应整体考虑挥发性有机物处理工艺

    目前，在国家各项政策的推动下，全国上下VOCs治理工作正在打一场人民战争，这场战争比之前的除尘、脱硫、脱硝都来得猛烈，所以我把它称作是一场人民战争。

    2013年9月，国务院发布《大气污染防治行动计划》，对VOCs的污染防治工作提出了一些具体的要求。2014年国家和地方都明显加强了挥发性有机物污染防治政策法规和管理制度体系的制、修订工作。与此同时，环境保护部先后发布了《大气污染治理工程技术导则》（HJ2000-2010）、《吸附法工业有机废气治理工程技术规范》（HJ2026-2013）、《催化燃烧法工业有机废气治理工程技术规范》（HJ2027-2013）等一系列的导则和规范。自此，在国家众多政策的指引下，更是掀起了挥发性有机物污染治理的高潮。VOCs治理形势一片大好！而且已经取得了初步的胜利，有不少重污染地区的空气质量已经明显好转，这是值得庆贺的。

    但是，我们应该看到，在目前的VOCs废气治理工作中还存在着不少问题，例如：近期有不少装置出现了着火甚至爆炸的可怕现象，有不少治理工程出现了“胡子工程”、“半截子工程”，有的因采用不合理设计而造成能源的浪费；更有甚者，有的单位不注意设计原则，采用了落后的技术和工艺，从而给治理工程埋下了很多隐患。

     目前我国治理VOCs中存在的主要问题

    1、对VOCs治理对象的特点认识不足

    首先，不少单位对VOCs治理对象的复杂性认识不足，他们认为这和脱硫脱硝一样，都是治理有害气体嘛！但是，他们不了解：VOC种类繁多，它不像脱硫脱硝，其中的气态污染物只有SOx、NOx等几种简单的、而且大都是无机气体；而VOCs有成百上千种物质，而且它们还常常是多种化合物混杂在一起，同时业主也不能够准确地提供成分和浓度。比如，涂布行业和印刷行业排放的废气多具有这种特点。由于对处理对象的复杂性认识不足。于是就出现了“一剑包打天下”的现象，盲目认为：我的装置很先进，可以处理任何VOCs气体！因而，出现了不少“半截子”工程。

    其次是对VOCs的排放方式的复杂性缺乏思想准备。比如，对于化工、制药等行业中普遍存在的反应釜、真空泵排气，这些排气大都是间歇性的，而且排气的浓度和时间都没有固定的规律可循。这也增加了VOCs处理的复杂性。

    其三，对处理VOCs工程的安全性缺乏足够的重视。这一点我认为是极其危险的！我们必须明白，几乎所有的VOCs都易燃易爆，都有它独有的爆炸极限。处理不好，会存在很大的安全隐患！！

    2、治理工程缺乏理论知识的支撑

    有不少单位在治理上存在着盲目性，由于缺乏理论知识的学习，不了解治理方法的技术原理，因此，在遇到具体工程时不知从何下手。于是就出现了“人云亦云”的现象，寻找类似的工程案例，比葫芦画瓢进行设计、施工，给工程埋下了隐患，甚至在施工过程中都会出现问题。我们有时候会听说，××工程发生了爆炸、××工程治理总也达不了标等。这些现象产生的原因，归根结底是缺乏理论知识的学习。

    3、设计上缺乏对整体工艺系统的了解

    不少设计者只注重主体处理装置，而对整个处理工艺系统缺乏了解。主要表现在对国家现有发布的导则、技术规范不重视，不去认真研究和执行，往往凭经验甚至凭感觉盲目进行设计。你这样设计能够确保万无一失吗？

    4、盲目采用转轮吸附工艺

    不少单位（包括客户）一说处理有机废气马上就想到：采用转轮浓缩-催化燃烧，一下子不就解决问题了？他们根本不去研究转轮的技术原理，好像觉得转轮是一个处理有机废气的万能设备。所以就出现了盲目采用转轮吸附工艺，结果造成了运行费用很高、能源浪费的现象。

    对解决以上问题的建议

    1、应正确认识VOCs治理对象的特点

    首先，应充分了解处理对象中VOCs废气的成分和各自的性质。VOCs废气不同于脱硫、脱硝等工程，据不完全统计，目前在工业和日常生活中出现的、可对环境造成污染的VOCs高达上千种之多。对于一个处理工程，首先需要搞清该工程所要处理的废气中都含有哪些成分，这是最低的要求；然后要想处理这些有机物，还要一一搞清它们的物化特性，包括：它们的分子量、熔点、沸点、溶解性、可燃性、每种物质的爆炸极限、它们各自的特点（如吸附、脱附特性，导电性）等。其次还要搞清每种成分的浓度（含量），只有搞清了这些问题，才能初步选择处理工艺。 

    其次，应充分认识和了解VOCs治理工程中废气排放的特点，包括排放浓度、排气温度、排放方式（连续或间歇）、排气压力等以及它们随时间的变化规律，只有搞清这些问题，才能针对具体情况，采取合适的处理措施。比如，安装一个缓冲罐等。

    其三，必须搞清处理系统中各种物质的爆炸极限！这一点特别重要！！！这是保证装置安全运行的必然条件！根据爆炸极限（尤其是对于混合气体的爆炸极限——这些在工程技术规范中都有具体的计算方法），结合技术规范的规定去调整进入处理装置的气体浓度。只有这样，才能保证处理设施的安全运行。

