吳曉春
(防城港市機動車排放污染管理中心,廣西防城港 538001)
目前,由于人們認知的提升,人們對環(huán)境也有越來越高的要求。揮發(fā)性有機物作為一種有害物質(zhì),不僅會對人們生存的環(huán)境帶來污染,同時也會對人體的健康帶來威脅。在進行揮發(fā)性有機物的概念界定上,按照世界衛(wèi)生組織的概念認定,認為揮發(fā)性有機物指的是一些沸點處于50℃到250℃的化合物。對于這些化合物而言,其在室溫環(huán)境下,飽和蒸氣壓一般是在133.3Pa以上。若是為常溫條件,那么這些有機物在存在上一般是以蒸汽的方式存在。目前主要的污染包括二氧化氮以及二氧化硫等。這些污染物被納入一次污染物的范疇。但是揮發(fā)性有機物則隸屬二次污染物。由于這些污染物的存在,必然會對空氣清潔度帶來嚴重的污染,甚至會產(chǎn)生一些毒害物質(zhì)。
對于揮發(fā)性有機物的排放而言,在進行排放源的設(shè)定上,類別相對較多。若是進行排放源的類別劃分,常見的包括人為源以及自然源兩種。其中自然源一般指的是一些野生動植物的排放物,或是濕地厭氧以及森林大火等的排放。若是從人為源頭角度來說,指的是工業(yè)生產(chǎn)以及生活排放等。當前從我國揮發(fā)性有機物排放的現(xiàn)狀來說,導致這種情況最主要的影響要素就是人為源頭。
針對人為源頭進行進一步的細分,在揮發(fā)性有機物排放的源頭上,其包含了工業(yè)生產(chǎn)源頭、移動源頭和生活源頭三種。其中,移動源頭以及工業(yè)生產(chǎn)源頭是主要的揮發(fā)性有機物排放源頭。在移動源頭中,包含了機動車排放,以及飛機、輪船等的排放。在工業(yè)生產(chǎn)源頭方面,主要是在當前工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中使用的一些工業(yè)溶劑以及石化、化工存儲、表面噴涂等。而且對于工業(yè)生產(chǎn)源頭以及移動源頭而言,其所產(chǎn)生的揮發(fā)性有機物往往會被直接排放到大氣中,其會對大氣造成十分嚴重的污染。為此重視工業(yè)生產(chǎn)揮發(fā)性有機物排放的治理顯得十分關(guān)鍵且必要。
在應(yīng)用燃燒法進行揮發(fā)性有機物控制上,主要是通過燃燒的方式實現(xiàn)一些有害氣體到無害物質(zhì)的燃燒轉(zhuǎn)化。這些有害氣體包括蒸汽、煙塵或液體以及CO、NOx、HC等。在采取燃燒法進行揮發(fā)性有機物控制的實現(xiàn)上,其突出的特點體現(xiàn)在。
(1)在采取燃燒法進行揮發(fā)性有機物控制實現(xiàn)上,其對一些高溫下能夠燃燒或是分解的物質(zhì)有較好的應(yīng)用價值和意義。
(2)通過燃燒法進行揮發(fā)性有機物的處理能夠?qū)⑵鋹撼魵馕断?/p>
(3)基于燃燒法進行揮發(fā)性有機物的處理,可能會導致一些原本有用的物質(zhì)也被燃燒盡,無法實現(xiàn)有用物質(zhì)的科學回收。
(4)基于燃燒法實現(xiàn)揮發(fā)性有機物處理能夠進行其燃燒熱量的針對性處理。在使用燃燒法進行揮發(fā)性有機物處理的實現(xiàn)上,常見的方式主要是催化燃燒、直接燃燒以及熱力燃燒3種方式。在進行具體的燃燒方式篩選上,需要結(jié)合揮發(fā)性有機物處理的不同需求,合理進行對應(yīng)燃燒方式的篩選。
