挥發(fà)性(xìng)有(yǒu)機(jī)物( VOCs) 作(zuò)为(wèi)光(guāng)化學(xué)反(fǎn)應(yìng)的(de)重(zhòng)要(yào)前(qián)體(tǐ)物，是(shì)産生(shēng)灰霾的(de)主(zhǔ)要(yào)根(gēn)源，不(bù)僅危害环(huán)境而且(qiě)危害人(rén)類(lèi)健康，近(jìn)年(nián)来(lái)受到(dào)社会(huì)高(gāo)度(dù)重(zhòng)視，VOCs治理(lǐ)迅速掀起了(le)一(yī)股热(rè)潮(cháo)。
VOCs治理(lǐ)技術(shù)有(yǒu)吸附、冷凝、吸收(shōu)、膜分離等回收(shōu)技術(shù)，以(yǐ)及(jí)燃燒、生(shēng)物、低(dī)温(wēn)等離子體(tǐ)、紫外(wài)光(guāng)催化氧化等消除技術(shù)，以(yǐ)及(jí)根(gēn)據(jù)廢气(qì)特(tè)點(diǎn)采取(qǔ)組合技術(shù)。近(jìn)年(nián)来(lái)，对(duì)于(yú)大(dà)風(fēng)量(liàng)、低(dī)濃度(dù)有(yǒu)機(jī)廢气(qì)，治理(lǐ)的(de)主(zhǔ)流技術(shù)有(yǒu)“RTO ( 蓄热(rè)式热(rè)氧化) 技術(shù)”“沸石(dàn)轉(zhuǎn)轮吸附濃缩- RTO 技術(shù)”“活性(xìng)炭吸附- 氮气(qì)脱附冷凝溶劑回收(shōu)技術(shù)”和“吸附濃缩- CO ( 催化氧化) 技術(shù)”，广泛運用(yòng)于(yú)汽車塗裝(zhuāng)廢气(qì)、家(jiā)具廠(chǎng)噴漆廢气(qì)、包(bāo)裝(zhuāng)印(yìn)刷廢气(qì)、塗料生(shēng)産廢气(qì)等的(de)治理(lǐ)。
企業在(zài)選擇VOCs 治理(lǐ)技術(shù)时(shí)，必須兼顧技術(shù)可(kě)行性(xìng)和經(jīng)濟适宜性(xìng)，昂貴的(de)投资和較高(gāo)的(de)運行費用(yòng)对(duì)于(yú)很多(duō)企業来(lái)说(shuō)難以(yǐ)承受。塗料生(shēng)産廢气(qì)是(shì)典型的(de)大(dà)風(fēng)量(liàng)、低(dī)濃度(dù)有(yǒu)機(jī)廢气(qì)，因(yīn)此，本(běn)文(wén)以(yǐ)非(fēi)連(lián)續生(shēng)産的(de)某塗料生(shēng)産企業为(wèi)例，比較幾(jǐ)種(zhǒng)可(kě)行技術(shù)方(fāng)案(àn)的(de)經(jīng)濟性(xìng)，为(wèi)優化VOCs 治理(lǐ)方(fāng)案(àn)提(tí)供參考。
1 VOCs治理(lǐ)技術(shù)經(jīng)濟性(xìng)分析
1. 1 各(gè)技術(shù)工藝簡介
1. 1. 1 RTO技術(shù)
RTO 是(shì)一(yī)種(zhǒng)配有(yǒu)蓄热(rè)床(chuáng)层(céng)的(de)热(rè)力燃燒治理(lǐ)技術(shù)，蓄热(rè)燃燒系(xì)統主(zhǔ)要(yào)由燃燒裝(zhuāng)置、蓄热(rè)室(shì)( 內(nèi)有(yǒu)蓄热(rè)體(tǐ)) 、換向(xiàng)系(xì)統、排煙系(xì)統和連(lián)接管(guǎn)道(dào)等組成(chéng)( 見(jiàn)图(tú)1) ，其工作(zuò)原理(lǐ)为(wèi): 将有(yǒu)機(jī)廢气(qì)加热(rè)至(zhì)750℃以(yǐ)上(shàng)，使廢气(qì)中(zhōng)的(de)有(yǒu)機(jī)物氧化分解(jiě)成(chéng)CO2和H2O，氧化反(fǎn)應(yìng)産生(shēng)的(de)高(gāo)温(wēn)气(qì)體(tǐ)流經(jīng)蓄热(rè)體(tǐ)，使蓄热(rè)體(tǐ)升(shēng)温(wēn)而“蓄热(rè)”，進(jìn)而用(yòng)于(yú)預热(rè)後(hòu)續進(jìn)入(rù)的(de)有(yǒu)機(jī)廢气(qì)而“放(fàng)热(rè)”，從而节(jié)省廢气(qì)升(shēng)温(wēn)所(suǒ)消耗的(de)燃料量(liàng)，蓄热(rè)體(tǐ)“放(fàng)热(rè)”後(hòu)立即引入(rù)适量(liàng)潔淨空(kōng)气(qì)進(jìn)行清(qīng)掃，待清(qīng)掃完成(chéng)後(hòu)才能進(jìn)入(rù)“蓄热(rè)”程序。三(sān)室(shì)RTO 是(shì)目前(qián)主(zhǔ)流的(de)應(yìng)用(yòng)裝(zhuāng)置，蓄热(rè)體(tǐ)分为(wèi)三(sān)个(gè)室(shì)，每个(gè)室(shì)依次(cì)經(jīng)曆“蓄热(rè)—放(fàng)热(rè)—清(qīng)掃”等程序，如此反(fǎn)複。由于(yú)蓄热(rè)系(xì)統的(de)热(rè)回收(shōu)效率很高(gāo)，該技術(shù)可(kě)对(duì)具有(yǒu)一(yī)定(dìng)濃度(dù)的(de)連(lián)續排放(fàng)的(de)有(yǒu)機(jī)气(qì)體(tǐ)進(jìn)行高(gāo)效且(qiě)較經(jīng)濟的(de)處(chù)理(lǐ)。
