VOCs的排放特征及控制對策分析

游太宇

摘 要：近年來，我國工業(yè)生產快速發(fā)展，推動了經(jīng)濟社會的穩(wěn)定進步，而生產過程中產生的揮發(fā)性有機物（VOCs）也對生態(tài)環(huán)境造成了一定破壞。筆者結合多年工作經(jīng)驗，以廣西某彩印包裝公司為例，深入分析該公司在VOCs排放控制方面的經(jīng)驗，以供參考。

關鍵詞：VOCs;排放特征;有機污染物;控制對策

中圖分類號：X796 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2021）32-0148-03

Analysis of VOCs Emission Characteristics and Control Countermeasures

YOU Taiyu

（Guangxi Zhongyan Industry Co.， Ltd.， Nanning Guangxi 530001）

Abstract： In recent years， the rapid development of industrial production in China has promoted the stable progress of the economy and society， and the volatile organic compounds （VOCs） produced in the production process have also caused certain damage to the ecological environment. Combining years of work experience， the author takes a color printing and packaging company in Guangxi as an example to analyze the company's experience in VOCs emission control for reference.

Keywords： VOCs;emission characteristics;organic pollutants;control countermeasures

工業(yè)固定源是揮發(fā)性有機化合物（Volatile Organic Compounds，VOCs）的主要排放來源之一，主要排放途徑有家具生產、石油煉制、交通設備制造、工業(yè)生產、電子產品制造、機械制造和包裝印刷等[1]。在工業(yè)生產環(huán)節(jié)，此類固定源會不斷產生VOCs，其中含有一些有毒有害氣體，危及生產人員的身體健康[2]。為滿足高品質印刷包裝需求，某彩印包裝公司擬投資22 070萬元在廣西壯族自治區(qū)南寧市高新區(qū)工業(yè)園建設彩印包裝生產基地，年產13萬箱煙用配套煙標。印刷業(yè)是我國工業(yè)源VOCs產排的主要行業(yè)之一，2019年我國印刷業(yè)總產值約為1.1萬億元，VOCs排放量為110～130萬t。因此，解決印刷業(yè)VOCs排放問題已迫在眉睫。

1 項目VOCs廢氣源參數(shù)和污染物分布

本項目的膠印車間VOCs廢氣源參數(shù)如表1所示。原有主動送風風量為22 000 m/h。新增風量為36 000 m/h，考慮風阻衰減因素，設計采用38 000 m/h。環(huán)保系統(tǒng)廢氣處理流程的總風量為60 000 m/h。根據(jù)項目生產工藝調查，本項目VOCs廢氣分布如圖1所示。

2 項目治理的基本目標

根據(jù)企業(yè)所處位置及排放的主要污染物，遵守生態(tài)環(huán)境部及相關環(huán)保標準的要求，尾氣凈化處理后進行無害化排放[3]。本項目廢氣排放執(zhí)行《大氣污染物綜合排放標準》（GB 16297—1996），VOCs處理后排出的氣體必須達到國家相關標準的要求。企業(yè)排氣筒VOCs排放限值執(zhí)行表2所示的規(guī)定。無組織排放監(jiān)控點濃度限值應執(zhí)行如下標準：苯0.1 mg/m，甲苯0.6 mg/m，二甲苯0.2 mg/m，總VOCs 2.0 mg/m。

2.1 標準的實施要求

VOCs排放末端出口揮發(fā)性有機物有組織排放標準的實施要求涉及兩個方面。一是最高允許排放速率限值：苯≤0.4 kg/h，甲苯≤0.6 kg/h，二甲苯≤0.6 kg/h，非甲烷總烴（NMHC）≤1.5 kg/h。二是最高允許排放濃度限值：苯≤1 mg/m，甲苯≤5 mg/m，二甲苯≤5 mg/m，非甲烷總烴（NMHC）≤40 mg/m。

2.2 處理設備系統(tǒng)要求

對于VOCs處理設備系統(tǒng)來說，VOCs處理的排放指標既要滿足國家相關規(guī)范、標準要求，還必須滿足招標文件的主要技術指標要求[4]。

3 治理系統(tǒng)設計方案

目前，根據(jù)實際工況，VOCs治理方法較多，常用的有噴淋吸收法、催化氧化法、吸附法、膜分離法及生物凈化法等[5]。具體選用時，要根據(jù)成分因子、濃度、風量及日常工作周期等因素，選擇安全、可靠、達標、投資運行成本低的單一工藝或多種工藝組合。

本項目膠印車間的廢氣經(jīng)過VOCs處理系統(tǒng)處理后，排出的空氣質量必須達到以下要求：VOCs去除率≥90%;排放的VOCs濃度優(yōu)于《大氣污染物綜合排放標準》（GB 16297—1996）;設備系統(tǒng)運行可靠性高、穩(wěn)定性好，具有長期維持能力，保證3年以內不存在效率衰減現(xiàn)象。本項目VOCs污染源現(xiàn)狀及設計目標如表3所示。

