1.挥發(fà)性(xìng)有(yǒu)機(jī)廢气(qì)概述
挥發(fà)性(xìng)有(yǒu)機(jī)化合物（VolatileOrganicCompounds，簡稱VOCs）一(yī)般指沸點(diǎn)低(dī)于(yú)250℃的(de)化學(xué)物質(zhì)，是(shì)最(zuì)为(wèi)常見(jiàn)的(de)大(dà)气(qì)污染物，其主(zhǔ)要(yào)来(lái)源于(yú)化工、制藥、石(dàn)油(yóu)、皮(pí)革(gé)、噴塗等行業排放(fàng)的(de)有(yǒu)機(jī)溶劑廢气(qì)，包(bāo)含脂肪烴、鹵代(dài)烴、硫烴、芳香(xiāng)烴、有(yǒu)機(jī)酸(suān)等。这些(xiē)有(yǒu)機(jī)廢气(qì)不(bù)但对(duì)环(huán)境質(zhì)量(liàng)、人(rén)體(tǐ)健康、動(dòng)植物生(shēng)産等造成(chéng)极(jí)大(dà)的(de)直(zhí)接危害，且(qiě)在(zài)光(guāng)氧化反(fǎn)應(yìng)下，易形成(chéng)二(èr)次(cì)有(yǒu)機(jī)物气(qì)溶胶(jiāo)(SecondaryOrganicAerosol，簡稱SOA)，導致(zhì)光(guāng)化學(xué)煙霧(wù)、酸(suān)雨(yǔ)、霾和气(qì)候變(biàn)化等一(yī)系(xì)列环(huán)境問(wèn)题的(de)産生(shēng)，这些(xiē)挥發(fà)性(xìng)有(yǒu)機(jī)廢气(qì)在(zài)空(kōng)气(qì)中(zhōng)懸浮彙聚亦是(shì)導致(zhì)PM2.5和PM10數值不(bù)斷上(shàng)升(shēng)的(de)原因(yīn)之(zhī)一(yī)，因(yīn)而如何削減这些(xiē)挥發(fà)性(xìng)污染物至(zhì)關(guān)重(zhòng)要(yào)。Derwent等一(yī)直(zhí)致(zhì)力于(yú)二(èr)次(cì)SOA的(de)研究，他(tā)们(men)通(tòng)过(guò)二(èr)次(cì)有(yǒu)機(jī)气(qì)溶胶(jiāo)生(shēng)成(chéng)潛勢(Seconda-ryOrganicAerosolPotential，簡稱SOAP)研究，对(duì)多(duō)达(dá)上(shàng)百(bǎi)種(zhǒng)挥發(fà)性(xìng)有(yǒu)機(jī)化合物進(jìn)行SOAP計(jì)算，具體(tǐ)見(jiàn)表1。
由表1可(kě)看(kàn)出(chū)，芳香(xiāng)類(lèi)化合物二(èr)次(cì)有(yǒu)機(jī)气(qì)溶胶(jiāo)生(shēng)成(chéng)潛勢明(míng)顯高(gāo)于(yú)非(fēi)芳烴類(lèi)化合物，而这些(xiē)有(yǒu)機(jī)廢气(qì)主(zhǔ)要(yào)来(lái)自(zì)醫藥、化工、噴塗等行業，因(yīn)而如何有(yǒu)效削減这些(xiē)挥發(fà)性(xìng)有(yǒu)機(jī)廢气(qì)对(duì)于(yú)我(wǒ)们(men)生(shēng)存环(huán)境至(zhì)關(guān)重(zhòng)要(yào)。
2.發(fà)展(zhǎn)曆程
我(wǒ)國(guó)对(duì)挥發(fà)性(xìng)有(yǒu)機(jī)廢气(qì)的(de)處(chù)理(lǐ)过(guò)程主(zhǔ)要(yào)分为(wèi)4个(gè)階(jiē)段(duàn)：