直接燃燒,也稱為直接火焰燃燒,指的是在進行揮發(fā)性有機物處理時,直接將有害物質(zhì)進行燃燒,合理進行污染的消除。若是可燃組分有較高的濃度,而且這個濃度高出燃燒上限,那么為了確保充分燃燒,在燃燒的實現(xiàn)上,可以先進行部分空氣的加入,隨后再進行相應(yīng)燃燒。若是在揮發(fā)性有機物中其可燃成分難以滿足燃燒下限的要求,那么為了確保充分燃燒,可以適當在其中加入一些煤氣或是天然氣等輔助燃燒來協(xié)助維持燃燒,確保燃燒的效果。在當前的應(yīng)用上,對于直接燃燒法的應(yīng)用,常見的包括燃燒爐或者通過某種輔助的裝置將廢氣導入鍋爐內(nèi)部進行燃燒用來作為燃料氣進行燃燒的設(shè)備等。在燃燒過程中,一般以1 100℃為最佳燃燒溫度。在可燃物完成燃燒后,獲取的產(chǎn)物主要是氮氣、水以及二氧化碳等。在進行揮發(fā)性有機物的處理上,若是其為濃度較高的廢氣或是有較低濃度廢氣等,可以采取直接燃燒法進行處理。
催化燃燒法也是目前一種常見的燃燒法。對于該方法的具體應(yīng)用而言,其本質(zhì)相當于是催化氧化。這也就意味著在進行揮發(fā)性有機物處理實現(xiàn)上,可以通過催化劑的作用發(fā)揮,確保揮發(fā)性有機物中含有的有害組分得以充分燃燒氧化生成水以及二氧化碳。目前在進行該方式的應(yīng)用上,主要是用來進行碳氫化合物的處理。從實踐應(yīng)用層面來說,目前使用催化燃燒法處理揮發(fā)性有機物時,一般是用來滿足煉焦、漆包線、金屬印刷、油漆、絕緣材料、化工等行業(yè)的揮發(fā)性有機物處理需求。在進行處理實現(xiàn)上,采取的催化劑一般是金屬Pt、Pd;稀土以及Al2O3載體的催化劑,以金屬為載體的催化劑等。對于這種燃燒法而言,其在應(yīng)用上,一般是對一些有較低可燃組分濃度要求或是有較小熱值限制的有害物質(zhì)進行處理,而且這些有害物燃燒有較低的溫度要求,最高不超過450℃,在燃燒的過程中有較少的輔助燃料消耗,另外在進行燃燒的過程中其可以滿足無火焰燃燒需求,有較高的安全性,而且燃燒不會引發(fā)火災。另外為了確保催化劑有盡可能長的使用周期和壽命,要求廢氣應(yīng)該保持一定的清潔度,在其中不能有塵埃?;蚴庆F滴的存在。
熱力燃燒也是目前一種常用的燃燒法。對于這種燃燒法的應(yīng)用來說,一般在應(yīng)用上,要求被處理的揮發(fā)性有機物廢氣中有較低的可燃有機物含量。在進行具體的工藝實現(xiàn)上,一般使用的燃料為常見的煤氣或是天然氣,基于此科學合理提升廢氣溫度,將其提升到廢氣燃燒所需的溫度后通過燃燒方式處理廢氣中的有害物質(zhì)。在實現(xiàn)原理上,采取的是氧化處理方案,通過氧化,將廢氣中有害物質(zhì)經(jīng)過氧化分解成水、二氧化碳以及氮氣。需要注意的是,在采取熱力燃燒法進行燃燒的過程中,燃燒所需的溫度要低于直接燃燒溫度,而且在揮發(fā)性有機物中會有較低的可燃組分含量,其本身難以燃燒。在實現(xiàn)熱力燃燒上,其必要的條件是反應(yīng)的溫度、停留的實踐以及湍流混合。在熱力燃燒的實現(xiàn)上,可以使用普通燃燒爐,也可以使用專門的熱力燃燒爐,具體需要結(jié)合需求來進行篩選。對于熱力燃燒爐而言,其能夠充分滿足燃燒的需求,在結(jié)構(gòu)的規(guī)劃上包含了燃燒室和燃燒器等。通過燃燒器的作用發(fā)揮,可以促使輔助燃料在其作用下能夠?qū)崿F(xiàn)高溫燃氣的生成。借助燃燒室的作用發(fā)揮,可使高溫燃氣與旁通廢氣湍流混合達到反應(yīng)溫度,并使廢氣在其中的停留時間達到要求。