1. 1. 2 催化氧化技術(shù)
催化氧化系(xì)通(tòng)过(guò)催化劑的(de)作(zuò)用(yòng)減低(dī)挥發(fà)性(xìng)有(yǒu)機(jī)物的(de)氧化反(fǎn)應(yìng)所(suǒ)需的(de)温(wēn)度(dù)，與(yǔ)直(zhí)接燃燒相比，由于(yú)燃燒温(wēn)度(dù)較低(dī)，对(duì)設备材料和保温(wēn)的(de)要(yào)求相應(yìng)減低(dī)，同(tóng)时(shí)排气(qì)温(wēn)度(dù)通(tòng)常也(yě)低(dī)于(yú)直(zhí)接燃燒，达(dá)到(dào)一(yī)定(dìng)的(de)节(jié)能效果(guǒ)，总體(tǐ)占地(dì)面(miàn)積小，風(fēng)量(liàng)不(bù)大(dà)时(shí)投资相对(duì)較小。催化氧化工藝流程見(jiàn)图(tú)2，催化工藝在(zài)選擇催化劑时(shí)需要(yào)全(quán)面(miàn)考慮来(lái)气(qì)的(de)情況，确保催化劑在(zài)使用(yòng)过(guò)程中(zhōng)不(bù)出(chū)現(xiàn)失活現(xiàn)象(xiàng)才能达(dá)到(dào)設計(jì)的(de)性(xìng)能和催化劑使用(yòng)壽命。由于(yú)采用(yòng)的(de)是(shì)間(jiān)壁(bì)式換热(rè)裝(zhuāng)置，其热(rè)回收(shōu)率要(yào)大(dà)大(dà)低(dī)于(yú)RTO。
1. 1. 3 沸石(dàn)轉(zhuǎn)轮吸附濃缩-RTO ( 或(huò)CO) 技術(shù)
該技術(shù)是(shì)沸石(dàn)轉(zhuǎn)轮吸附同(tóng)RTO ( 或(huò)CO) 技術(shù)的(de)組合工藝，系(xì)統主(zhǔ)要(yào)由粉塵(chén)过(guò)濾器、沸石(dàn)轉(zhuǎn)轮濃缩吸附裝(zhuāng)置、RTO ( 或(huò)CO) 、風(fēng)機(jī)、換热(rè)器、PLC自(zì)動(dòng)化控制系(xì)統等組成(chéng)( 見(jiàn)图(tú)3) 。該組合技術(shù)通(tòng)过(guò)沸石(dàn)轉(zhuǎn)轮的(de)吸附濃缩使大(dà)風(fēng)量(liàng)、低(dī)濃度(dù)有(yǒu)機(jī)廢气(qì)濃缩为(wèi)較小風(fēng)量(liàng)的(de)高(gāo)濃度(dù)气(qì)體(tǐ)，高(gāo)濃度(dù)气(qì)體(tǐ)再經(jīng)RTO 或(huò)CO 高(gāo)温(wēn)氧化分解(jiě)为(wèi)CO2和H2O。轉(zhuǎn)轮的(de)工作(zuò)原理(lǐ)为(wèi): 轉(zhuǎn)轮以(yǐ)一(yī)定(dìng)轉(zhuǎn)速連(lián)續旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)过(guò)吸附区、脱附区和冷卻区，有(yǒu)機(jī)廢气(qì)在(zài)吸附区被(bèi)吸附淨化，吸附在(zài)轉(zhuǎn)轮中(zhōng)的(de)有(yǒu)機(jī)物在(zài)脱附区被(bèi)热(rè)風(fēng)脱附濃缩後(hòu)進(jìn)入(rù)RTO 或(huò)CO，脱附後(hòu)的(de)轉(zhuǎn)轮轉(zhuǎn)到(dào)冷卻区被(bèi)冷卻，再旋轉(zhuǎn)至(zhì)吸附区，持(chí)續吸附VOCs 廢气(qì)，周而複始(shǐ)，連(lián)續工作(zuò)。
1. 1. 4 活性(xìng)炭吸附- 氮气(qì)脱附冷凝溶劑回收(shōu)技術(shù)
