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摘要:VOCS不仅直接威胁人们的身体健康,也是雾霾、光化学烟雾和温室效应等复合型大气污染物等复合型大气污染物的重要前体物,因此,我国越来越重视VOCS的治理工作。VOCS污染防治包括源头减量、过程泄露控制和末端治理三个过程,本文主要介绍了VOCS源头减量和过程泄露控制方法,并针对具体行业的源头和过程提出控制技术措施。
关键词:VOCS,源头减量,过程泄露控制
VOCS广泛来源于石油化工、有机化工、表面涂装、制药、溶剂使用、生物质燃烧和煤炭燃烧等人为污染源和森林、植被等天然污染源等,VOCS不仅直接威胁人们的身体健康,也是雾霾、光化学烟雾和温室效应等复合型大气污染物的重要前体物,是制约社会经济可持续发展的瓶颈之一。VOCS的来源复杂且排放特征多变,排放行业及排放环节众多[1]。正因为如此,VOCS污染防治应遵循源头减量、过程泄露控制和末端治理相结合的综合防治技术原则,VOCS末端处理需要投入大量的处理设备及成本,如在源头和过程中最大限度的减少VOCS的排放,势必会大大降低处理成本,因此VOCS的源头减量和过程控制将显得极其重要。
1、减少有机溶剂用量
涂料施工、喷漆、电缆、印刷、金属清洗等行业都需利用有机溶剂作为稀释剂或清洗剂,在使用过程中,这些有机溶剂绝大部分经挥发进入大气环境中。因此采用无毒或低毒溶剂代替或部分代替有机溶剂,做到不排或少排有害的VOCS是防治这类污染的有效途径。
引进压缩天然气、液化石油气或丙烷代替汽油作为发动机燃料,是减少VOCS排放的另一种替代形式,为减少VOCS的排放,还应改善油品质量,取消低辛烷值汽油的使用,改进汽油的燃烧性能。
2、改进生产设备和工艺
许多借助挥发性溶剂运行的生产设备和工艺可以由非挥发性溶剂生产设备和工艺取代。如用流化床粉剂喷涂或水溶性电泳涂装工艺替代挥发性有机溶剂涂装工艺、将紫外光技术工艺引入平板印刷等。
VOCS可以从任何开口和缝隙泄露到空气环境之中,因此通过生产设备和工艺的改进,提高设备和管道接缝的密闭程度,是防止VOCS泄漏的有效途径。除此之外,需要严密监测阀门、法兰、观察孔等管道与管件、设备与接口、设备部件之间的接缝,及时发现泄漏问题并采取有效控制措施。
3、针对具体行业的源头和过程控制技术措施
3.1石油炼制与石油化工行业[2]
在石油炼制与石油化工行业,采用先进的清洁生产技术,提高原油的转化和利用效率。对于设备与管线组件、工艺排气、废气燃烧塔、废水处理等过程产生的含VOCS废气污染防治技术措施包括:
1)对泵、压缩机、阀门、法兰等易发生泄漏的设备和管线组件,进行泄漏检测,及时发现修复,防止或减少跑、冒、滴、漏现象。
2)对生产装置排放的含VOCS工艺排气宜优先回收利用,不能回收利用的经处理达标后排放;应急情况下的泄放气可导入燃烧塔,经充分燃烧后排放。
3)废水收集和处理过程中产生的含VOCS废气经收集处理后达标排放。
3.2煤炭加工与转化行业
在煤炭加工与转化行业,采用先进的清洁生產技术,实现煤炭高效、清洁转化,并重点识别、排查工艺装置和管线组件中VOCS泄漏的易发位置,制定预防VOCS泄漏和处置紧急事件的措施。
3.3油类储存、运输和销售环节
在油类的储存、运输和销售过程中,VOCS污染的防治技术措施包括:
1)油库、加油站和油罐车配备相应的油气收集系统,油库、加油站配备相应的油气回收系统。
2)油类储罐采用高效密封的内(外)浮顶罐,当采用固定顶罐时,通过密闭排气系统将含VOCS气体输送至回收设备。
3)油类运输工具在装载过程中排放的VOCS密闭收集输送至回收设备,也可返回储罐或送入气体管网。
3.4涂料、油墨、胶黏剂、农药生产行业
涂料、油墨、胶黏剂、农药生产行业的VOCS污染防治技术措施包括:
1)鼓励符合环境标志产品技术要求的水基型、无有机溶剂型、低有机溶剂型的涂料、油墨和胶黏剂等的生产和销售。
2)鼓励采用密闭一体化生产技术,并对生产过程中产生的废气分类收集后处理。
