VOCs污染防治的技術(shù)體系主要包括源頭替代、過(guò)程控制、末端治理、精細管控四部分構成。
一、VOCs原輔材料的源頭替代材料
(一)石化/化工行業(yè)
使用低(無(wú))VOCs含量、低反應活性的原輔材料,加快對芳香烴、含鹵素有機化合物的綠色替代。
(二)包裝印刷行業(yè)
可選擇水性、輻射固化、植物基等低VOCs含量的油墨。
可選擇水基、熱熔、無(wú)溶劑、輻射固化、改性、生物降解等低 VOCs含量的膠粘劑。
可選擇低VOCs含量、低反應活性的清洗劑。
(三)工業(yè)涂裝行業(yè)
可選擇水性、粉末、高固體分、無(wú)溶劑、輻射固化等低 VOCs含量的涂料。
二、低揮發(fā)性VOCs材料產(chǎn)品技術(shù)標準
目前已發(fā)布的低揮發(fā)性原輔材料的產(chǎn)品技術(shù)要求包括:
生態(tài)環(huán)境部:《環(huán)境標志產(chǎn)品技術(shù)要求水性涂料》(HJ 2537—2014)、《環(huán)境標志產(chǎn)品技術(shù)要求凹印油墨和柔印油墨》(HJ 371—2018)、《環(huán)境標志產(chǎn)品技術(shù)要求膠印油墨》(HJ/T 370—2007)、《環(huán)境標志產(chǎn)品技術(shù)要求膠粘劑》(HJ 2541—2016)、《環(huán)境標志產(chǎn)品技術(shù)要求家用洗滌劑》(HJ 458—2009 )。
工業(yè)和信息化部:《水性液態(tài)內墻硅藻涂料》(HG/T 5172—2017)、 《帶銹涂裝用水性底漆》(HG/T 5173—2017)、《玻璃和陶瓷制品裝飾用水性涂料》(HG/T 5175—2017)、《汽車(chē)塑料件用水性涂料》(HG/T 5180—2017)、《水性紫外光(UV)固化木器涂料》(HG/T 5183—2017)。
三、專(zhuān)有名詞解釋
輻射固化
輻射固化是一種借助于能量照射實(shí)現化學(xué)配方物質(zhì)(涂料、油墨和膠粘劑)由液態(tài)轉化為固態(tài)的加工過(guò)程。輻射固化技術(shù)的實(shí)用化可以追溯到20世紀60年代,當時(shí)德國推出了第一代UV涂料(UV涂料指利用UV輻射固化的涂料。UV固化涂料可應用于油墨印刷并曝光于UV輻照。其固含量可高達100%,因此沒(méi)有揮發(fā)組分而不污染環(huán)境。高固含量還能使其應用于很薄的膜。UV固化涂料還可應用于涂布玻璃和塑料,木材,鋁質(zhì)飲料瓶等),在木器涂裝工業(yè)上得到初步應用。以后輻射固化技術(shù)逐步由木材單一的基材擴展至紙張、各種塑料、金屬、石材,甚至水泥制品、織物、皮革等基材的涂裝應用。加工產(chǎn)品的外觀(guān)也由最初的高光型發(fā)展到亞光型、珠光型、燙金型、紋理型等。輻射固化的能量來(lái)源可以是紅外(IR)、紫外(UV)、電子束(EB)等。
高固體分涂料
高固體分涂料指溶劑含量比傳統涂料低得多的溶劑型涂料。一般指固體組分質(zhì)量百分含量為60%~80%的溶劑型涂料。實(shí)際情況下,不同地區、不同行業(yè)、不同部門(mén),高固體分的定義不同。
根據《環(huán)境保護綜合名錄(2017)》, 對于汽車(chē)涂料,高固體分的定義是“中涂施工固體分高于65%,單色漆施工固體分高于60%,閃光漆施工固體分高于45%,清漆施工固體分需高于55%”。
根據中國電器工業(yè)協(xié)會(huì )電線(xiàn)電纜分會(huì )2015年的發(fā)文,“目前,漆包線(xiàn)產(chǎn)品國際公認的可適用的最高固體含量為 50% 左右,同時(shí),尚沒(méi)有成熟的可替代產(chǎn)品”。
根據《建筑用外墻涂料中有害物質(zhì)限值》(GB24408—2009),高固體分含量的國標要求為> 30%。
四、VOCs減量排放先進(jìn)技術(shù)介紹
目前主要是通過(guò)采用全密閉、連續化、自動(dòng)化等生產(chǎn)技術(shù),以及高效工藝設備等,有效減少工藝過(guò)程無(wú)組織排放。
揮發(fā)性有機液體裝載優(yōu)先采用底部裝載方式。
石化、化工行業(yè)重點(diǎn)推進(jìn)使用低(無(wú))泄露的泵、壓縮機、過(guò)濾機、離心機、干燥設備等,推廣采用油品在線(xiàn)調和技術(shù)、密閉式循環(huán)水冷卻系統等。
工業(yè)涂裝行業(yè)重點(diǎn)推進(jìn)使用緊湊式涂裝工藝,推廣采用輥涂、靜電噴涂、高壓無(wú)氣噴涂、空氣輔助無(wú)氣噴涂、熱噴涂等涂裝技術(shù),鼓勵企業(yè)采用自動(dòng)化、智能化噴涂設備替代人工噴涂,減少使用空氣噴涂技術(shù)。
