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1、典型行业典型行业VOCsVOCs污染控制工艺案例污染控制工艺案例 马永亮马永亮 清华大学环境学院清华大学环境学院 马永亮马永亮 副研究员副研究员 清华大学环境学院 大气污染与控制研究所 主要研究方向：主要研究方向： 大气细颗粒物特征研究、大气污染综合防治规划、烟气脱硫大气细颗粒物特征研究、大气污染综合防治规划、烟气脱硫 除尘技术、粘性颗粒物的捕集技术、电除尘理论与技术、饮食油烟除尘技术、粘性颗粒物的捕集技术、电除尘理论与技术、饮食油烟 污染控制、污染控制、VOCs控制技术等。控制技术等。 主要学术兼职：主要学术兼职： 中国环保产业协会废气净化委员会副主任委员，副秘书长中国环保产业协会废气净化委
2、员会副主任委员，副秘书长 中国环境学会大气委员会副秘书长中国环境学会大气委员会副秘书长 电话： 010-62771101 13910845849 E-mail: liang 1.背景背景 2.典型行业典型行业VOCs控制工艺案例控制工艺案例 主要内容主要内容 4 2016/3/30 VOCs的健康与环境问题的健康与环境问题 中毒、致癌中毒、致癌 急性中毒事件 引起职业病 室内空气污染 臭味扰民臭味扰民 丙烯酸乙酯（0.00537ppm），感知阈、识别阈，人体自 限性 臭氧污染、大气细颗粒物（灰霾）臭氧污染、大气细颗粒物（灰霾） 臭氧生成潜势，反应性VOCs（如醛类、烯类） 北京市不同浓度水平北
3、京市不同浓度水平PM2.5的化学组成的化学组成 当当PM2.5的质量浓度在的质量浓度在120g/m3以下时，以下时，SNA、SOA（二次有机气溶胶）（二次有机气溶胶）等等 二次组分在二次组分在PM2.5中所占的比例随中所占的比例随PM2.5质量浓度的升高而增加；质量浓度的升高而增加；SOA约占约占 PM2.5质量浓度的质量浓度的1/4。 行业分散；行业分散； 排放分散；排放分散； 浓度变化范围宽；浓度变化范围宽； 气体流量范围广；气体流量范围广； 成分复杂；成分复杂； 通常非连续作业；通常非连续作业； 净化技术多样化；净化技术多样化； 不同排放要求下不同净化技术的经济性存在较大差异不同排放要求
4、下不同净化技术的经济性存在较大差异 VOCs污染控制应以区域、行业、工业园区为基础，确定污染控制应以区域、行业、工业园区为基础，确定 明确的目标，制定总体规划，将源头减排、过程控制和末明确的目标，制定总体规划，将源头减排、过程控制和末 端治理相结合，确定合理的技术方案，建立相应的监管制端治理相结合，确定合理的技术方案，建立相应的监管制 度和平台，确保污染控制设施的长期稳定运行。度和平台，确保污染控制设施的长期稳定运行。 1.背景背景 2.典型行业典型行业VOCs控制工艺案例分析控制工艺案例分析 主要内容主要内容 2、VOCs控制技术控制技术 源头控制源头控制 产品、工艺升级改造，推行清洁生产；
5、产品、工艺升级改造，推行清洁生产； 加强管理、减少泄露（包括加强管理、减少泄露（包括LDAR系统）系统） 气体收集气体收集+末端治理末端治理 管道化、密闭化；管道化、密闭化； 首先考虑回收利用，包括热能利用；首先考虑回收利用，包括热能利用； 对不具利用价值的进行销毁处理。对不具利用价值的进行销毁处理。 VOCs末端治理技术末端治理技术 吸收法（水吸收、低挥发性溶剂）吸收法（水吸收、低挥发性溶剂） 吸脱附法吸脱附法 不同反应器形式：固定床、移动床、转轮 不同吸附材料：颗粒活性炭、活性炭纤维、蜂窝活性炭 、沸石分子筛材料 不同再生方法：蒸汽、热气流、真空、氮气保护热脱附 燃烧法燃烧法 直接燃烧 催