    2、应加强理论知识的学习

    对于任何一种处理工艺，必须从技术原理上对它搞明白。为此，建议大家，应加强技术理论知识的学习。搞清你为什么采用这样的工艺，只有这样，才能保证你工程的质量。 

    3、应该全面了解一个处理工艺的全过程

    应该把一个VOCs处理系统，作为一个系统工程来处理！不能单独只注重主体处理装置。

    对于一个处理系统，它包括“废气的预处理（处理后的废气要达到进入主体装置的条件，这些条件在技术规范中都有详细的规定）—主体装置（包括吸收、吸附、催化等等）—达标排放”，这些只是一个主系统，其它还应该包括：阻火器、风机的选型及安装位置以及排气筒等等，这些都必须结合工程实际进行设计。

    要了解设置阻火器的目的，主要是为了将处理系统与主生产系统实行严格的隔离，当任何一方发生着火时不应影响另一方。同时强调，阻火器必须采用正规厂家按照国家标准生产的产品，切不可自己随意制作。安装风机的目的一方面是为克服整个系统的阻力，另一个问题是为了保证整个系统运行过程中呈现微负压状态，防止废气泄漏。根据这些原则，阻火器和风机应该怎么布置不就清楚了？对排气筒，规范中也都有具体的规定。

    其它还有更细致的东西，如：气体的收集、管道的布置、预处理的方法（比如颗粒物、水分油滴的清除、温度和浓度的调节等），另外还有整体的设计原则等，这些内容有关技术资料和书籍上都有详细介绍，希望大家能够结合自己的经验与理论结合起来，尽可能地完善整个工程设计。

    另外，对一些具体的细节也必须特别重视，如遇到要选择防腐防爆风机，整个系统必须有可靠的接地（根据规范，保证合适的接地电阻），所有系统内尽可能地避免使用电动阀门，在电气柜内要贴防爆膜，输送废气的管道必须采用不锈钢管道，在催化燃烧系统补充空气时，一定注意空气的洁净度等等。这些细节都非常重要，否则就会带来安全隐患！

    4、应该真正理解转轮的技术原理

    对于转轮，从结构上看，它仍然属于固定床的范畴，它与普通固定床不同的是，把处理系统内所有的固定床都旋转起来，无疑，这样会增加能耗；把普通固定床用于气流切换的阀门变成了与吸附单元硬摩擦的密封件，和旋转的每个吸附单元进行接触，以实现气体的切换。无疑这也增加了设备加工的难度。因此，密封件，不少厂家都依赖进口。

    再从吸附的原理上来分析，它仍然是遵从经典的吸附理论，因此，它的运行程序仍然是吸附-脱附-冷却-再吸附……

    实际上，转轮并不是对所有的气体都能够处理。对一些不好处理的废气，比如：易聚合的烯烃炔烃组分，脱附时容易聚合堵塞，如苯乙烯、涂装行业UV漆的聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯等等，都无能为力！因此，任何一个转轮生产厂家都会向用户提出所处理的废气成分和浓度，这才是问题的关键：转轮厂家只有拿到这些数据才能进行设计。据说在日本东洋纺，他们设计处理装置的基础，就是根据这些废气中各成分的物性数据，来选择沸石分子筛的，然后再把适合处理废气成分的分子筛进行按比例搭配，制成转轮的吸附层，这样，它就能够非常准确地适应你所提供的废气的处理。这里，实际上也就是一个制造加工精细化的问题。

    转轮能够对低浓度气体浓缩到20~40倍。其实这也只是个概念问题。如果你的废气浓度高，比如1000mg/m3，那恐怕连10倍的浓缩比也达不到。其实说白了，转轮对废气的浓缩能力是由它本身的吸附容量决定的。大家知道，分子筛的吸附容量要比活性炭差得多。如果我们把分子筛改成活性炭吸附剂，恐怕在同等条件下，它的浓缩比会成倍地提高。

    至于说，采用转轮比较容易作到达标排放，而采用普通的吸附装置，就很难作到达标。其实这完全没有理解吸附原理。对任何一种吸附装置，它都有个破点的问题，吸附时如果你在距离破点还有较长的时间就提前切换，这样还能够超标吗？所以，一般转轮所设定的吸附时间肯定都会比达到破点的时间要短得多。因此它很容易作到达标排放。

    另外，不少转轮的脱附采用了高温（比如180~200℃）脱附，这样不仅造成能源的浪费，也不利于有用资源的回收。即使你为了与后续的催化燃烧相衔接，也没有必要采用那么高的温度去脱附，你可以采用低温脱附后最脱附气再加热，这样你考虑一下，是不是就实现节能了？因为此时你起码省去了对整个吸附系统加热的能量吧！

    由此可见，我们国内有些人热衷于采用分子筛转轮，主要是出于对转轮的了解不够深入。所以建议大家，在采用转轮时，应该考虑它对你的工程是否适应？有没有更好的设计，以达到更好的既节能又有很好的处理效果。

    欢迎您来电和我们一起探讨voc废气治理各类治理技术，让我们共同为促进我国的VOCs事业共同努力！