第(dì)一(yī)階(jiē)段(duàn)，2000年(nián)前(qián)，處(chù)理(lǐ)局(jú)部(bù)刺激性(xìng)或(huò)有(yǒu)回收(shōu)價值廢气(qì)，僅对(duì)刺激性(xìng)廢气(qì)通(tòng)过(guò)水噴淋吸收(shōu)處(chù)理(lǐ)；
第(dì)二(èr)階(jiē)段(duàn)，2001～2005年(nián)，将廢气(qì)集中(zhōng)收(shōu)集處(chù)理(lǐ)後(hòu)以(yǐ)有(yǒu)組织形式排放(fàng)，廢气(qì)主(zhǔ)要(yào)處(chù)理(lǐ)方(fāng)法(fǎ)为(wèi)水、堿噴淋两(liǎng)級吸收(shōu)處(chù)理(lǐ)；
第(dì)三(sān)階(jiē)段(duàn)，2005年(nián)以(yǐ)後(hòu)，加強(qiáng)源头(tóu)控制，完善廢气(qì)集中(zhōng)收(shōu)集，在(zài)第(dì)二(èr)階(jiē)段(duàn)基礎上(shàng)再經(jīng)活性(xìng)炭吸附強(qiáng)化處(chù)理(lǐ)；
第(dì)四階(jiē)段(duàn)，2007年(nián)以(yǐ)後(hòu)，開(kāi)始(shǐ)逐步对(duì)挥發(fà)性(xìng)有(yǒu)機(jī)廢气(qì)進(jìn)行全(quán)过(guò)程控制和氧化處(chù)理(lǐ)，并處(chù)于(yú)不(bù)斷完善的(de)过(guò)程。廢气(qì)控制及(jí)对(duì)應(yìng)處(chù)理(lǐ)方(fāng)式具體(tǐ)見(jiàn)图(tú)1。
現(xiàn)階(jiē)段(duàn)，我(wǒ)國(guó)对(duì)醫藥化工行業挥發(fà)性(xìng)有(yǒu)機(jī)廢气(qì)的(de)氧化治理(lǐ)技術(shù)主(zhǔ)要(yào)包(bāo)括：光(guāng)催化氧化、直(zhí)接燃燒法(fǎ)、催化燃燒技術(shù)及(jí)RTO焚燒爐等，各(gè)種(zhǒng)處(chù)理(lǐ)措施針(zhēn)对(duì)醫藥化工有(yǒu)機(jī)廢气(qì)存在(zài)一(yī)定(dìng)優劣性(xìng)[2～5]，具體(tǐ)彙总見(jiàn)表2。
对(duì)于(yú)醫藥化工有(yǒu)機(jī)廢气(qì)，蓄热(rè)式氧化焚燒技術(shù)是(shì)一(yī)種(zhǒng)相对(duì)較理(lǐ)想(xiǎng)的(de)廢气(qì)治理(lǐ)技術(shù)，其基本(běn)原理(lǐ)是(shì)在(zài)高(gāo)温(wēn)(800～850℃)下，使VOC與(yǔ)O2發(fà)生(shēng)氧化反(fǎn)應(yìng)，生(shēng)成(chéng)CO2和H2O，且(qiě)对(duì)燃燒産生(shēng)的(de)热(rè)量(liàng)進(jìn)行回收(shōu)用(yòng)于(yú)二(èr)次(cì)燃燒，既节(jié)能又环(huán)保。
蓄热(rè)式有(yǒu)機(jī)廢气(qì)焚燒爐(Regener-ativeThermalxidizer，簡稱RTO焚燒爐)最(zuì)早(zǎo)于(yú)美國(guó)加利福尼亞一(yī)个(gè)金(jīn)屬卷材連(lián)續塗覆線(xiàn)上(shàng)出(chū)現(xiàn)。經(jīng)过(guò)技術(shù)改進(jìn)，其热(rè)回收(shōu)效率的(de)大(dà)幅度(dù)提(tí)高(gāo)以(yǐ)及(jí)廢气(qì)處(chù)理(lǐ)的(de)彻底，使其在(zài)歐美國(guó)家(jiā)迅速得到(dào)推广，應(yìng)用(yòng)于(yú)工業VOC廢气(qì)的(de)處(chù)理(lǐ)。經(jīng)过(guò)三(sān)四十(shí)年(nián)的(de)發(fà)展(zhǎn)，RTO焚燒爐經(jīng)曆了(le)两(liǎng)室(shì)到(dào)三(sān)室(shì)再到(dào)多(duō)室(shì)的(de)發(fà)展(zhǎn)过(guò)程。
