如何作（zuò）好VOCs治理工藝設計方案

華北電（diàn）力大學環境科學與工程係（xì）  李（lǐ）守信（xìn）    

在實際工作中經常（cháng）會有（yǒu）人向（xiàng）我提出：老師，你給講幾個案例吧！這時候我會回答：講案例沒有太大的用處。

為什麽這樣說？我認為，案例隻相（xiàng）當於一個描紅的字帖，它就像小（xiǎo）學生（shēng）剛剛學習書法時所用的字帖，初學者隻能一（yī）筆一筆地（dì）照著字帖去描，至於為什麽這樣描？不（bú）清楚。描好了，最多也（yě）隻能（néng）達到字帖的水平。況且，在絕大多數情況下，你很難達到字帖（tiē）的水平，更不（bú）要說去超越它了！

對於一個VOCs治理工程，比描（miáo）一個字帖（tiē）的情況要複雜（zá）得多，如果（guǒ）你光依靠案（àn）例去（qù）搞一個治理（lǐ）方案，恐怕十有八（bā）九會出問題。因為一方麵，你的治理項目的實際情（qíng）況與案例的實際情況往往差別較大；另外，你對案例中提出的工藝原（yuán）理不一定完全明白；還有，你對案例中所采取的處理工（gōng）藝都需要（yào）滿足那些條件不見得都熟（shú）悉（xī）；更重要（yào）的是，你處理的VOCs種類是（shì）否與案（àn）例（lì）中完全相同等等。這些因素，恐怕往（wǎng）往會使（shǐ）你的設計方案存在很大的（de）隱患！

如何作好VOCs治（zhì）理工藝設計？我想講講我的方法（fǎ），供大家參考（kǎo）。

記得我在2015年12月由中華環保聯合會在（zài）上海舉辦的“第二期揮發性有機物（VOCs）汙染治理與監（jiān）測技術培訓班”上作過一個講座，題目是：“揮發性有機物處理工藝係統”。在講座中，我對（duì）處（chù）理（lǐ）工藝係統（tǒng）作了比較（jiào）細致的介紹，可以作為重要的參考。現在我想具體講一講對一個具體項目（mù）的處理工藝如（rú）何進行設計的問題。因為采用什（shí）麽樣的設（shè）備是由工藝決定的，為（wéi）此，當我（wǒ）們（men）接到一（yī）個項目（mù）時，首先考慮的（de）是處理工藝，而不是用什麽設備。這一點是我特別強調的。

一、VOCs治理工（gōng）藝的設計應具備的基礎條件（jiàn）

1、必須有一定的化學化工基礎。因為（wéi）VOCs處理所涉及的都是易燃易爆的氣體，因此，要求設計人員（yuán）必須具備一定的化學化（huà）工基礎，對所處理的物質性質要有一定的了解（jiě），尤其是物質的爆炸極限、溶解性、飽和蒸汽壓、沸點等，一定（dìng）要掌握。

2、必須掌握設備乃至整個係統的安全知識。由於治理的對象絕大多數都屬於易燃易爆

氣體，所以在揮發性有機物治理工程中，無一例外地強調安全第一！因此，要求設計人（rén）員首先必須樹立安全第一的意識，在實設計中涉（shè）及到的諸如阻火設施、電氣係統、氣體輸送係統的安全措施要認真熟悉並掌握。                                 

二、認真分析所（suǒ）處理物質的理化（huà）性質

現在查明（míng）的對人類和環境造成危害的VOCs就有數百種，天天操天天爱综合經常接觸到的也有200多種。這些物質（zhì），它們的性質各異，又（yòu）都是易燃易爆的。它們的（de）性質直接決定了你采取什麽樣的技術去處理（lǐ）它們？而采用這些技術的細節等。比如：

物質分子的分（fèn）子（zǐ）量及其極性、分子動力（lì）學直徑、沸點等，直接影響著它們的吸附特性；

物質的飽和蒸汽壓直接影響著它們的脫附性能，進而影響到吸附劑的選擇；

物（wù）質（zhì）的爆炸極限，直接影響著設備運行的安全性——這一點特（tè）別要引起（qǐ）重視（shì）！！

物質的燃燒熱，直接影響著燃燒工藝的選擇與應用；

等等......