在進行揮發(fā)性有機物污染的控制上,還可以采取吸收或是洗滌法實現(xiàn)。溶劑吸收法指的是在進行揮發(fā)性有機物污染的控制實現(xiàn)上,篩選一些無法揮發(fā)或是有較低揮發(fā)性能的液體來看作是吸收劑,基于其作用,促使揮發(fā)性有機物廢氣中的構(gòu)成組分能夠為這些吸收劑吸收,溶解在吸收劑中,從而實現(xiàn)對廢氣的科學凈化。
在具體的揮發(fā)性有機物廢氣吸收工藝實現(xiàn)上,通過吸收塔的底部送入揮發(fā)性有機物氣體,氣體在進入到吸收塔后會不斷上升,在其上升的同時由于塔頂有吸收劑,這些吸收劑會和送入的有害氣體進行逆流接觸,從而促使有害氣體能夠被溶解在吸收劑中,達成凈化的目的。在完成凈化后,凈化的氣體通過塔頂被排放出去。通過吸收劑的作用進行有害物質(zhì)的吸收后,其可以基于吸收塔的熱交換器直接進入到氣提塔頂部,若是溫度比吸收溫度高,或是壓力比吸收壓力低的情況下,這些被吸附的有害物質(zhì)就會被釋放出來,隨后解吸后的吸收劑通過溶劑冷凝器冷凝被送入到吸收塔進行二次循環(huán)使用。當前在實現(xiàn)揮發(fā)性有機物危害的控制上,吸收技術(shù)有較為突出的優(yōu)勢發(fā)揮。通過吸收技術(shù)的引入,可以有效進行一些氣態(tài)污染物的清除,而且通過加工利用可以實現(xiàn)這些污染物到有用物品的轉(zhuǎn)化。
在進行揮發(fā)性有機物危害的控制上,最早采取的一種方式就是溶劑吸收法。對于這種方式的應(yīng)用來說,其雖然在一段時間內(nèi)能夠有效達成揮發(fā)性有機物危害控制的效果,但是在工藝實現(xiàn)上較為滯后,而且采取這種方式進行有害物質(zhì)的凈化,凈化效果較低。當前在進行揮發(fā)性有機物危害的控制上,溶劑吸收法的應(yīng)用已經(jīng)逐步被淘汰,有很多先進的揮發(fā)性有機物危害控制技術(shù)涌現(xiàn)出來。
在采取冷凝法進行揮發(fā)性有機物污染控制的實現(xiàn)上,其實是在充分基于溫度以及壓力差異下,不同揮發(fā)性有機物有不同飽和蒸氣壓特點來實現(xiàn)揮發(fā)性有機物污染的控制。在具體的實現(xiàn)上,可以是進行系統(tǒng)壓力的提升,或是合理降低溫度,也可以綜合兩種方式,從而促使原本處于蒸汽狀態(tài)的污染物發(fā)生冷凝,將其和其他污染物分離出來。對于一些體積分數(shù)超較大的有機蒸汽廢氣進行處理時,采取這種方式有較好的實用價值和意義。
從理論的角度來說,采取冷凝法進行揮發(fā)性有機物污染的處理,能夠盡可能實現(xiàn)污染的處理。但若是其體積分數(shù)相對較低的情況下,那么在進行冷卻措施的采取上,應(yīng)該采取合格的冷卻對策。若是揮發(fā)性有機物污染有較低的濃度,那么在進行處理上,可以將冷凝法作為處理的前期工序,有效實現(xiàn)其中有機物的回收,并可以確保在進行后期的揮發(fā)性有機物污染處理上不會有太大的難度和壓力。