本(běn)文(wén)以(yǐ)醫藥化工企業有(yǒu)機(jī)廢气(qì)为(wèi)研究对(duì)象(xiàng)，分析了(le)RTO焚燒爐特(tè)征污染廢气(qì)進(jìn)气(qì)出(chū)气(qì)濃度(dù)情況，研究了(le)RTO氧化焚燒技術(shù)对(duì)有(yǒu)機(jī)廢气(qì)的(de)處(chù)理(lǐ)效果(guǒ)，并通(tòng)过(guò)持(chí)續跟蹤调研本(běn)地(dì)区醫藥化工企業，針(zhēn)对(duì)工程運行現(xiàn)狀問(wèn)题及(jí)解(jiě)決方(fāng)式進(jìn)行彙总。
3.處(chù)理(lǐ)工藝及(jí)運行參數
本(běn)文(wén)研究的(de)RTO焚燒爐氧化焚燒裝(zhuāng)置處(chù)理(lǐ)風(fēng)量(liàng)設計(jì)为(wèi)20000m3/h,處(chù)理(lǐ)工藝流程如图(tú)2所(suǒ)示。廢气(qì)經(jīng)过(guò)車間(jiān)二(èr)級冷凝回收(shōu)部(bù)分有(yǒu)機(jī)溶劑，再進(jìn)入(rù)預處(chù)理(lǐ)堿噴淋，吸收(shōu)無機(jī)廢气(qì)和水溶性(xìng)廢气(qì)，進(jìn)入(rù)RTO進(jìn)行氧化焚燒，先(xiān)進(jìn)入(rù)急冷塔冷卻，最(zuì)终通(tòng)过(guò)堿、水處(chù)理(lǐ)後(hòu)于(yú)15m高(gāo)空(kōng)排放(fàng)。RTO焚燒爐運行參數見(jiàn)表3
4.采樣(yàng)分析
單組份采樣(yàng)方(fāng)法(fǎ)：在(zài)焚燒爐廢气(qì)進(jìn)口(kǒu)及(jí)出(chū)口(kǒu)取(qǔ)樣(yàng)(考慮到(dào)進(jìn)出(chū)口(kǒu)廢气(qì)时(shí)間(jiān)差，采用(yòng)延时(shí)采樣(yàng)法(fǎ))，使廢气(qì)通(tòng)过(guò)活性(xìng)炭采樣(yàng)棒，設置取(qǔ)樣(yàng)器抽取(qǔ)廢气(qì)流量(liàng)为(wèi)0.5L/min。取(qǔ)樣(yàng)完畢，将活性(xìng)炭采樣(yàng)棒中(zhōng)的(de)活性(xìng)炭全(quán)部(bù)倒入(rù)特(tè)制一(yī)次(cì)性(xìng)容量(liàng)瓶(píng)中(zhōng)，加入(rù)1mL解(jiě)析液(解(jiě)析液为(wèi)100mL容量(liàng)瓶(píng)中(zhōng)加入(rù)0.2250g标(biāo)樣(yàng)正(zhèng)丁醇)，加二(èr)硫化碳至(zhì)刻(kè)度(dù)線(xiàn)，放(fàng)置冰箱(xiāng)过(guò)12h後(hòu)檢測。