該技術(shù)是(shì)活性(xìng)炭吸附與(yǔ)冷凝的(de)組合工藝，系(xì)統主(zhǔ)要(yào)由粉塵(chén)过(guò)濾器、颗(kē)粒(lì)活性(xìng)炭吸附裝(zhuāng)置、氮气(qì)脱附系(xì)統、風(fēng)機(jī)、冷凝系(xì)統、PLC 自(zì)動(dòng)化控制系(xì)統等組成(chéng)( 見(jiàn)图(tú)4) 。該組合技術(shù)通(tòng)过(guò)活性(xìng)炭吸附- 高(gāo)温(wēn)氮气(qì)脱附使大(dà)風(fēng)量(liàng)、低(dī)濃度(dù)有(yǒu)機(jī)廢气(qì)濃缩为(wèi)高(gāo)濃度(dù)气(qì)體(tǐ)，高(gāo)濃度(dù)气(qì)體(tǐ)再經(jīng)冷凝系(xì)統冷凝成(chéng)溶劑并回收(shōu)。脱附再生(shēng)後(hòu)的(de)活性(xìng)炭再继續用(yòng)于(yú)VOCs 廢气(qì)的(de)吸附。
1. 2 案(àn)例的(de)技術(shù)經(jīng)濟性(xìng)分析比較
根(gēn)據(jù)某塗料生(shēng)産企業廢气(qì)的(de)排放(fàng)情況，采用(yòng)以(yǐ)上(shàng)主(zhǔ)流工藝設計(jì)若干可(kě)行的(de)技術(shù)方(fāng)案(àn)，并通(tòng)过(guò)各(gè)技術(shù)方(fāng)案(àn)的(de)投资和運行費用(yòng)等分析比較，從技術(shù)經(jīng)濟性(xìng)角(jiǎo)度(dù)進(jìn)行方(fāng)案(àn)優選。
樣(yàng)本(běn)企業VOCs 廢气(qì)情況: 廢气(qì)排口(kǒu)有(yǒu)5 个(gè)，三(sān)个(gè)車間(jiān)，車間(jiān)排口(kǒu)數分别为(wèi)2 个(gè)、2 个(gè)、1 个(gè)，由于(yú)塗料生(shēng)産的(de)特(tè)點(diǎn)，排放(fàng)VOCs 气(qì)體(tǐ)的(de)濃度(dù)不(bù)穩定(dìng)，約100 ～ 400mg /m3。該企業每周生(shēng)産5d，每天(tiān)生(shēng)産8h，VOCs 廢气(qì)具有(yǒu)大(dà)風(fēng)量(liàng)、低(dī)濃度(dù)、非(fēi)連(lián)續穩定(dìng)排放(fàng)的(de)特(tè)點(diǎn)。
結合廢气(qì)污染源的(de)情況，設計(jì)了(le)7 種(zhǒng)备選方(fāng)案(àn)，如下:
方(fāng)案(àn)A 配置5 套(tào)處(chù)理(lǐ)能力25 000m3 /h 的(de)RTO;
方(fāng)案(àn)B 配置5 套(tào)處(chù)理(lǐ)能力25 000m3 /h 的(de)轉(zhuǎn)轮濃缩加3 000m3 /h 的(de)RTO;
方(fāng)案(àn)C 配置2 套(tào)處(chù)理(lǐ)能力50 000m3 /h 的(de)轉(zhuǎn)轮濃缩加5 000m3 /h 的(de)RTO，1 套(tào)處(chù)理(lǐ)能力25 000m3 /h 的(de)轉(zhuǎn)轮濃缩加3 000m3 /h 的(de)RTO;
方(fāng)案(àn)D 配置5 套(tào)處(chù)理(lǐ)能力25 000m3 /h 的(de)活性(xìng)炭吸附- 氮气(qì)脱附冷凝溶劑回收(shōu)裝(zhuāng)置;
方(fāng)案(àn)E 配置2 套(tào)處(chù)理(lǐ)能力50 000m3 /h 的(de)活性(xìng)炭吸附- 氮气(qì)脱附冷凝溶劑回收(shōu)裝(zhuāng)置，1 套(tào)處(chù)理(lǐ)能力25 000m3 /h 的(de)活性(xìng)炭吸附- 氮气(qì)脱附冷凝溶劑回收(shōu)裝(zhuāng)置;
方(fāng)案(àn)F 配置5 套(tào)處(chù)理(lǐ)能力25 000m3 /h 的(de)轉(zhuǎn)轮濃缩加3 000m3 /h 的(de)CO;
方(fāng)案(àn)G 配置2 套(tào)處(chù)理(lǐ)能力50 000m3 /h 的(de)轉(zhuǎn)轮濃缩加5 000m3 /h 的(de)CO，1 套(tào)處(chù)理(lǐ)能力25 000m3 /h 的(de)轉(zhuǎn)轮濃缩加3 000m3 /h 的(de)CO。
考慮到(dào)生(shēng)産为(wèi)非(fēi)連(lián)續性(xìng)，按每天(tiān)排放(fàng)8h，平均排气(qì)濃度(dù)250mg /m3 考慮。方(fāng)案(àn)A、B、C 中(zhōng)的(de)RTO 每天(tiān)启爐一(yī)次(cì)。方(fāng)案(àn)B、C 中(zhōng)的(de)轉(zhuǎn)轮濃缩加RTO 系(xì)統正(zhèng)常運行时(shí)，由于(yú)增濃後(hòu)的(de)气(qì)體(tǐ)濃度(dù)达(dá)到(dào)RTO 自(zì)持(chí)氧化濃度(dù)範圍，不(bù)考慮濃缩後(hòu)气(qì)體(tǐ)的(de)RTO 輔助燃料費用(yòng)，僅考慮轉(zhuǎn)轮濃缩的(de)加热(rè)附加燃料費用(yòng)。