低效、失效设施将成为排查整治重点方向
随着大气污染防治攻坚进入深水区,为深入挖掘减排潜力,加快解决当前工业企业大气污染治理存在的突出问题,生态环境部曾于2023年11月23日发布《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)》,其中,VOCs的治理设施成为排查重点。
根据这一文件,今后不仅将对钢铁、水泥、焦化等涉工业炉窑行业,石油炼制、石油化工等涉VOCs排放行业,全面排查大气污染治理设施,还会对砖瓦、玻璃、陶瓷、工业涂装、包装印刷、有机化工等涉VOCs排放行业,排查涉气重点排污单位的大气污染治理设施。
目前,这一方案已结束征求意见阶段,即将于不久后发布正式方案。
政策部署方面,对老旧、落后治污设备的淘汰在加快,对企业的治理能力和治理水平要求在加严。那实际运用方面情况如何?
“企业在低效、失效的设备使用的比(专业各类VOCs治理RTO、RCO、CO、冷凝器、喷淋塔、活性炭/树脂/沸石吸脱附等)较多。”清华大学大气污染与控制教研所副研究员马永亮结合自己在多个城市的调研经历介绍,当前发现工业涂装行业水帘预处理、活性炭吸附、UV 光解等技术及其组合应用率超过50%;印刷行业活性炭吸附、UV 光解、光催化等技术应用率超60%。
他介绍,光氧化、光催化、低温等离子等工艺在除臭方面能起到一定作用,但是在处理高浓度VOCs废气时,降解效率(专业各类VOCs治理RTO、RCO、CO、冷凝器、喷淋塔、活性炭/树脂/沸石吸脱附等设备厂家)是非常低的,一般30%以下,属于低效处理设施。此外,采用低价吸附剂/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造成设备低效的原因。
另外,一些企业采用活性炭吸附的工艺。但工艺有效的前提是使用适用的、足量的活性炭,其次吸附完后要保证活性炭的再生。
“很多企业的治理设备现在就是里面装了一点活性炭,并不考虑适宜性,很多设备存在设计缺陷,废气甚至不经过炭层,造成VOCs逃逸。另外一些活性炭吸附饱和后不进行再生,那就达到了吸附平衡,(废气)进去多少,出来多少,治理设备完全失去意义。”马永亮说。
现实中还存在选择的工艺技术与实际需求不匹配、工艺选择不当的问题。
“例如大于40℃相对高温的VOCs废气,采用活性炭吸附工艺进行治理时,废气不经过降温预处理,就直接吸附,既增加了阻力,还增加了着火的风险,VOCs废气则完全达不到治理效果;再例如含水量大的或经过水喷淋的烟气未经任何除水或过滤设施,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效果,也导致治理工艺如同摆设。”马永亮说。
这些都是常出现在中小企业的问题。他建议企业加快推进治理设备升级改造,同时,更提倡中小企业全面加强源头替代,从根本上减少VOCs的产生。
高效燃烧类设施增量和速度还要进一步加快
当前,VOCs末端治理技术体系主要包含销毁技术和回收技术,销毁技术主要包含高温焚烧技术(TO/RTO)、催化燃烧技术(CO/RCO)、生物净化技术、低温等离子体、光催化/光氧化等;回收技术主要包含吸附、吸收、冷凝、膜分离等技术。
“‘十三五’之前,我国VOCs总体治理工艺技术和国外相比差距很大。经过十年的发展,目前,在净化材料、治理设备和工艺设计等方面均得到了很大的提升,各类治理工艺技术逐步逐渐趋于成熟和完善。”防化研究院研究员栾志强以治理设备举例,我国目前沸石转轮、RTO/RCO等关键装备技术性能已经达到或接近国外同行水平。生物净化装置发展迅速,装备性能和应用水平得到了快速提升。
但随着VOCs污染源的精细化管控和深度治理要求不断提高,VOCs治理工艺技术也有一些新的发展趋势。
栾志强认为,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是目前VOCs治理技术发展的重点,在涂装、涂布、印刷、制药/农药等行业及工艺环节有很大发展空间。
RTO/RCO等关键装备是目前主流认为的高效治理设施,吸附技术、燃烧技术和多种组合技术则是当前VOCs治理中的主流技术。相关数据显示,2022年,我国高效燃烧类设施大概一万套,每年新增量在一千套左右,生态环境部大气环境司有关负责人此前曾明确指出,这类设施增量和速度还要进一步加快。
这样的一套设备在投入和维护费用上较高,更适宜重点行业、重点排污企业。但在废气浓度稍高时,还可进行二次余热回收,极大降低生产运营成本。
在某浸胶手套行业企业中,通过“RTO+余热回收”,实现年削减VOCs排放量达24.52吨。每年回收的余热折合天然气大约20万立方米,相当于一年节省成本200余万元,两年即可回收设备投资成本。