單組份分析方(fāng)法(fǎ)：用(yòng)微量(liàng)進(jìn)樣(yàng)器取(qǔ)1μL待測液，進(jìn)行气(qì)相檢測分析，气(qì)相色(sè)譜采取(qǔ)程序升(shēng)温(wēn)，起始(shǐ)温(wēn)度(dù)40℃，停留8min後(hòu)升(shēng)温(wēn)，升(shēng)温(wēn)速率20℃/min，升(shēng)温(wēn)至(zhì)120℃，停留2min，再升(shēng)温(wēn)至(zhì)180℃，停留5min。非(fēi)甲烷总烴采樣(yàng)方(fāng)法(fǎ)：采用(yòng)延时(shí)采樣(yàng)法(fǎ)，直(zhí)接以(yǐ)取(qǔ)樣(yàng)袋(dài)取(qǔ)樣(yàng)。
非(fēi)甲烷总烴分析方(fāng)法(fǎ)：以(yǐ)气(qì)相色(sè)譜儀并聯2根(gēn)色(sè)譜柱(zhù)，色(sè)譜柱(zhù)的(de)尾(wěi)端以(yǐ)三(sān)通(tòng)與(yǔ)火(huǒ)焰離子化檢測器相連(lián)。柱(zhù)1为(wèi)长2m，內(nèi)徑4mm不(bù)鏽鋼(gāng)螺旋空(kōng)柱(zhù)，用(yòng)于(yú)測定(dìng)总烴;柱(zhù)2为(wèi)长2m，內(nèi)徑4mm不(bù)鏽鋼(gāng)螺旋柱(zhù)，柱(zhù)內(nèi)填充60～80目GDX-502擔體(tǐ)，用(yòng)于(yú)測定(dìng)甲烷，两(liǎng)者(zhě)之(zhī)差即为(wèi)非(fēi)甲烷烴的(de)含量(liàng)。
5.結果(guǒ)與(yǔ)分析
以(yǐ)正(zhèng)丁醇作(zuò)內(nèi)标(biāo)物，檢測廢气(qì)中(zhōng)乙醚、四氫呋喃、甲醇、二(èr)氯甲烷、甲苯共(gòng)5種(zhǒng)組分含量(liàng)，通(tòng)过(guò)标(biāo)準樣(yàng)品分析，确定(dìng)各(gè)个(gè)組分停留时(shí)間(jiān)，結果(guǒ)見(jiàn)图(tú)3和图(tú)4。由图(tú)可(kě)見(jiàn)，对(duì)各(gè)組分出(chū)峰(fēng)面(miàn)積進(jìn)行校(xiào)正(zhèng)，甲醇進(jìn)气(qì)濃度(dù)188mg/m3，經(jīng)RTO焚燒爐氧化焚燒後(hòu)，甲醇出(chū)气(qì)濃度(dù)降至(zhì)9.8mg/m3，削減率94.8%;四氫呋喃進(jìn)气(qì)濃度(dù)121.9mg/m3，經(jīng)氧化焚燒後(hòu)，出(chū)气(qì)濃度(dù)降至(zhì)6.6mg/m3，削減率94.6%;二(èr)氯甲烷進(jìn)气(qì)濃度(dù)2079mg/m3，經(jīng)氧化焚燒後(hòu)，出(chū)气(qì)濃度(dù)降至(zhì)97mg/m3，削減率95.3%;同(tóng)樣(yàng)，甲苯和乙醚削減率分别达(dá)88.0%和96.8%，且(qiě)排放(fàng)濃度(dù)滿足《大(dà)气(qì)污染物綜合排放(fàng)标(biāo)準》(GB16297-2012)。
为(wèi)檢測RTO焚燒爐氧化焚燒对(duì)非(fēi)甲烷总烴削減效率，本(běn)文(wén)采用(yòng)气(qì)相色(sè)譜儀以(yǐ)火(huǒ)焰離子化檢測器分别測定(dìng)空(kōng)气(qì)中(zhōng)总烴及(jí)甲烷烴的(de)含量(liàng)，得出(chū)非(fēi)甲烷烴含量(liàng)。檢測結果(guǒ)見(jiàn)表4，非(fēi)甲烷总烴削減率达(dá)96%～96.5%。
6.現(xiàn)有(yǒu)存在(zài)問(wèn)题及(jí)解(jiě)決辦(bàn)法(fǎ)