由于(yú)風(fēng)量(liàng)大(dà)濃度(dù)低(dī)且(qiě)間(jiān)歇運行，方(fāng)案(àn)D、E 按每5d 保護作(zuò)用(yòng)时(shí)間(jiān)的(de)吸附容量(liàng)設計(jì)，每套(tào)系(xì)統配备由两(liǎng)台(tái)并聯吸附床(chuáng)構成(chéng)的(de)可(kě)就(jiù)地(dì)再生(shēng)吸附淨化系(xì)統，生(shēng)産扩産时(shí)可(kě)實(shí)現(xiàn)連(lián)續運行。方(fāng)案(àn)F、G 的(de)CO 也(yě)是(shì)每天(tiān)启爐一(yī)次(cì)，但需要(yào)補充一(yī)定(dìng)量(liàng)的(de)燃料以(yǐ)維持(chí)CO 的(de)正(zhèng)常運行。
对(duì)于(yú)RTO 系(xì)統，其直(zhí)接運行費用(yòng)包(bāo)括風(fēng)機(jī)及(jí)輔助系(xì)統的(de)電(diàn)費、輔助燃料費( 包(bāo)括启動(dòng)加热(rè)和進(jìn)气(qì)濃度(dù)不(bù)高(gāo)时(shí)的(de)輔助加热(rè)) 和運行維護人(rén)员費用(yòng)。对(duì)于(yú)風(fēng)量(liàng)25 000m3 /h 的(de)RTO，其裝(zhuāng)機(jī)功率按55 kW 計(jì)，進(jìn)气(qì)濃度(dù)按平均250mg /m3 考慮; 对(duì)于(yú)5 000 m3 /h 的(de)RTO，其裝(zhuāng)機(jī)功率按22kW 計(jì)，不(bù)考慮輔助燃料消耗; 对(duì)于(yú)3 000m3 /h 的(de)RTO 的(de)功率按12kW 計(jì)，也(yě)不(bù)考慮輔助燃料消耗。考慮到(dào)RTO系(xì)統每天(tiān)的(de)启動(dòng)加热(rè)操作(zuò)，每天(tiān)運行按10h 計(jì)。由于(yú)是(shì)非(fēi)連(lián)續運行，每台(tái)RTO 均考慮每天(tiān)启動(dòng)烘爐的(de)燃气(qì)消耗，烘爐燃气(qì)量(liàng)參照RTO 的(de)供應(yìng)商提(tí)供的(de)數據(jù)估算。
对(duì)于(yú)25 000m3 /h 轉(zhuǎn)轮濃缩系(xì)統，兼顧3 級預處(chù)理(lǐ)过(guò)濾的(de)阻力及(jí)再生(shēng)气(qì)體(tǐ)的(de)動(dòng)力等，主(zhǔ)風(fēng)機(jī)、輔助風(fēng)機(jī)等功率按20kW 計(jì); 50 000m3 /h 轉(zhuǎn)轮濃缩系(xì)統，按35kW 計(jì)，由于(yú)進(jìn)气(qì)濃度(dù)較低(dī)，均考慮了(le)脱附加热(rè)所(suǒ)需的(de)燃气(qì)消耗。
25 000m3 /h 活性(xìng)炭吸附系(xì)統的(de)吸附風(fēng)機(jī)功率按22kW 計(jì)，每天(tiān)按8h 運行时(shí)間(jiān)計(jì)，再生(shēng)系(xì)統裝(zhuāng)機(jī)功率75kW ( 含制冷系(xì)統) 。方(fāng)案(àn)D 按平均每天(tiān)再生(shēng)一(yī)套(tào)、每次(cì)再生(shēng)5h 設計(jì)，再生(shēng)过(guò)程采用(yòng)的(de)高(gāo)温(wēn)氮气(qì)用(yòng)蒸汽加热(rè)，再生(shēng)耗蒸汽量(liàng)每次(cì)按1. 5t 計(jì)。
方(fāng)案(àn)E 为(wèi)2 套(tào)50 000m3 /h 和1 套(tào)25 000m3 /h 的(de)活性(xìng)炭吸附加氮气(qì)脱附裝(zhuāng)置，3 套(tào)系(xì)統每周各(gè)再生(shēng)1次(cì)，費用(yòng)平均到(dào)5d 得到(dào)日(rì)運行費用(yòng)。
对(duì)于(yú)CO 系(xì)統，其直(zhí)接運行費用(yòng)包(bāo)括風(fēng)機(jī)及(jí)輔助系(xì)統的(de)電(diàn)費、輔助燃料費( 包(bāo)括启動(dòng)加热(rè)和輔助加热(rè)) ，催化劑運行20 000h 後(hòu)的(de)更(gèng)換費用(yòng)和運行維護人(rén)员費用(yòng)。对(duì)于(yú)5 000 m3 /h 的(de)CO，其裝(zhuāng)機(jī)功率按5. 5kW 計(jì)，輔助燃料消耗按進(jìn)出(chū)口(kǒu)温(wēn)差140℃計(jì); 对(duì)于(yú)3 000m3 /h 的(de)CO 的(de)功率按4kW 計(jì)，輔助燃料消耗按進(jìn)出(chū)口(kǒu)温(wēn)差140℃計(jì)。考慮到(dào)CO系(xì)統每天(tiān)的(de)启動(dòng)加热(rè)操作(zuò)，每天(tiān)運行按8. 5h 計(jì)。由于(yú)是(shì)非(fēi)連(lián)續運行，每台(tái)CO 均考慮每天(tiān)启動(dòng)烘爐的(de)燃气(qì)消耗，烘爐燃气(qì)量(liàng)按将催化床(chuáng)加热(rè)到(dào)300℃时(shí)的(de)热(rè)量(liàng)平衡數據(jù)估算。
