn)背壓，保證操作人員及設(shè)備的安全。整體運(yùn)行溫度不超過70 ℃，無燃燒風(fēng)險。

[④]先進(jìn)性。采用先進(jìn)的設(shè)計思想和技術(shù)，配置先進(jìn)的設(shè)備和控制系統(tǒng)，確保設(shè)備運(yùn)行控制實(shí)現(xiàn)自動化。

[⑤]可靠性。VOCs治理系統(tǒng)的可靠性主要是指硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)的容錯性。本項(xiàng)目的所有設(shè)備和控制元件為標(biāo)準(zhǔn)、成熟、可靠的產(chǎn)品。選用成熟的優(yōu)秀平臺和工具軟件，采用模塊化設(shè)計，設(shè)置安全管理功能，并盡可能優(yōu)化系統(tǒng)。

[⑥]交互性。采用友好的人機(jī)界面，使系統(tǒng)更好地貼近用戶的操作習(xí)慣，使現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)視與控制更加直觀、方便。

3.3 無組織排放循環(huán)治理設(shè)備設(shè)計方案

無組織排放循環(huán)治理工藝主要由前處理（濾棉過濾除霧）、等離子氧化及羥基催化氧化等組成，工藝流程如圖3所示。羥基催化氧化前，要將廢氣與羥基混合。

設(shè)計優(yōu)點(diǎn)如下：有效降低膠印車間內(nèi)無組織排放VOCs濃度;循環(huán)處理，效果好，功率低;與中央空調(diào)同步運(yùn)行，操作簡單;質(zhì)量可靠，維護(hù)方便，整個設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)全過程自動化，故障率低，噪聲小，使用和維護(hù)成本低，效率高，可靠性好，安全性高，穩(wěn)定性好。

4 結(jié)語

在我國城市化、工業(yè)化持續(xù)高速發(fā)展的大環(huán)境下，VOCs排放量不斷增加，城市和工業(yè)密集區(qū)的空氣污染問題日趨嚴(yán)重。相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)深入研究，探尋有效的技術(shù)來減少VOCs排放，改善空氣質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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