3.5涂装、印刷、黏合、工业清洗行业
涂装、印刷、黏合、工业清洗行业的VOCS污染防治技术措施包括:
1)使用通过环境标志产品认证的环保型涂料、油墨、胶黏剂和清洗剂。
2)根据涂装工艺的不同,使用水溶性涂料、高固分涂料、粉末涂料等环保型涂料,采用静电喷涂、淋涂、浸涂等 效率较高的涂装工艺;尽量避免无VOCS净化、回收措施的露天喷涂作业。
3)使用水性油墨、印铁制罐行业使用紫外光固化油墨,书刊印刷行业使用预涂膜技术。
4)在人造板、制鞋、皮革制品、包装材料等黏合过程中使用水基型、热熔型等环保型胶黏剂,在复合膜的生产中使用无溶剂复合及共挤出复合技术。
5)淘汰以三氟三氯乙烷、甲基氯仿和四氯化碳为清洗剂或溶剂的生产工艺。清洗过程中产生的废溶剂宜密闭收集,有回收价值的废溶剂经处理后回用,其他废溶剂应妥善处置。
3.6建筑装饰装修、服装干洗、餐饮油烟等生活源
建筑装饰装修、服装干洗、餐饮油烟等生活源的VOCS污染防治技术措施包括:
1)在建筑装饰装修行业使用符合环境标志产品技术要求的建筑涂料、低有机溶剂型木器漆和胶黏剂,逐步减少有机溶剂型涂料的使用。
2)在服装干洗行业淘汰开启式干洗机的生产和使用,推广使用配备压缩机制冷溶剂回收系统的封闭式干洗机,鼓励使用配备活性炭吸附装置的干洗机。
3)在餐饮服务行业使用管道煤气、天然气、电等清洁能源,倡导低油烟、低污染、低能耗的饮食方式。
4、结论
VOCS是人类生产、生活中伴生的挥发性有机物,来源广泛,对人类健康的危害极大。VOCS的防治是一项非常重要和紧迫的巨大的系统工程, 必须多管齐下,齐抓共管,综合治理。扩大VOCS的宣传面,增强宣传力度,注重培养全民环境意识,动员全社会力量自觉加入到削减和淘汰VOCS环境污染物的行动中。
参考文献
[1] 余平. 挥发性有机化合物(VOCs)控制措施探讨[J].广东化工,2018,45(378):168-170
[2] 叶建平,赵建国等. 石化行业发展现状及 VOCs 控制技术研究[J]. 广州化工,2011,39(24):11-13
作者简介:
毛翠玲:工程师,2007年毕业于大庆石油学院环境工程专业,现供职于中油辽河工程有限公司环境工程所。
(中油辽河工程有限公司 辽宁 盘锦 124010)
关键词:VOCS,源头减量,过程泄露控制
VOCS广泛来源于石油化工、有机化工、表面涂装、制药、溶剂使用、生物质燃烧和煤炭燃烧等人为污染源和森林、植被等天然污染源等,VOCS不仅直接威胁人们的身体健康,也是雾霾、光化学烟雾和温室效应等复合型大气污染物的重要前体物,是制约社会经济可持续发展的瓶颈之一。VOCS的来源复杂且排放特征多变,排放行业及排放环节众多[1]。正因为如此,VOCS污染防治应遵循源头减量、过程泄露控制和末端治理相结合的综合防治技术原则,VOCS末端处理需要投入大量的处理设备及成本,如在源头和过程中最大限度的减少VOCS的排放,势必会大大降低处理成本,因此VOCS的源头减量和过程控制将显得极其重要。
1、减少有机溶剂用量
涂料施工、喷漆、电缆、印刷、金属清洗等行业都需利用有机溶剂作为稀释剂或清洗剂,在使用过程中,这些有机溶剂绝大部分经挥发进入大气环境中。因此采用无毒或低毒溶剂代替或部分代替有机溶剂,做到不排或少排有害的VOCS是防治这类污染的有效途径。
引进压缩天然气、液化石油气或丙烷代替汽油作为发动机燃料,是减少VOCS排放的另一种替代形式,为减少VOCS的排放,还应改善油品质量,取消低辛烷值汽油的使用,改进汽油的燃烧性能。
2、改进生产设备和工艺
许多借助挥发性溶剂运行的生产设备和工艺可以由非挥发性溶剂生产设备和工艺取代。如用流化床粉剂喷涂或水溶性电泳涂装工艺替代挥发性有机溶剂涂装工艺、将紫外光技术工艺引入平板印刷等。
VOCS可以从任何开口和缝隙泄露到空气环境之中,因此通过生产设备和工艺的改进,提高设备和管道接缝的密闭程度,是防止VOCS泄漏的有效途径。除此之外,需要严密监测阀门、法兰、观察孔等管道与管件、设备与接口、设备部件之间的接缝,及时发现泄漏问题并采取有效控制措施。