由于(yú)RTO、轉(zhuǎn)轮濃缩加RTO 以(yǐ)及(jí)轉(zhuǎn)轮濃缩加CO 涉及(jí)的(de)热(rè)氧化系(xì)統套(tào)數多(duō)，且(qiě)需要(yào)每天(tiān)启動(dòng)时(shí)加热(rè)爐體(tǐ)，工作(zuò)时(shí)間(jiān)較长，需3 ～ 4 人(rén)運行。再生(shēng)式活性(xìng)炭系(xì)統，为(wèi)全(quán)自(zì)動(dòng)運行，盡管(guǎn)再生(shēng)时(shí)需要(yào)值守，方(fāng)案(àn)D、E 因(yīn)采用(yòng)的(de)是(shì)就(jiù)地(dì)再生(shēng)，只(zhī)需配备1人(rén)即可(kě)操作(zuò)運行。電(diàn)費按0. 8 元(yuán)/kW·h 計(jì)，天(tiān)然气(qì)按3. 5 元(yuán)/m3 計(jì)，蒸汽按0. 3 元(yuán)/kg 計(jì)，人(rén)员費用(yòng)按300 元(yuán)/d 計(jì)。
基于(yú)以(yǐ)上(shàng)方(fāng)案(àn)及(jí)基礎數據(jù)，可(kě)得到(dào)不(bù)同(tóng)方(fāng)案(àn)的(de)運行費用(yòng)( 表1) 。表1 中(zhōng)系(xì)統的(de)投资費用(yòng)由于(yú)涉及(jí)到(dào)技術(shù)專利、材質(zhì)、設备及(jí)自(zì)控元(yuán)器件(jiàn)等配置的(de)差异(yì)，結合供應(yìng)商的(de)詢價，給(gěi)出(chū)了(le)大(dà)致(zhì)的(de)價格区間(jiān)。
在(zài)表1 投资費用(yòng)基礎上(shàng)取(qǔ)中(zhōng)間(jiān)值，并按10 年(nián)使用(yòng)壽命，5%的(de)利率及(jí)每年(nián)工作(zuò)250d，平均設計(jì)濃度(dù)250mg /m3，回收(shōu)率90% 等条(tiáo)件(jiàn)計(jì)算出(chū)的(de)年(nián)度(dù)直(zhí)接費用(yòng)、間(jiān)接費用(yòng)和年(nián)度(dù)总費用(yòng)情況如表2 所(suǒ)示。其中(zhōng)活性(xìng)炭方(fāng)案(àn)D、E 分别給(gěi)出(chū)了(le)回收(shōu)液回用(yòng)( D1、E1) 和作(zuò)为(wèi)危廢處(chù)置( D2、E2) 两(liǎng)種(zhǒng)情況的(de)費用(yòng)，回收(shōu)液可(kě)用(yòng)價格取(qǔ)5 000 元(yuán)/t，危廢處(chù)理(lǐ)費按8 000 元(yuán)/t 計(jì)。
方(fāng)案(àn)A 对(duì)于(yú)低(dī)濃度(dù)且(qiě)非(fēi)連(lián)續排放(fàng)的(de)气(qì)體(tǐ)采用(yòng)RTO 工藝，一(yī)方(fāng)面(miàn)RTO 的(de)气(qì)流阻力較大(dà)，濃度(dù)低(dī)时(shí)需要(yào)添加輔助燃料，同(tóng)时(shí)間(jiān)歇運行，每天(tiān)均需要(yào)進(jìn)行启動(dòng)升(shēng)温(wēn)，总體(tǐ)上(shàng)非(fēi)常不(bù)經(jīng)濟。
方(fāng)案(àn)B 采用(yòng)沸石(dàn)轉(zhuǎn)轮濃缩加RTO 的(de)方(fāng)式，由于(yú)濃缩系(xì)統的(de)流體(tǐ)阻力較小，故有(yǒu)效地(dì)減少(shǎo)了(le)主(zhǔ)體(tǐ)气(qì)流的(de)阻力，同(tóng)时(shí)濃缩後(hòu)的(de)气(qì)體(tǐ)再進(jìn)行热(rè)氧化減少(shǎo)了(le)热(rè)氧化的(de)輔助燃料需求，但每天(tiān)的(de)启爐和轉(zhuǎn)轮的(de)热(rè)再生(shēng)需要(yào)消耗一(yī)定(dìng)的(de)動(dòng)力能源。
