近日,在江苏省无锡市举行了有机废气燃烧法处理设施节能降耗技术交流会。会上,清华大学的专家指出,企业在选择挥发性有机物(VOCs)末端治理技术时应注意科学指导,避免低效处理技术的使用率过高。一些企业只关注价格低廉而忽略了处理技术实际效果,导致治理设施简陋、运行低效,影响治理效果。
针对低效和失效设施,将成为治理重点方向
随着大气污染治理任务的加大,为了深入挖掘减排潜力,加快解决目前工业企业大气污染治理面临的突出问题,生态环境部在2023年11月23日发布了《低效失效大气污染治理设施排查整治工作方案(征求意见稿)》。这其中,对VOCs治理设施进行排查成为重点。
根据《低效失效大气污染治理设施排查整治工作方案(征求意见稿)》,将对涉及水泥、焦化、砖瓦、玻璃、陶瓷、耐火材料、有色、铸造、石灰等行业以及石油炼制、石油化工、化学原料药、化学农药原药制造、工业涂装、包装印刷、有机化工等VOCs排放行业进行治理设施的排查。
目前,该方案已经完成了意见征求阶段。
就政策实施而言,越来越多的老旧、落后的污染治理设备正在加快淘汰,对企业的治理能力和水平要求也在提高。那么在实际运用中,情况如何?
“目前很多企业依然在使用效率低下、失效的设备。”马永亮结合多个城市的调研经验指出,当前工业涂装行业普遍使用着水帘预处理、活性炭吸附、UV光解等技术及其组合,应用率超过50%;而印刷行业则超过60%地采用活性炭吸附、UV光解、光催化等技术。
他提到,光氧化、光催化、低温等离子等工艺在除臭方面有一定效果,但在处理高浓度VOCs废气时,降解效率非常低,通常低于30%,属于低效处理设施。
此外,使用低价吸附剂/催化剂,吸附剂/催化剂/过滤棉更换次数较少或不进行更换,都是设备效率低下的原因。
另外,一些企业采用活性炭吸附工艺。然而,该工艺的有效性取决于使用适量和合适类型的活性炭。此外,吸附完成后需要确保活性炭的再生。
“许多企业只是简单地在治理设备中放置了一些活性炭,没有考虑活性炭的选择是否合适,许多设备存在设计缺陷,废气并没有经过活性炭吸附层,导致VOCs的逃逸。另外,一些活性炭吸附饱和后没有再生,导致吸附达到平衡状态,废气进去多少,出来也一样多,治理设备就失去了意义。”马永亮说道。
另外,一些问题在实际应用中也常见,例如选择的技术与实际需求不匹配或选择的工艺不当。
“比如针对温度较高的VOCs废气,超过40℃的情况下,采用活性炭吸附工艺进行治理时,如果废气未经过降温预处理直接吸附,会增加阻力,并增加着火风险,治理效果无法达到。再比如,含水量高或经过水喷淋的烟气未经任何去水或过滤处理,直接进入活性炭/沸石吸附设备,由于水分对活性炭吸附有极大影响,导致治理效果不理想。”马永亮解释道。
这些问题经常出现在中小企业中。他建议企业加快推进治理设备的升级改造,同时,鼓励中小企业全面加强源头替代,在根本上减少VOCs的产生。
高效燃烧类设施的增量和速度需要进一步提升
据报道,目前,挥发性有机化合物(VOCs)末端治理技术体系主要包括销毁技术和回收技术。销毁技术涵盖高温焚烧技术(TO/RTO)、催化燃烧技术(CO/RCO)、生物净化技术、低温等离子体技术、光催化/光氧化技术等;而回收技术则主要包括吸附、吸收、冷凝、膜分离等技术。
据防化研究院研究员栾志强介绍,在过去的十年里,我国在VOCs总体治理工艺技术方面已经取得了显著进展,各类治理工艺技术已逐渐成熟和完善,如在净化材料、治理设备和工艺设计方面都取得了显著提升。栾志强以治理设备为例指出,我国目前的沸石转轮、RTO/RCO等关键装备技术性能已经达到或接近国外同行水平。生物净化装置得到快速发展,装备性能和应用水平也有了显著提高。
然而,随着VOCs污染源精细化管控和深度治理要求的不断提高,VOCs治理工艺技术也正朝着新的发展趋势迈进。
栾志强指出,由于溶剂回收可以实现资源的循环利用,减少碳排放,各种溶剂回收工艺技术目前是VOCs治理技术发展的重点。在涂装、涂布、印刷、制药/农药等行业和工艺环节中,溶剂回收技术有巨大的发展空间。
虽然RTO/RCO等关键设备被认为是目前主流的高效治理设施,但吸附技术、燃烧技术和多种组合技术也是目前VOCs治理中的主流技术。
根据相关数据显示,到2022年,我国约有一万套高效燃烧类设施,每年的新增量大约在一千套左右。生态环境部大气环境司的负责人曾明确表示,需要进一步加快这类设施的增量和建设速度。
据业内人士介绍,这类设备的成本和维护费用相对较高,更适用于重点行业和重点排污企业。然而,在废气浓度较高的情况下,这些设施也可以实现二次余热回收,从而极大地降低生产运营成本。
此前,山东省潍坊市高密市曾在RTO设备升级改造的基础上,为浸胶手套行业定制了加装余热回收系统的解决方案。这一举措让治理设施的余热得以回收利用到生产线中,进而降低了生产成本,提升了产品竞争力。
根据栾志强的表示,我国是一个制造业大国,VOCs污染源分散且规模较小,涉及的行业种类繁多。许多中小型污染企业由于高效治理设施的投入成本较高,导致仍存在大量低效/无效的治理设施没有完成升级改造,这已经成为当前VOCs减排工作的短板。
专家们认为,对于大量的中小型企业而言,采取对污染源进行集中控制治理的“绿岛”模式,即将中小型污染源集中起来进行管理,是未来的发展趋势。
多份大气污染治理相关文件,包括《空气质量持续改善行动计划》在内,都鼓励各地结合产业集群特点,因地制宜地建设“绿岛”项目,例如建设集中供热中心、集中喷涂中心、有机溶剂集中回收处置中心、活性炭集中再生中心等。目前,江苏、浙江、江西、广东和山东等地已开始相关实践探索。