3、针对具体行业的源头和过程控制技术措施
3.1石油炼制与石油化工行业[2]
在石油炼制与石油化工行业,采用先进的清洁生产技术,提高原油的转化和利用效率。对于设备与管线组件、工艺排气、废气燃烧塔、废水处理等过程产生的含VOCS废气污染防治技术措施包括:
1)对泵、压缩机、阀门、法兰等易发生泄漏的设备和管线组件,进行泄漏检测,及时发现修复,防止或减少跑、冒、滴、漏现象。
2)对生产装置排放的含VOCS工艺排气宜优先回收利用,不能回收利用的经处理达标后排放;应急情况下的泄放气可导入燃烧塔,经充分燃烧后排放。
3)废水收集和处理过程中产生的含VOCS废气经收集处理后达标排放。
3.2煤炭加工与转化行业
在煤炭加工与转化行业,采用先进的清洁生產技术,实现煤炭高效、清洁转化,并重点识别、排查工艺装置和管线组件中VOCS泄漏的易发位置,制定预防VOCS泄漏和处置紧急事件的措施。
3.3油类储存、运输和销售环节
在油类的储存、运输和销售过程中,VOCS污染的防治技术措施包括:
1)油库、加油站和油罐车配备相应的油气收集系统,油库、加油站配备相应的油气回收系统。
2)油类储罐采用高效密封的内(外)浮顶罐,当采用固定顶罐时,通过密闭排气系统将含VOCS气体输送至回收设备。
3)油类运输工具在装载过程中排放的VOCS密闭收集输送至回收设备,也可返回储罐或送入气体管网。
3.4涂料、油墨、胶黏剂、农药生产行业
涂料、油墨、胶黏剂、农药生产行业的VOCS污染防治技术措施包括:
1)鼓励符合环境标志产品技术要求的水基型、无有机溶剂型、低有机溶剂型的涂料、油墨和胶黏剂等的生产和销售。
2)鼓励采用密闭一体化生产技术,并对生产过程中产生的废气分类收集后处理。
3.5涂装、印刷、黏合、工业清洗行业
涂装、印刷、黏合、工业清洗行业的VOCS污染防治技术措施包括:
1)使用通过环境标志产品认证的环保型涂料、油墨、胶黏剂和清洗剂。
2)根据涂装工艺的不同,使用水溶性涂料、高固分涂料、粉末涂料等环保型涂料,采用静电喷涂、淋涂、浸涂等 效率较高的涂装工艺;尽量避免无VOCS净化、回收措施的露天喷涂作业。
3)使用水性油墨、印铁制罐行业使用紫外光固化油墨,书刊印刷行业使用预涂膜技术。
4)在人造板、制鞋、皮革制品、包装材料等黏合过程中使用水基型、热熔型等环保型胶黏剂,在复合膜的生产中使用无溶剂复合及共挤出复合技术。
5)淘汰以三氟三氯乙烷、甲基氯仿和四氯化碳为清洗剂或溶剂的生产工艺。清洗过程中产生的废溶剂宜密闭收集,有回收价值的废溶剂经处理后回用,其他废溶剂应妥善处置。
3.6建筑装饰装修、服装干洗、餐饮油烟等生活源
建筑装饰装修、服装干洗、餐饮油烟等生活源的VOCS污染防治技术措施包括:
1)在建筑装饰装修行业使用符合环境标志产品技术要求的建筑涂料、低有机溶剂型木器漆和胶黏剂,逐步减少有机溶剂型涂料的使用。
2)在服装干洗行业淘汰开启式干洗机的生产和使用,推广使用配备压缩机制冷溶剂回收系统的封闭式干洗机,鼓励使用配备活性炭吸附装置的干洗机。
3)在餐饮服务行业使用管道煤气、天然气、电等清洁能源,倡导低油烟、低污染、低能耗的饮食方式。
4、结论
VOCS是人类生产、生活中伴生的挥发性有机物,来源广泛,对人类健康的危害极大。VOCS的防治是一项非常重要和紧迫的巨大的系统工程, 必须多管齐下,齐抓共管,综合治理。扩大VOCS的宣传面,增强宣传力度,注重培养全民环境意识,动员全社会力量自觉加入到削减和淘汰VOCS环境污染物的行动中。
参考文献
[1] 余平. 挥发性有机化合物(VOCs)控制措施探讨[J].广东化工,2018,45(378):168-170
[2] 叶建平,赵建国等. 石化行业发展现状及 VOCs 控制技术研究[J]. 广州化工,2011,39(24):11-13
作者简介:
毛翠玲:工程师,2007年毕业于大庆石油学院环境工程专业,现供职于中油辽河工程有限公司环境工程所。
(中油辽河工程有限公司 辽宁 盘锦 124010)