方(fāng)案(àn)C 系(xì)根(gēn)據(jù)樣(yàng)本(běn)企業的(de)實(shí)際情況進(jìn)行的(de)優化，通(tòng)过(guò)合并系(xì)統的(de)規模效應(yìng)提(tí)高(gāo)了(le)技術(shù)經(jīng)濟性(xìng)。
方(fāng)案(àn)D 配置活性(xìng)炭吸附氮气(qì)保護脱附系(xì)統，因(yīn)吸附淨化阻力不(bù)大(dà)，总體(tǐ)運行成(chéng)本(běn)最(zuì)低(dī)，由于(yú)活性(xìng)炭系(xì)統的(de)吸附能力，與(yǔ)热(rè)氧化系(xì)統相比更(gèng)加适用(yòng)于(yú)非(fēi)連(lián)續排放(fàng)过(guò)程，但因(yīn)工藝複雜及(jí)安(ān)全(quán)配置的(de)因(yīn)素，投资費用(yòng)不(bù)低(dī)。該系(xì)統主(zhǔ)要(yào)用(yòng)于(yú)溶劑回收(shōu)，進(jìn)口(kǒu)气(qì)體(tǐ)濃度(dù)高(gāo)时(shí)，技術(shù)經(jīng)濟性(xìng)更(gèng)佳。对(duì)于(yú)樣(yàng)本(běn)企業，回收(shōu)的(de)溶劑可(kě)用(yòng)于(yú)低(dī)端産品制造。因(yīn)此D1 方(fāng)案(àn)情景总體(tǐ)年(nián)度(dù)費用(yòng)較热(rè)氧化方(fāng)案(àn)具有(yǒu)優勢。如表2所(suǒ)示，如果(guǒ)回收(shōu)液無法(fǎ)利用(yòng)，則還(huán)需要(yào)考慮将收(shōu)集液體(tǐ)作(zuò)为(wèi)危廢的(de)處(chù)置的(de)運行費用(yòng)，如D2 方(fāng)案(àn)情景所(suǒ)示，活性(xìng)炭吸附氮气(qì)保護脱附系(xì)統的(de)運行費用(yòng)要(yào)超过(guò)濃缩热(rè)氧化系(xì)統。
方(fāng)案(àn)E 为(wèi)方(fāng)案(àn)D 根(gēn)據(jù)企業情況的(de)優化版，通(tòng)过(guò)合并系(xì)統的(de)規模效應(yìng)提(tí)高(gāo)了(le)总體(tǐ)的(de)技術(shù)經(jīng)濟性(xìng)。方(fāng)案(àn)E1 情景在(zài)所(suǒ)有(yǒu)方(fāng)案(àn)情景中(zhōng)总年(nián)度(dù)費用(yòng)最(zuì)低(dī)。
方(fāng)案(àn)F 为(wèi)沸石(dàn)轉(zhuǎn)轮濃缩加CO 的(de)方(fāng)式，與(yǔ)方(fāng)案(àn)B 相比，由于(yú)CO 床(chuáng)层(céng)阻力較RTO 要(yào)小，所(suǒ)以(yǐ)总體(tǐ)電(diàn)耗減低(dī)，但由于(yú)通(tòng)常情況下催化燃燒的(de)热(rè)回收(shōu)率要(yào)遠(yuǎn)低(dī)于(yú)RTO，所(suǒ)以(yǐ)需要(yào)添加一(yī)部(bù)分輔助燃料，因(yīn)此总體(tǐ)動(dòng)力費用(yòng)差距不(bù)大(dà)。但考慮到(dào)催化劑的(de)更(gèng)換費用(yòng)，总體(tǐ)直(zhí)接運行費用(yòng)要(yào)高(gāo)于(yú)RTO。CO 系(xì)統在(zài)小風(fēng)量(liàng)情況下的(de)投资要(yào)小于(yú)RTO，因(yīn)此总年(nián)度(dù)費用(yòng)总體(tǐ)較低(dī)。但使用(yòng)CO 設备时(shí)，在(zài)控制催化劑失活保證系(xì)統性(xìng)能穩定(dìng)性(xìng)方(fāng)面(miàn)需要(yào)特(tè)别注意。
方(fāng)案(àn)G 为(wèi)方(fāng)案(àn)F 根(gēn)據(jù)企業情況的(de)優化版，通(tòng)过(guò)合并系(xì)統的(de)規模效應(yìng)提(tí)高(gāo)了(le)总體(tǐ)的(de)技術(shù)經(jīng)濟性(xìng)。
從表2 可(kě)知，对(duì)于(yú)樣(yàng)本(běn)企業，“RTO 技術(shù)”投资和運行費用(yòng)最(zuì)高(gāo)，在(zài)回收(shōu)液可(kě)以(yǐ)回用(yòng)于(yú)生(shēng)産时(shí)，“沸石(dàn)轉(zhuǎn)轮吸附濃缩- RTO 技術(shù)”及(jí)“沸石(dàn)轉(zhuǎn)轮吸附濃缩- CO 技術(shù)”投资和運行費用(yòng)也(yě)明(míng)顯高(gāo)于(yú)“活性(xìng)炭吸附- 氮气(qì)脱附冷凝溶劑回收(shōu)技術(shù)”。所(suǒ)以(yǐ)，就(jiù)樣(yàng)本(běn)企業的(de)情況而言，從經(jīng)濟性(xìng)角(jiǎo)度(dù)，優先(xiān)采用(yòng)“活性(xìng)炭吸附- 氮气(qì)脱附冷凝溶劑回收(shōu)技術(shù)”，且(qiě)方(fāng)案(àn)E 優于(yú)方(fāng)案(àn)D。