為此，在遇到治理項目時，首先要搞清廢氣的成分和濃度等，經過認真分析，才能大致決定治理技（jì）術的選擇方（fāng）向。

三、處理工藝係統的組成

一個完整（zhěng）的VOCs處理（lǐ）係統是由以下部分（fèn）組成（chéng）：  

上圖所示為揮發性有機物處理係統的主線，設計時根據具體工程需要可適當（dāng）增加；但基本設備不可隨意變動；

阻火器必須選擇符合國家（jiā）標準的設備，千萬不能兒戲；

廢氣處理係統的風機（jī）一般安裝在主體（tǐ）裝置（zhì）尾部，運行時可保持係統的微負壓狀態，

以防止廢氣泄露；

排氣筒按照規範要求，要高於附近最高建築物15m以上。

四、進行汙染源調查

在進行工程設計前必須進行汙染源調查（chá），掌握盡可能多（duō）的汙染源數（shù）據，包（bāo）括：

1、汙染源產（chǎn）生的源頭，即產生汙染物的主（zhǔ）體生產工藝，工藝中產生汙染物的具體反應，必要時（shí）可以了解整個生產工藝；

2、汙（wū）染物的種類和成分以及各成分的濃度；

3、廢氣排放方式（連續還是間歇）及（jí）濃度的變化；

4、廢氣排氣溫度及壓力；

5、廢（fèi）氣（qì）排（pái）放點（大小、分布情況）；

五、確定治理方案（àn）

1、治理方案的確定原則

   優先采用資源（yuán）回收技術，然後再考慮消除技術。判斷標準可（kě）首先（xiān）考慮廢氣成分（fèn）和濃度，一般來說（shuō），若成分不太複雜、濃度比較高（比（bǐ）如（rú）＞2000mg/m3）,回收後又可以分離的廢氣，一般可（kě）以考慮回收；但要考慮經濟上的可行性。如果以上兩個條件都（dōu）不能滿足（zú），那麽就（jiù）隻能考（kǎo）慮消除技術，但要盡可能地回收熱（rè）量。

2、治理（lǐ）方案的確定

   根據治（zhì）理方案（àn）的確定（dìng）原則（zé），再結合汙染源調查獲得的數據，就可以初（chū）步確定治理方案。有了治理（lǐ）方案，就（jiù）可以（yǐ）排出治（zhì）理的工藝流程了。然後就可以進入項目的設（shè）計階（jiē）段了。

六、項（xiàng）目設（shè）計

對於（yú）大型（xíng）項目的設計，一般需要經過初步（bù）設計-施工設計（jì）兩個階段（特大型項目還需經過擴（kuò）大初步設計階段），但是（shì）天天操天天爱综合所接觸的VOCs治理項目，絕大多數都是比較小（xiǎo）的（比如幾（jǐ）百（bǎi）萬，上千（qiān）萬），就沒有必要分成幾段設計了。

在進行項目設計時，一定要根據國家的和地方環保部門的相關政策、法（fǎ）規及技術規範以及項目設計的整體的（de）設計原則進行設計。我國在這方麵作了大量的工（gōng）作。可參（cān）考有關設計手冊。另外，在細節（jiē）上（shàng）還要注意：

1、首（shǒu）先要樹立一個（gè）整體觀念，即應該整體考慮（lǜ）揮發性有機物的處理工藝，這是我多次強調過的（de）。

應該把一個VOCs處理係統，作（zuò）為一個係統工程來（lái）處理！不能單獨隻注重主（zhǔ）體處理裝置。

對於一個處理（lǐ）係統，它包括“廢（fèi）氣的預處理（處理後的廢氣要達（dá）到進入（rù）主（zhǔ）體裝置的條件，這些條件在技術規範（fàn）中都（dōu）有詳細規定）—主體（tǐ）裝置（包括吸收、吸附、催（cuī）化等等）—達標（biāo）排放”，這些隻是一個主係統，其它還應該包括：阻火（huǒ）器（qì）、風機的選型及安裝位置以及排氣（qì）筒等等，這些都（dōu）必須結合工程（chéng）實際進行設計。

2、要了解設（shè）置阻火器的目的，主要是為了將處理係統與主生產係統實行嚴格的隔離，當任（rèn）何一（yī）方發（fā）生著火時不應影響另一方。同時強（qiáng）調（diào），阻火器必須采用正規廠家按照國家標準生產的產品，切不可自己隨（suí）意製作。

3、安裝風機（jī）的（de）目的一方麵是為（wéi）克服整個係（xì）統的阻力，另一（yī）個問題是為了保（bǎo）證整個係統運行過程中呈現微負壓狀態（tài），防止廢氣（qì）泄（xiè）漏。