包裝印刷行業(yè)大力推廣使用無(wú)溶劑復合、擠出復合、共擠出復合技術(shù),鼓勵采用水性凹印、醇水凹印、輻射固化凹印、柔版印刷、無(wú)水膠印等印刷工藝。
五、提高VOCs廢氣收集率
遵循“應收盡收、分質(zhì)收集”的原則,科學(xué)設計廢氣收集系統,將無(wú)組織排放轉變?yōu)橛薪M織排放進(jìn)行控制。
采用全密閉集氣罩或密閉空間的,除行業(yè)有特殊要求外,應保持微負壓狀態(tài),并根據相關(guān)規范合理設置通風(fēng)量。
采用局部集氣罩的,距集氣罩開(kāi)口面最遠處的VOCs無(wú)組織排放位置,控制風(fēng)速應不低于 0.3 m/s,有行業(yè)要求的按相關(guān)規定執行。
六、VOCs末端治理技術(shù)
低濃度、大風(fēng)量廢氣,宜采用活性炭吸附、沸石轉輪吸附、減風(fēng)增濃等濃縮技術(shù),提高 VOCs 濃度后凈化處理;
高濃度廢氣,優(yōu)先進(jìn)行溶劑回收,難以回收的,宜采用高溫焚燒、催化燃燒等技術(shù);
油氣(溶劑)回收宜采用冷凝+吸附、吸附+吸收、膜分離+吸附等技術(shù);
光催化、光氧化技術(shù)主要適用于惡臭異味等治理;
低溫等離子體、生物法主要適用于低濃度 VOCs 廢氣治理和惡臭異味治理;
非水溶性的VOCs廢氣禁止采用水或水溶液噴淋吸收處理;
采用一次性活性炭吸附技術(shù)的,應定期更換活性炭,廢舊活性炭應再生或處理處置;
有條件的工業(yè)園區和產(chǎn)業(yè)集群等,推廣集中噴涂、溶劑集中回收、活性炭集中再生等,加強資源共享,提高 VOCs 治理效率。
七、末端治理裝置相應技術(shù)規范
截至 2020 年 6 月,生態(tài)環(huán)境部制定了 3 項常用末端治理裝置的工程技術(shù)規范。分別是:
《吸附法工業(yè)有機廢氣治理工程技術(shù)規范》(HJ 2026—2013)
《催化燃燒法工業(yè)有機廢氣治理工程技術(shù)規范》( HJ 2027—2013)
《蓄熱燃燒法工業(yè)有機廢氣治理工程技術(shù)規范》(HJ 1093—2020)
吸附法裝置運維的安全注意事項
1.除溶劑和油氣儲運銷(xiāo)裝置的有機廢氣吸附回收外,進(jìn)入吸附裝置的有機廢氣中有機物的濃度應低于其爆炸極限下限的25%。當廢氣中有機物的濃度高于其爆炸極限下限的 25%時(shí),應使其降低到其爆炸極限下限的25%后方可進(jìn)行吸附凈化。
2.進(jìn)入吸附裝置的顆粒物含量宜低于 1mg/m3 。
3.進(jìn)入吸附裝置的廢氣溫度宜低于 40℃。
4.在吸附操作周期內,吸附了有機氣體后吸附床內的溫度應低于83℃。當吸附裝置內的溫度超過(guò) 83℃時(shí),應能自動(dòng)報警,并立即啟動(dòng)降溫裝置。
催化燃燒裝置運維安全注意事項
1.排風(fēng)機之前應設置濃度沖稀設施。當反應器出口溫度達到600℃時(shí),控制系統應能報警,并自動(dòng)開(kāi)啟沖稀設施對廢氣進(jìn)行稀釋處理。
2.催化燃燒或高溫燃燒裝置應具有過(guò)熱保護功能。
3.催化燃燒或高溫燃燒裝置應進(jìn)行整體保溫,外表面溫度應低于60℃。
4.進(jìn)入催化燃燒裝置的廢氣中有機物的濃度應低于其爆炸極限下限的25%。當廢氣中有機物的濃度高于其爆炸極限下限的25%時(shí),應通過(guò)補氣稀釋等預處理工藝使其降低到其爆炸極限下限的25%后方可進(jìn)行催化燃燒處理。
蓄熱燃燒裝置運維安全注意事項
1.當廢氣濃度波動(dòng)較大時(shí),應對廢氣進(jìn)行實(shí)時(shí)監測,并采取稀釋、緩沖等措施,確保進(jìn)入蓄熱燃燒裝置的廢氣濃度低于爆炸極限下限的25%。
2.應在治理工程與主體生產(chǎn)工藝設備之間的管道系統中安裝阻火器或防火閥,阻火器應符合GB/T13347—2010 的相關(guān)規定,防火閥應符合GB15930—2007 的相關(guān)規定。
3.當治理工程進(jìn)風(fēng)、排風(fēng)管道采用金屬材質(zhì)時(shí),應采取法蘭跨接、系統接地等措施,防止靜電產(chǎn)生和積聚。
4.管道氣體溫度超過(guò)60℃或蓄熱燃燒裝置表面可接觸部位的溫度高于60℃時(shí),應做隔熱保護或相關(guān)警示標識,保溫設計應符合SGBZ-0805 的相關(guān)規定。
5.燃料供給系統應設置高低壓保護和泄漏報警裝置。
6.壓縮空氣系統應設置高低壓保護和泄漏報警裝置。