2 治理(lǐ)模式改進(jìn)
2. 1 “分散(sàn)收(shōu)集，集中(zhōng)處(chù)理(lǐ)”模式
根(gēn)據(jù)前(qián)述技術(shù)經(jīng)濟性(xìng)分析，選用(yòng)“活性(xìng)炭吸附- 氮气(qì)脱附冷凝溶劑回收(shōu)技術(shù)”对(duì)樣(yàng)本(běn)企業廢气(qì)進(jìn)行治理(lǐ)。
考慮到(dào)間(jiān)歇排放(fàng)且(qiě)VOCs 排放(fàng)負荷較低(dī)，为(wèi)了(le)進(jìn)一(yī)步減少(shǎo)投资，同(tóng)濟大(dà)學(xué)提(tí)出(chū)“分散(sàn)收(shōu)集，集中(zhōng)處(chù)理(lǐ)”的(de)区域範圍VOCs 減排控制模式，即方(fāng)案(àn)H，配置7 套(tào)( 5 用(yòng)2 备) 處(chù)理(lǐ)能力25 000m3 /h 移動(dòng)式活性(xìng)炭吸附裝(zhuāng)置和1 套(tào)活性(xìng)炭裝(zhuāng)置再生(shēng)中(zhōng)心(xīn)，該方(fāng)案(àn)中(zhōng)“分散(sàn)收(shōu)集”指采用(yòng)5 个(gè)移動(dòng)式活性(xìng)炭吸附裝(zhuāng)置分别对(duì)5 个(gè)排口(kǒu)VOCs 廢气(qì)進(jìn)行吸附淨化，當吸附一(yī)段(duàn)时(shí)間(jiān)後(hòu)，在(zài)線(xiàn)監控設施顯示排口(kǒu)VOCs 濃度(dù)接近(jìn)60% ～ 80% 的(de)排放(fàng)限值时(shí)，将移動(dòng)式活性(xìng)炭吸附裝(zhuāng)置運送到(dào)廠(chǎng)內(nèi)集中(zhōng)建設的(de)一(yī)套(tào)“氮气(qì)脱附冷凝溶劑回收(shōu)系(xì)統”的(de)活性(xìng)炭裝(zhuāng)置再生(shēng)中(zhōng)心(xīn)進(jìn)行脱附再生(shēng)，同(tóng)时(shí)排口(kǒu)處(chù)更(gèng)換一(yī)个(gè)再生(shēng)过(guò)的(de)移動(dòng)式活性(xìng)炭吸附裝(zhuāng)置。
方(fāng)案(àn)H 和方(fāng)案(àn)D 規模和再生(shēng)頻次(cì)相似，只(zhī)是(shì)方(fāng)案(àn)H 需要(yào)進(jìn)行吸附器的(de)移動(dòng)，活性(xìng)炭吸附系(xì)統排气(qì)點(diǎn)處(chù)为(wèi)吸附过(guò)程，無需人(rén)员運行看(kàn)管(guǎn)。系(xì)統運行时(shí)，每天(tiān)的(de)主(zhǔ)要(yào)工作(zuò)为(wèi)1 台(tái)吸附裝(zhuāng)置的(de)更(gèng)換移動(dòng)及(jí)再生(shēng)中(zhōng)心(xīn)5h 的(de)再生(shēng)，系(xì)統的(de)運行和維護按2 人(rén)計(jì)。方(fāng)案(àn)H 的(de)年(nián)度(dù)費用(yòng)情況見(jiàn)表3，投资費用(yòng)在(zài)500 ～ 700 万元(yuán)之(zhī)間(jiān)，盡管(guǎn)人(rén)工費用(yòng)有(yǒu)所(suǒ)增加，但总體(tǐ)年(nián)度(dù)費用(yòng)仍然明(míng)顯低(dī)于(yú)方(fāng)案(àn)D、E。
方(fāng)案(àn)H 主(zhǔ)要(yào)針(zhēn)对(duì)間(jiān)歇生(shēng)産的(de)特(tè)點(diǎn)，采用(yòng)可(kě)移動(dòng)式活性(xìng)炭吸附裝(zhuāng)置加集中(zhōng)再生(shēng)的(de)模式進(jìn)一(yī)步提(tí)高(gāo)了(le)技術(shù)經(jīng)濟性(xìng)。由于(yú)生(shēng)産裝(zhuāng)置運行前(qián)不(bù)需要(yào)特(tè)别提(tí)前(qián)对(duì)环(huán)保裝(zhuāng)置進(jìn)行預热(rè)，集中(zhōng)再生(shēng)可(kě)有(yǒu)效提(tí)高(gāo)再生(shēng)裝(zhuāng)置的(de)使用(yòng)效率，特(tè)别适合于(yú)大(dà)風(fēng)量(liàng)、低(dī)濃度(dù)非(fēi)連(lián)續排放(fàng)的(de)污染源的(de)控制。該模式突破了(le)常見(jiàn)的(de)活性(xìng)炭吸附- 脱附一(yī)體(tǐ)化就(jiù)地(dì)處(chù)理(lǐ)的(de)模式，大(dà)大(dà)減少(shǎo)了(le)建設造價。