雖然采取冷凝法進行揮發(fā)性有機物污染的處理有較為突出的優(yōu)勢,但是該處理方案在具體的應(yīng)用上還有較多的問題和不足。為此在實踐應(yīng)用層面,冷凝法也有較少的應(yīng)用范疇。未來,隨著技術(shù)的不斷升級,將基于既有冷凝法基礎(chǔ)實現(xiàn)技術(shù)的進一步優(yōu)化和提升,并能夠推出更多更先進的冷凝法處理方案。
當前在進行揮發(fā)性有機物污染的控制實現(xiàn)上,一種最常用的方案就是吸附法。對于這種污染處理方案而言,其本身是干法工藝,為此在踐行上,一般會進行一些有較大比表面積的吸附劑篩選,通過這些吸附劑的應(yīng)用有效吸附揮發(fā)性有機物中污染物質(zhì),在完成對污染物質(zhì)的吸附后,將完成凈化的空氣再次排入到大氣中。通過這種方式進行揮發(fā)性有機物污染的處理,能夠取得較為出色的污染凈化效果。
在引入吸附法進行揮發(fā)性有機物污染處理上,需要注意的一點是,在進行吸附處理上,該方式一般對一些有較低濃度,同時有較高通量的揮發(fā)性有機物污染控制有較好的應(yīng)用意義。在采取該方式進行揮發(fā)性有機物污染處理時限上,當含揮發(fā)性有機物的氣態(tài)混合物與多孔固體接觸時,利用固體表面存在的未平衡的分子吸收力或化學鍵力,把混合氣體中揮發(fā)性有機物組分吸附在固體表面,從而達到揮發(fā)性有機物與廢氣分離的目的?;诜治隹芍谶M行揮發(fā)性有機物污染的處理時限上,采取吸附法進行處理雖然能夠取得較好的處理效果,但是在進行具體的處理實現(xiàn)上,整個實現(xiàn)流程相對復雜,而且在處理過程中也會有較高的處理成本。由于這些因素的存在,導致在當前揮發(fā)性有機物污染處理上,吸附法的應(yīng)用受到一定程度的制約。
但是從具體的實踐來看,當前在化工領(lǐng)域,諸如石油化工以及有機化工層面,揮發(fā)性有機物已經(jīng)實現(xiàn)了較為出色的應(yīng)用,而且其突出的優(yōu)勢和價值也得到了充分肯定。雖然采取吸附法進行揮發(fā)性有機物污染的處理還有較多的問題和不足,但是未來隨著相應(yīng)研發(fā)技術(shù)的不斷深入,將進一步推動吸附法在揮發(fā)性有機物污染處理層面的應(yīng)用效益。
對于當前我國工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展而言,揮發(fā)性有機物污染的處理是值得關(guān)注的內(nèi)容。揮發(fā)性有機物中存在較多的有害物質(zhì),若是不經(jīng)處理直接排入大氣中必然帶來嚴重的環(huán)境污染。為此,只有對各行業(yè)的揮發(fā)性有機物排放進行綜合分析,摸清底細,才能夠制定可行性政策。從本文的分析可知,研究揮發(fā)性有機物污染與控制,有利于從問題的角度看待目前治理過程當中存在的不足,因而要加強系統(tǒng)性分析,探討有效政策方法以及技術(shù)方法,從而提高揮發(fā)性有機物治理的全面性與科學性。揮發(fā)性有機物的治理問題是擺在從事相關(guān)行業(yè)人的面前一個共有的問題,怎樣進行這一方面的綜合治理,是一個長久的課題。對于揮發(fā)性有機物的治理,要采取綜合治理、分別控制、層層落實、關(guān)頭核驗,只有這樣,才能夠?qū)]發(fā)性有機物排放控制達到一個有效的控制。