6、化燃烧（CO、RCO） 热力燃烧（TO、RTO） 冷凝法（接触冷凝、表面冷凝；一般冷凝、冷冻冷凝冷凝法（接触冷凝、表面冷凝；一般冷凝、冷冻冷凝 ） VOCs末端治理技术末端治理技术 膜分离法膜分离法 低温等离子技术低温等离子技术 介质阻挡放电介质阻挡放电 辉光放电辉光放电 UV光解技术光解技术 UV光催化光催化 UV光解（高级氧化技术）光解（高级氧化技术） 生物净化技术生物净化技术 生物过滤（生物滤池、生物滴滤池）生物过滤（生物滤池、生物滴滤池） 生物洗涤生物洗涤 低温等离子技术的优点低温等离子技术的优点 C-S 和和S-H 键比较容易被打开，因此低温等离子体技键比较容易被打开，因此低温等离子
7、体技 术对于臭味的净化具有良好的效果术对于臭味的净化具有良好的效果 由于等离子体反应器几乎没有阻力，系统的动力消耗由于等离子体反应器几乎没有阻力，系统的动力消耗 非常低；非常低； 装置简单，反应器为模块式结构，容易进行易地搬迁装置简单，反应器为模块式结构，容易进行易地搬迁 和安装，运行管理方便；和安装，运行管理方便； 不需要预热时间，可以即时开启与关闭；不需要预热时间，可以即时开启与关闭； 所占空间较小；所占空间较小； 抗颗粒物干扰能力强，对于油烟、油雾等抗颗粒物干扰能力强，对于油烟、油雾等通常可以不通常可以不 进行过滤预处理；进行过滤预处理； 相较于光催化氧化，相较于光催化氧化，无需考虑催化
8、剂失活问题；无需考虑催化剂失活问题； 工艺流程简单、工艺流程简单、 运行费用低运行费用低 正丁烯的正丁烯的 UV/O3净化的净化的中间产物中间产物 中间产物生成较多；中间产物生成较多； 中间产物主要为中间产物主要为乙醛、丙醛、环氧丁烷。乙醛、丙醛、环氧丁烷。 反应器出口反应器出口GC/MSGC/MS图谱图谱 丁烯、甲苯、异丁烷高级氧化（UV/O3）中间产物）中间产物 湿度湿度=46.4% 中间产物以乙醛、丙醛为主，但浓度低中间产物以乙醛、丙醛为主，但浓度低 2、炼油和石化 生产工艺排放生产工艺排放 装载过程排放装载过程排放 废水处理排放废水处理排放 设备泄露排放设备泄露排放 储罐排放储罐排放
9、3、包装印刷、包装印刷 全国有全国有4万余家生产企业，其中规模以上企业有万余家生产企业，其中规模以上企业有3800多多 家；家； 每年有机溶剂使用量约每年有机溶剂使用量约150万吨。万吨。 VOCs主要排放环节包括：印刷、覆膜、涂布主要排放环节包括：印刷、覆膜、涂布 主要控制途径：主要控制途径： 源头控制：推广应用新材料新工艺（光固化油墨、水性源头控制：推广应用新材料新工艺（光固化油墨、水性 油墨、光固化胶、水性胶；无溶剂复合、挤压复合等）油墨、光固化胶、水性胶；无溶剂复合、挤压复合等） 末端治理：末端治理： 活性炭吸脱附回收技术（活性炭、活性炭纤维；蒸汽再生活性炭吸脱附回收技术（活性炭、活性
10、炭纤维；蒸汽再生 、氮气保护再生）、氮气保护再生）+溶剂集中精馏中心溶剂集中精馏中心 沸石转轮浓缩沸石转轮浓缩+RTO热力焚烧热力焚烧 4、家具家具制造行业制造行业VOCs控制技术控制技术 家具制造业废气污染以家具制造业废气污染以VOCs为主，其中木质家具以为主，其中木质家具以 VOCs排放种类与排放量在家具制造行业中居于首位。排放种类与排放量在家具制造行业中居于首位。 木制家具厂木制家具厂VOCs的来源的来源 涂料、稀释剂、固化剂涂料、稀释剂、固化剂存储与转运存储与转运 调漆过程中的搅拌混合调漆过程中的搅拌混合 喷涂喷涂、风干、风干过程过程：底漆：底漆+面漆面漆 喷涂设备清洗喷涂设备清洗 生
11、产过程中生产过程中使用的使用的胶粘剂胶粘剂 喷漆车间喷漆车间是是VOCs主要来源主要来源，且属有组织排放，是控制重，且属有组织排放，是控制重 点。点。 17 涂料类型涂料类型 车间车间VOCs浓度浓度 (mg/m3) 工作点工作点VOCs浓度浓度 (mg/m3) 排放口排放口VOCs浓度浓度 (mg/m3) PU涂料涂料 10.1737.91 133.07 24.01112 UV涂料涂料 5.2 水性涂料水性涂料 10.18 5.956.23 不同类型涂料工作点和排放点VOCs浓度 家具生产家具生产VOCs减排技术途径减排技术途径 源头控制源头控制 提倡使用低提倡使用低VOCs含量的涂料与稀释