4、風機風量的（de）設計（jì）要有以廢氣濃度為依據，比如催化（huà）燃燒（shāo）要（yào）求（qiú）氣體濃度必須（xū）在爆炸極限下線25%，如果來氣濃度超過這個數據，則必須對它進（jìn）行稀釋，那麽你處理的風（fēng）量就是你稀釋後（hòu）的實際（jì）風量。另外，為適應（yīng）係統風量的變化（比如係統漏氣、生產（chǎn）過程的波動等（děng）），設計風量還必（bì）須留有裕量，根據（jù）經驗，一般取120%的係數。這才（cái）是你設（shè）計的風機風量。

5、風機（jī）壓頭的選擇必須對處（chù）理係統中各種氣（qì）體通道分別進行阻力（lì）計算，然後求（qiú）出總阻力，然後再乘（chéng）以115%。這就是選擇風機壓頭的依據。

6、其它還有更細致的東西，如：氣體的收集、管道的布置、預處理的方法（比如顆粒物、水分油滴的清除、溫度和濃（nóng）度的調（diào）節等）；

另外還有：

設備材料的選擇；

換熱方式的選擇和換熱計算；

電氣、控製係統的設計；

安全、事故應急係統保障；

等（děng）等.......

   這些內容有關技術資料和書籍（jí）上都有（yǒu）詳細介紹（shào），希望大家能夠結合自己（jǐ）的經驗與理論結合起來，盡可能地完善整個工（gōng）程設計。

   總之，希望大家在進行工藝設計時多問幾個為什麽？對於你采用的技術，要搞清楚它的原理，隻（zhī）有這樣，你才能做到舉一（yī）反三，將來（lái）再遇到類似（sì）的問題，你才能去獨立完成。這是一個積（jī）累（lèi）的過程。

以上我囉囉嗦嗦說（shuō）了不少，錯誤在所難免。希望大家多提寶貴的批評意見。

必須明確（què）：對於一個項目，確定工藝流程（chéng）是關鍵（jiàn）。過（guò）去在有（yǒu）機廢氣設（shè）計方麵，曾（céng）經出現過重設備、輕工藝的（de）錯誤認識，認為，隻要有了設備就可以包打（dǎ）天下，這種想法，實踐（jiàn）證明，是非常錯誤的！因此，一個項目要想成功（gōng），必須進行精準的工藝設計。

於（yú）VOCs的種類多(最常見的有200多種),涉及（jí）的行業和企業數量多,排放（fàng）條件複雜,監管非常困難，治理難度也非常大。

從VOCs治理技術來看，由於VOCs治理技術的體係複雜，無論是業主（zhǔ）單位（wèi）還是管理部門對具體的汙染源治理工作（zuò）都沒有相關的經（jīng）驗可以參考，在進行技術（shù）和工藝選擇時感到無從下手，所以往往由於技術選擇不當，無法滿足環（huán）保設施（shī）治理效率和穩定運行水平（píng），難以實現達標排放，造成重複治（zhì）理的現象較普（pǔ）遍。

   企業在進行技術選擇時沒有針對性，造成技術不當，治理設施難以達標（biāo）排放。從（cóng）2018年環保督查的反饋結果來看，這（zhè）個問題最為突出。據業界權威報告表示，大部分企業普（pǔ）遍采用的低溫等離子體、光氧化以及一次性活性炭吸附技術占了大多數，在京津冀地區約占治理企業的80%以上，其中大部分企業(約占80%以上)都不能達標排放。近期生態環境部通報《2018-2019年藍天保衛戰重點區域強化監督情況》中VOCs整治不到位問（wèn）題，有不少企業安裝了“單一”治（zhì）理工藝措施，設施難達（dá）標直排VOCs被生態環境部通報曝光。

由於部分企業使用活性炭、等離子（zǐ）、光氧催化工藝等（děng）低端應付的方（fāng）式（shì）進行治理，導致處理效率隻有10%-30%。

廊坊執法（fǎ）檢查出的突出共性問題

一是部分企業使用活性炭（tàn）進行治理，實際情況為長期不更換活性炭或未將廢（fèi）活性（xìng）炭按照危險廢物轉移聯單處理，致使廢（fèi）氣通過不具備吸附（fù）能力的（de）活（huó）性炭處理排放（fàng）。

二是治理去除（chú）效果不明顯。在專項巡查工作中發現部分行業、企業（yè）采（cǎi）取等離子、光氧催化工藝進行（háng）處理，經手持（chí）快速檢測（cè）儀測試，據廢氣處理前後（hòu）汙染物濃度測算，處理效率隻有10%-30%。

