一、研究背景
VOCs(Volatile oganic compounds,挥发性有机物)是指一类化合物[1],在常温下它们的蒸发速率大,易挥发[2]是指在室温下饱和蒸气压大于 70.91Pa,常压下沸点小于 260℃的有机化合物,从环境监测角度来讲,指以氢火焰离子检测器测出的非甲烷烃类总称,包括烷类、烷类、芳烃类、烯烃类、卤代烃类、酯类、醛类、酮类和其他化合物。VOCs 是除颗粒物以外的第二大分布广泛和种类繁多的排放物,并且已成为目前最主要的大气污染物之一[3]
化学制药工业生产过程VOCs排放量较大,是VOCs治理领域的重点行业[4]。2019年生态环境部发布了《挥发性有机物无组织排放控制标准》(GB37822-2019)和《制药工业大气污染物排放标准》(GB37823-2019),对化学制药工业VOCs综合治理提出了极高的要求。对于化学制药企业而言,VOCs污染主要集中在生产过程中使用的有机溶剂,工艺流程设计不足和生产过程中“跑冒滴漏”现象都会导致污染、排放不达标。设计提标改造方案时,可遵循末端治理与源头管控并举,过程管理与之并重的思路,选取有机溶剂时加入绿色化学的考虑,尽量选用环境友好型绿色溶剂,做好清洁生产,同时改造加强末端治理设备。从源头控制而不是仅仅末端治理、优化产业结构工艺流程设计方案、对制药企业挥发性有机物废气进行综合治理,总量控制浓度控制双控双达标。可以从结构调整、原料替代、过程管理、末端治理全过程控制污染。从而建立起VOCs综合控防体系,减少VOCs排放,达到提标改造的目标。
本课题通过现状调研与排放监测,评估废气收集处理效率及达标排放情况,分析目标企业废气收集处理存在的问题。依据相应的标准规范,从源头控制-过程管理-末端治理等方面,对目标企业VOCs综合治理的设计方案进行系统研究,以期为目标企业的VOCs综合治理提供技术依据。
二、研究方法
对 VOCs 的控制技术可分为前端控制技术与末端控制技术。前端控制技术主要是采用工艺替代、原料替代与控制泄露等方式,实现清洁生产,从源头上减少VOCs 的排放量;而末端控制技术主要是在排放前对 VOCs 进行严控和治理,主要包括摧毁与回收两种方式,其包括冷凝回收、 高沸点溶剂吸收、 活性炭吸附、 焚烧处置等。(吸附法、生物法、催化法、冷凝法、吸收法、燃烧法,此外尚有光解光催化、低温等离子体、高温脉冲反应器、膜分离、变压吸附等新兴技术)。
(1)冷凝回收VOCs
冷凝法是通过控制操作温度低于 VOCs 的沸点,从而从气相中分离出来 VOCs冷凝成液体,达到回收 VOCs 的目的。这利用了在不同温度、不同压力下气态污染物具有不同的饱和蒸气压。当降低温度或加大压力时,某些污染物会凝结而出,从而达到净化和回收 VOCs 的目的。因此可以利用不同的冷凝温度分离不同污染物[5]。
(2)吸附法净化VOCs
利用吸附剂从含有有机污染物的气相中分离出污染物 VOCs 的方法称为吸附法。吸附剂具有较大的比表面积,吸附废气中所含的 VOCs,此吸附多为物理吸附,过程可逆[6,7]。因此节能、高效性、经济性是吸附法具有的特点,是低浓度VOCs 最有效的处理技术之一[8]。