12、剂，如使用水性涂含量的涂料与稀释剂，如使用水性涂 料、紫外光固化涂料（料、紫外光固化涂料（UV涂料）、无苯低毒涂料等；涂料）、无苯低毒涂料等； 改进技术工艺和设备改进技术工艺和设备，改手动喷涂为自动喷涂；改手动喷涂为自动喷涂； 按照要求对涂料、稀释剂和清洗剂的储存、运输、调配按照要求对涂料、稀释剂和清洗剂的储存、运输、调配 及使用过程进行管理；及使用过程进行管理； 末端治理末端治理 对通风系统进行改造对通风系统进行改造：防止粉尘进入、替代湿式水帘除 漆雾系统、控制通风量提高初始浓度（机器人喷涂） 吸附浓缩吸附浓缩+催化氧化催化氧化 低温等离子组合技术低温等离子组合技术 水基复合吸收技术水基复合
13、吸收技术 UV 生物法生物法 活性炭集中再生活性炭集中再生 5、机械加工油雾污染控制方案、机械加工油雾污染控制方案 机加工车间使用的切削液中，除会释放油脂气味的矿机加工车间使用的切削液中，除会释放油脂气味的矿 物油外，还含有很高比例的醇胺类物质，如乙醇胺、物油外，还含有很高比例的醇胺类物质，如乙醇胺、 二乙醇胺和三乙醇胺等，乙醇胺具有刺激性。二乙醇胺和三乙醇胺等，乙醇胺具有刺激性。 金属切削液在使用过程中金属切削液在使用过程中由于复杂的机械作用会雾化由于复杂的机械作用会雾化 和蒸发，在空气中形成油雾。和蒸发，在空气中形成油雾。 有机物浓度低，但异味污染严重。有机物浓度低，但异味污染严重。 对机
14、加工车间异味和对机加工车间异味和VOCs治理方案，应综合考虑异味治理方案，应综合考虑异味 和油雾和油雾的控制。在油雾控制的基础上，进一步去除异的控制。在油雾控制的基础上，进一步去除异 味。味。 在每台加工机床上加装金属丝网（旋转网盘）油雾分在每台加工机床上加装金属丝网（旋转网盘）油雾分 离器，利用动态拦截吸附、离心分离的原理，将大部离器，利用动态拦截吸附、离心分离的原理，将大部 分的油滴（雾）进行捕集，减轻后续治理设备的负担分的油滴（雾）进行捕集，减轻后续治理设备的负担 。经过油雾分离以后的废气引入等离子体反应器对异。经过油雾分离以后的废气引入等离子体反应器对异 味物质进行分解。经过等离子体反
15、应器分解以后的产味物质进行分解。经过等离子体反应器分解以后的产 物通常具有很高的水溶性，引入水喷淋塔进行吸收后物通常具有很高的水溶性，引入水喷淋塔进行吸收后 排放。排放。 直接采用等离子或直接采用等离子或UV不能解决问题不能解决问题 油雾分离油雾分离 等离子反应器等离子反应器 水喷淋塔水喷淋塔 6、涂料生产企业、涂料生产企业 主要污染源：物料输送、装料卸料、单体生产、搅拌主要污染源：物料输送、装料卸料、单体生产、搅拌 器、灌装、容器清洗器、灌装、容器清洗 方案关键点：方案关键点： 密闭化密闭化 高高低浓度分别收集：灌装（类似于油气回收加油枪）、低浓度分别收集：灌装（类似于油气回收加油枪）、 搅拌罐、容器清洗搅拌罐、容器清洗 离心卸料管道化、密闭化离心卸料管道化、密闭化 高高低浓度分别处理：高浓度采用沸石转轮浓缩低浓度分别处理：高浓度采用沸石转轮浓缩+催化燃烧催化燃烧 ，低浓度采用，低浓度采用UV+水吸收。水吸收。 7、汽车、汽车4S店喷漆房店喷漆房VOCs污染控制污染控制 排放具有间歇性特点，排气量小，并伴有粉尘及漆雾排放具有间歇性特点，排气量小，并伴有粉尘及漆雾 问题问题。 常用治理方法：纤维层过滤常用治理方法：纤维层过滤+活性炭吸附，存在活性炭活性炭吸附，存在活性炭 吸附饱和后原位再生不经济，无法保证污染物减排效吸附饱和后原位再生不经济