为(wèi)考察RTO焚燒爐運行性(xìng)能穩定(dìng)性(xìng)，運行持(chí)續对(duì)該設备跟蹤研究半个(gè)多(duō)月(yuè)，并将RTO進(jìn)出(chū)口(kǒu)非(fēi)甲烷总烴監測濃度(dù)進(jìn)行彙总，研究發(fà)現(xiàn)RTO对(duì)总有(yǒu)機(jī)廢气(qì)的(de)削減效率达(dá)95%以(yǐ)上(shàng)，具體(tǐ)見(jiàn)图(tú)5。
從首台(tái)RTO投入(rù)運行至(zhì)今，已近(jìn)40多(duō)个(gè)年(nián)头(tóu)。自(zì)20世紀90年(nián)代(dài)後(hòu)RTO得到(dào)了(le)长足發(fà)展(zhǎn)，幾(jǐ)乎取(qǔ)代(dài)了(le)經(jīng)典的(de)热(rè)力焚燒裝(zhuāng)置，并且(qiě)在(zài)絕大(dà)部(bù)分有(yǒu)機(jī)廢气(qì)淨化技術(shù)領域內(nèi)占據(jù)着主(zhǔ)導地(dì)位(wèi)。不(bù)过(guò)，由于(yú)大(dà)部(bù)分有(yǒu)機(jī)廢气(qì)存在(zài)着組分複雜，濃度(dù)高(gāo)，包(bāo)含各(gè)種(zhǒng)有(yǒu)機(jī)、無機(jī)物質(zhì)等問(wèn)题，因(yīn)此，在(zài)RTO實(shí)際運行維護中(zhōng)出(chū)現(xiàn)較多(duō)未曾預料到(dào)的(de)問(wèn)题。本(běn)文(wén)对(duì)本(běn)地(dì)区範圍內(nèi)醫藥化工行業RTO多(duō)年(nián)運行所(suǒ)存現(xiàn)狀問(wèn)题及(jí)解(jiě)決方(fāng)法(fǎ)進(jìn)行歸納，彙总如表5。
7.發(fà)展(zhǎn)展(zhǎn)望
目前(qián)蓄热(rè)式氧化焚燒技術(shù)處(chù)理(lǐ)醫藥化工有(yǒu)機(jī)廢气(qì)，且(qiě)有(yǒu)推广的(de)前(qián)景，但單一(yī)的(de)末(mò)端處(chù)理(lǐ)终決廢气(qì)污染問(wèn)题，必須從源头(tóu)控制、工藝優化、多(duō)種(zhǒng)末(mò)端治理(lǐ)技術(shù)協同(tóng)治理(lǐ)、加強(qiáng)，才能有(yǒu)效地(dì)解(jiě)決好(hǎo)挥發(fà)性(xìng)有(yǒu)機(jī)廢气(qì)污染問(wèn)题。
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特(tè)納韋思(sī)(四川(chuān))环(huán)境科技有(yǒu)限公(gōng)司專注于(yú)挥發(fà)性(xìng)有(yǒu)機(jī)廢气(qì)（VOCs）、危害性(xìng)气(qì)體(tǐ)（HAPs）的(de)治理(lǐ)及(jí)在(zài)線(xiàn)分析監測領域。我(wǒ)们(men)的(de)核心(xīn)技術(shù)産品包(bāo)括全(quán)球領先(xiān)的(de)蓄热(rè)式氧化爐（RTO)、蓄热(rè)式催化氧化爐（RCO)、催化氧化爐（CO）、直(zhí)燃爐（TO)、沸石(dàn)轉(zhuǎn)轮+氧化爐系(xì)統、在(zài)線(xiàn)監測系(xì)統等。特(tè)納韋思(sī)环(huán)境（ECE-AIR）拥有(yǒu)專利技術(shù)的(de)Gas Train輔助燃料系(xì)統可(kě)以(yǐ)使用(yòng)沸點(diǎn)低(dī)于(yú)130℃的(de)有(yǒu)機(jī)廢液作(zuò)为(wèi)輔助燃料，可(kě)为(wèi)用(yòng)戶节(jié)能增效。