從監管的角度出發，據不完全統計截至目前全國已經有廊坊、蘇州、佛山、山西、河北（běi）、江蘇、山東等10多個省市（shì）的生態環境（jìng）部門出台了（le）紅（hóng）頭文件對（duì）當地企業提（tí）出明確要（yào）求："不建議"或"淘汰"或“不鼓勵”單一活性（xìng）炭吸附、光氧催化、低溫等離（lí）子處理工藝，對於因各種因（yīn）素已經安裝單一治理（lǐ）措施（shī）處理VOCs廢氣的企（qǐ）業將列入為重點監管或優先納入錯峰停產的（de）名單。

從技（jì）術角度出發，技術本身並無“好（hǎo）壞”之分,找到適合自己的才是關鍵，在哪兒用、如何運用才是關（guān）鍵。換言之，VOCs治理方法本身沒有好壞之分,任何VOCs處理技術（shù）都有其優缺點和適用範圍；隻（zhī）有針對（duì）不同VOCs廢氣的特點,確定最合適的方法,才能取得好的處（chù）理（lǐ）效果。鼓勵企業（yè）采用多種技術（shù）組（zǔ）合工（gōng）藝，提高VOCs治（zhì）理效率。

低溫等（děng）離子、光催（cuī）化等技術也不能一（yī）棒子打死、用來（lái）處理低濃度有機廢氣或惡臭氣體（tǐ）在工程設計合理的前期下還是有較好的適用性；采用活性炭（tàn）吸附技術，應配備脫附工藝，或定期更換（huàn）活（huó）性炭並建（jiàn）立台賬。目前不少省（市）管理部門的文件（jiàn）對此也給出了明確的技術引導（dǎo）。

江蘇省發布《打贏藍天保衛戰三年行動計（jì）劃實施方案》中明確提出開展VOCs整治專項執法行動，對負有連帶責任的環境服務第三方治理單位（wèi）應依法（fǎ）追責。2019年6月底前，地方環保部門或委托的第三方治理單（dān）位對采取單一活性炭吸附（fù）、噴（pēn）淋、光（guāng）催化（huà）、吸收等治理措施（shī）的企業進行抽查，依法依規查處違法排汙企業，公布治理效果不達標、造假（jiǎ）等第三方治理單位，禁止其在省內開展相關業務。

同時，國家（jiā）層（céng）麵正在緊鑼密鼓地製訂《重（chóng）點行業（yè）VOCs汙染控製技術指南（nán）》和RTO、等離子體等不同治理工（gōng）藝（yì）的技術指南和工程規範，為業主（zhǔ）單位和管理部（bù）門提供技術指導。

多地環保單位對活（huó）性（xìng）炭、光氧及等離子技術處理VOCs廢氣的要求和建議

1、2018年11月1日，長沙市環保局發布“關於印發《長沙市包裝印刷行業揮（huī）發性有（yǒu）機物整治（zhì）規範》”，指出（chū）“廢氣處（chù）理采（cǎi）用用（yòng）高（gāo）效治理措施，不宜采用單一活性炭吸附工藝”、“在汙染（rǎn）總量規模不大且濃度低、周邊環境不明（míng）剛的前提下，采用UV光催化法與吸收技術配套（tào）聯合處理”

2、2018年（nián），蘇州市環保局要求：建議不使用（yòng）等離子（zǐ）、單純活性炭吸附、光催化氧化等單級治理技術，鼓勵（lì）采用預處理後吸附脫附、催（cuī）化（huà）燃燒、蓄熱燃燒等高效處理技術，並確保VOCs去除率達到相關文件（jiàn）要求（qiú）。

3、2018年2月，佛山市（shì）環境保護委（wěi）員會發布“佛山市家具製造行業大（dà）氣汙染深化整治工作方案”，工作任務第（五（wǔ））條描述（shù）：.....第三方治理技術建議不使用（yòng）等離子、單純活性炭吸附、光（guāng）催化氧化等單級（jí）治理技術，鼓勵采用前處理後吸附脫（tuō）附、催化燃燒、燃（rán）燒等汙染物去除效率較高的技術。

4、2018年3月，河（hé）北廊坊大氣（qì）辦發布（bù）《廊坊市涉揮發性（xìng）有機物（VOCs）企業深度治理（lǐ）專項工作方案》。對一次性投入低、但因運行維護成本過高，不具備（bèi）環（huán）境經濟效益的治理工藝，處理效率較低，無法保（bǎo）證處（chù）理設施能夠（gòu）連續穩定高效處理VOCs的處理工藝，一律納入夏（xià）秋季錯峰名單。治理工（gōng）藝包括：單一活性（xìng）炭（tàn）吸附（fù）處理工藝、光（guāng）氧催化處理工藝、處理易燃易爆VOCs使（shǐ）用的低溫等離子處理工藝。