您的位置:官网首页 > 新闻中心 >

VOCs监测与治理市场分析

日期:2019-09-04 23:56

1、行业发展概况

(1)凯发网址VOCs及其危害概述

VOCs(Volatile Organic Compounds)指挥发性有机物,是造成我国城市大气污染的主要因素之一。关于 VOCs的定义有多种形式,例如美国 ASTMD3960-98 标准将 VOCs 定义为任何能参加大气光化学反应的有机化合物;美国联邦环保署(EPA)将 VOCs 定义为除 CO、CO2、H2CO3、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外任何参加大气光化学反应的碳化合物;世界卫生组织(WHO,1989)总挥发性有机化合物(Total Volatile Organic Compounds, TVOCs)的定义为熔点低于室温而沸点在 50~260℃之间的挥发性有机化合物的总称。在国内,国家标准 GB/T 18883-2002《室内空气质量标准》中首次对总挥发性有机化合物(TVOCs)作出了定义:利用 Tenax GC 和 Tenax TA 采样,非极性色谱柱(极性指数小于 10)进行分析,保留时间在正己烷和正十六烷之间的挥发性有机化合物。

总体来讲,VOCs 包含各种可于室温下挥发的有机化合物,在一般的室内环境中有着 100 种以上的 VOC,通常包括苯系物、酯类、醇类、酮类、醛类、烯烃、氯代烃、烷烃等。其中常见的有甲苯、二甲苯、对二氯苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛等。

VOCs的危害主要体现在影响空气质量、危害身体健康、易燃易爆、破坏臭氧层等 4 个方面:(1)VOCs 不仅是大气的一次污染源,在有阳光照射时,VOCs还会与氮氧化物及其它悬浮化学物质发生一系列光化学反应,生成臭氧、过氧乙酰硝酸酯、醛类等光化学烟雾,造成二次污染,并进一步危害人的健康和植物生长。某些二次有机物还容易通过成核作用、凝结、气粒分配等过程形成二次有机气溶胶(SOA),造成雾霾和 PM2.5 污染。(2)大多数 VOCs有毒、有恶臭,会刺激人的眼睛和呼吸系统。部分挥发性有机物及其光化学产物对人体健康有直接影响,如苯系物、醛类等。这些有毒有害挥发性有机物通过呼吸道、皮肤等进入人体,导致各种急慢性健康问题,包括粘膜刺激、炎症、心肺疾病、癌症等。这些污染物同时也会危害农作物的生长,甚至导致农作物的死亡。(3)大多数VOCs都易燃易爆,在高浓度排放时易酿成爆炸。(4)部分 VOCs 可破坏臭氧层。

(2)VOCs来源简介

VOCs 的来源比较复杂,大体上可分为自然源和人为源。自然源要主要包括森林火灾、火山喷发等非生物过程,和植被、农作物呼吸、土壤微生物呼吸等生物排放,是世界范围内烷烃等 VOCs的主要来源,目前属于非人为可控范围。在我国,人为排放 VOCs 则成为主要污染源。研究显示,中国年均 VOCs 自然源排放量达到 1090万吨,人为源排放量达到 1510 万吨——人为源排放相较于自然源约高 39%。VOCs 人为源排放量比较严重的区域集中在东部沿海地区,如北京、上海、广州等地区,不仅对大气环境造成影响,还可能对人体健康产生潜在的危害。VOCs人为源包括移动源和固定源,固定源中又包括生活源和工业源等。移动源是指汽车、轮船、飞机等各种交通运输工具的排放。

生活源VOCs排放对象复杂,包括建筑装饰、油烟排放、垃圾焚烧、秸秆焚烧、服装干洗等等。工业源 VOCs在人为源排放中占比最大,所涉及的行业众多,具有排放强度大、浓度高、污染物种类多、持续时间长等特点,对局部空气质量的影响显著。此外,除了一次排放,大气中的部分挥发性有机物也来源于二次生成。一次排放污染物在大气化学反应过程中,被氧化生成醛、酮等含氧的挥发性有机物。

工业源 VOCs 包括四个产污环节:VOCs生产过程环节,VOCs 产品的储存、运输和营销环节,以 VOCs为原料的工艺过程环节和含 VOCs产品的使用过程环节。其中 VOCs 生产过程环节包括炼油与石化、有机化工等溶剂提炼或有机物产生的行业;储存、运输和营销环节主要是油品、燃气、有机溶剂的储存、转运、配送和销售过程,以 VOCs 为原料的工艺过程环节包括众多行业,如涂料行业,合成材料行业,食品饮料行业,胶粘剂生产行业,日用品行业,农用化学品行业和轮胎制造行业等;含 VOCs 产品的使用过程环节包括装备制造业涂装、半导体与电子设备制造、包装印刷、医药化工、塑料和橡胶制品生产、人造革生产、人造板生产、造纸行业、纺织行业、钢铁冶炼行业等等。因此,工业源VOCs治理的下游行业范围极为广泛,包括从产品生产到使用过程中能够产生 VOCs的各个工业领域。

(3)工业源VOCs治理技术概述

工业源VOCs排放对于周边大气的污染影响最为直接,且具有明显的集中性,因此通过管控可以获得较明显改善。特别是工业源中的重点工业行业,因为产生的 VOCs 占比较大,一般为有组织排放,浓度高,易于收集和处理,且有较为成熟的治理技术,所以是 VOCs治理产业的重点发展方向,也是当前VOCs治理企业最为集中的领域。

VOCs 的控制技术基本分为两大类。第一类是预防性措施,以更换设备、改进工艺技术、防止泄漏乃至消除 VOCs 排放为主,这是人们所期望的,但是以目前的技术水平,向环境中排放和泄露不同浓度的有机废气是不可避免的,这时就必须采用第二类技术。第二类技术为控制性措施,以末端治理为主。末端控制技术包含两类,即回收技术和销毁技术。回收技术是通过物理的方法,改变温度、压力或采用选择性吸附剂和选择性渗透膜等方法来富集分离有机污染物的方法,主要包括吸附技术、吸收技术、冷凝技术、膜分离技术、膜基吸收技术等。销毁技术是通过化学或生化反应,用热、光、催化剂或微生物等将有机化合物转变成为二氧化碳和水等无毒害无机小分子化合物的方法,主要包括高温焚烧、催化燃烧、生物技术、等离子体裂解(破坏)和光催化氧化技术等。

吸附技术、催化燃烧技术和热力燃烧技术是传统的有机废气治理技术,也是目前应用最为广泛的VOCs治理技术。吸收技术由于存在二次污染和安全性差等缺点,目前已经不作为主要处理方法。冷凝技术只是在极高浓度下直接使用才有意义,通常作为吸附技术或催化燃烧技术等的辅助手段使用。生物技术、等离子体裂解技术、光催化技术和膜分离技术是近几年来逐步发展成熟的新型治理技术,在各种治理需求和治理环境下有着不同的优劣势,目前在国内处于小规模应用的快速发展阶段。

由于 VOCs的种类繁多,性质各异,排放条件多样,在不同的行业、不同的工艺条件下需要采用不同的 VOCs实用治理技术。同时,条件的复杂性决定了单个回收技术或者销毁技术因为工艺处理气体能力范围的限制存在诸多不足,因而在实际应用当中,一般会采用几种技术工艺组合使用,应用比较广泛的有:吸附——蒸汽脱附——冷凝回收法和吸附——催化燃烧法。随着国内对 VOCs治理要求的提高和各类新型治理技术的完善,新型技术、组合治理技术将成为未来 VOCs治理的主要演进方向。