3.1 工藝選擇

本項目中VOCs的濃度不高，日常工作是非連續(xù)工作。基于本項目中廢氣的主要成分、濃度以及治理目標要求，VOCs末端治理設備應該選擇以催化氧化法為主，輔以前處理的方法，即采用噴淋+催化氧化組合工藝。

無組織排放循環(huán)治理設備可以降低無組織VOCs濃度，去除工作車間的異味，確保職工健康。無組織排放循環(huán)治理設備選擇等離子凈化一體機，采用常溫等離子+羥基催化氧化的組合工藝。雖然等離子凈化能力不強，但循環(huán)處理效果依舊可以達標。循環(huán)通風凈化系統(tǒng)組成為等離子+羥基催化氧化一體化裝置。

3.2 VOCs治理系統(tǒng)設計方案

VOCs治理系統(tǒng)主要分為兩部分：一是前處理設備，包括旋流板噴淋塔（去除顆粒物及黏性物質）和濾棉過濾箱;二是吸附催化氧化一體機，如圖2所示。

印刷過程中釋放的有機廢氣經(jīng)收集系統(tǒng)由引風機收集，旋流板噴淋塔進行除塵，過濾箱過濾，完成前處理。前處理后的“干凈”廢氣進入VOCs治理環(huán)節(jié)。各個環(huán)節(jié)配備噪聲屏蔽機構，設備運行噪聲符合《聲環(huán)境質量標準》（GB 3096—2008）的2類指標要求，設備運行最大噪聲為風機的工作噪聲。在工作時間內，系統(tǒng)設計噪聲≤50 dB。該設計的優(yōu)點表現(xiàn)在6個方面。

[①]經(jīng)濟性。在滿足應用要求的基礎上，盡可能降低能源動力的消耗和二次污染物的排放，同時便于日常管理、使用、保養(yǎng)和維修，保證系統(tǒng)投資的最大性價比，達到環(huán)保驗收標準和建設成本控制目標。

[②]實用性。以能滿足當前的實際需求為主要出發(fā)點，考慮預期可能的需求，在設計上滿足VOCs處理需求，使招標人能獲得直接效益。不使用活性炭，沒有二次污染，且運營費用低。

[③]安全性。嚴格按照國家、印刷行業(yè)發(fā)布的安全、消防、環(huán)保和節(jié)能等技術規(guī)范進行系統(tǒng)設計，系統(tǒng)各種安全措施有效可信。系統(tǒng)設計不能出現(xiàn)背壓，保證操作人員及設備的安全。整體運行溫度不超過70 ℃，無燃燒風險。

[④]先進性。采用先進的設計思想和技術，配置先進的設備和控制系統(tǒng)，確保設備運行控制實現(xiàn)自動化。

[⑤]可靠性。VOCs治理系統(tǒng)的可靠性主要是指硬件設備和軟件系統(tǒng)的容錯性。本項目的所有設備和控制元件為標準、成熟、可靠的產品。選用成熟的優(yōu)秀平臺和工具軟件，采用模塊化設計，設置安全管理功能，并盡可能優(yōu)化系統(tǒng)。

[⑥]交互性。采用友好的人機界面，使系統(tǒng)更好地貼近用戶的操作習慣，使現(xiàn)場設備的監(jiān)視與控制更加直觀、方便。

3.3 無組織排放循環(huán)治理設備設計方案

無組織排放循環(huán)治理工藝主要由前處理（濾棉過濾除霧）、等離子氧化及羥基催化氧化等組成，工藝流程如圖3所示。羥基催化氧化前，要將廢氣與羥基混合。

設計優(yōu)點如下：有效降低膠印車間內無組織排放VOCs濃度;循環(huán)處理，效果好，功率低;與中央空調同步運行，操作簡單;質量可靠，維護方便，整個設備系統(tǒng)運行實現(xiàn)全過程自動化，故障率低，噪聲小，使用和維護成本低，效率高，可靠性好，安全性高，穩(wěn)定性好。

4 結語

在我國城市化、工業(yè)化持續(xù)高速發(fā)展的大環(huán)境下，VOCs排放量不斷增加，城市和工業(yè)密集區(qū)的空氣污染問題日趨嚴重。相關技術人員應當深入研究，探尋有效的技術來減少VOCs排放，改善空氣質量。

參考文獻：

[1]劉銳澤，方淵，張韜，等.青島市夏季VOCs污染特征及來源解析[J].環(huán)境工程技術學報，2021（6）：1041-1048.

[2]李瑩.泉州市洛江區(qū)夏季大氣VOCs污染特征及臭氧污染立體移動溯源分析[J].福建輕紡，2021（11）：19-23.

[3]余偉.常壓儲罐罐頂氣VOCs連通收集的技術思考[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2021（11）：85-87.

[4]蔡樂天，許瀟鋒，許純領，等.宿遷市VOCs污染特征和來源解析[J].環(huán)境科學學報，2021（11）：1-12.

[5]陳波锨.環(huán)保視閾下VOCs排放特征及治理措施研究[J].中國資源綜合利用，2020（12）：184-185.