該治理(lǐ)模式控制的(de)關(guān)鍵是(shì)对(duì)廢气(qì)排口(kǒu)VOCs 濃度(dù)進(jìn)行實(shí)时(shí)監控，樣(yàng)本(běn)企業采用(yòng)較經(jīng)濟且(qiě)維護較簡單、便捷，使用(yòng)相对(duì)安(ān)全(quán)的(de)光(guāng)離子气(qì)體(tǐ)檢測儀( PID) 進(jìn)行內(nèi)控監測。監測數據(jù)可(kě)以(yǐ)在(zài)手(shǒu)機(jī)應(yìng)用(yòng)程序上(shàng)實(shí)时(shí)查看(kàn)，一(yī)旦數據(jù)达(dá)到(dào)設定(dìng)的(de)監控上(shàng)限值时(shí)，就(jiù)更(gèng)換移動(dòng)式活性(xìng)炭吸附裝(zhuāng)置。
2. 2 實(shí)際運行效果(guǒ)说(shuō)明(míng)
方(fāng)案(àn)H 實(shí)施後(hòu)，为(wèi)了(le)验(yàn)證該治理(lǐ)工藝的(de)治理(lǐ)效果(guǒ)，樣(yàng)本(běn)企業委托第(dì)三(sān)方(fāng)对(duì)5 个(gè)廢气(qì)排口(kǒu)進(jìn)行了(le)監測，移動(dòng)式活性(xìng)炭吸附裝(zhuāng)置進(jìn)出(chū)口(kǒu)非(fēi)甲烷总烴的(de)監測結果(guǒ)見(jiàn)表4，結果(guǒ)顯示廢气(qì)經(jīng)治理(lǐ)後(hòu)5 个(gè)排口(kǒu)非(fēi)甲烷总烴均能达(dá)标(biāo)排放(fàng)，且(qiě)在(zài)一(yī)定(dìng)条(tiáo)件(jiàn)下，非(fēi)甲烷总烴的(de)去(qù)除效率能达(dá)90%以(yǐ)上(shàng)。
方(fāng)案(àn)H 實(shí)施後(hòu)，樣(yàng)本(běn)企業的(de)實(shí)際投资和運行費用(yòng)與(yǔ)方(fāng)案(àn)H 預期(qī)相差不(bù)大(dà)( 見(jiàn)表4) ，由于(yú)樣(yàng)本(běn)企業實(shí)際生(shēng)産負荷低(dī)，産生(shēng)的(de)廢气(qì)濃度(dù)低(dī)，且(qiě)非(fēi)連(lián)續穩定(dìng)排放(fàng)，日(rì)回收(shōu)溶劑量(liàng)为(wèi)86. 2 kg，回收(shōu)溶劑用(yòng)于(yú)低(dī)端産品生(shēng)産，可(kě)産生(shēng)431 元(yuán)/d 的(de)經(jīng)濟效益( 見(jiàn)表5) 。
2. 3 移動(dòng)式治理(lǐ)模式的(de)應(yìng)用(yòng)前(qián)景
活性(xìng)炭吸附技術(shù)是(shì)簡單易行的(de)治理(lǐ)技術(shù)，是(shì)一(yī)些(xiē)分散(sàn)的(de)諸如噴塗、印(yìn)刷、化工等小型企業首選的(de)治理(lǐ)技術(shù)。但單个(gè)企業建設相應(yìng)的(de)活性(xìng)炭再生(shēng)系(xì)統費用(yòng)高(gāo)，小企業往往難以(yǐ)承擔。如果(guǒ)采用(yòng)更(gèng)換活性(xìng)炭的(de)方(fāng)式，新(xīn)活性(xìng)炭購買(mǎi)和廢活性(xìng)炭作(zuò)为(wèi)危廢處(chù)置的(de)費用(yòng)均很高(gāo)。因(yīn)此，要(yào)減輕(qīng)單个(gè)企業的(de)治理(lǐ)費用(yòng)，可(kě)采用(yòng)移動(dòng)式治理(lǐ)模式，将吸附饱和的(de)活性(xìng)炭，送到(dào)統一(yī)建設的(de)活性(xìng)炭异(yì)位(wèi)( 地(dì)) 再生(shēng)平台(tái)進(jìn)行再生(shēng)，大(dà)大(dà)減少(shǎo)單个(gè)企業的(de)投资費用(yòng)。也(yě)可(kě)采用(yòng)“吸附- 移動(dòng)脱附”的(de)VOCs 淨化技術(shù)，廢气(qì)收(shōu)集後(hòu)經(jīng)多(duō)級过(guò)濾裝(zhuāng)置去(qù)除漆霧(wù)、颗(kē)粒(lì)物，再經(jīng)分子篩吸附床(chuáng)吸附後(hòu)达(dá)标(biāo)排放(fàng)。吸附床(chuáng)吸附饱和後(hòu)由移動(dòng)式解(jiě)吸裝(zhuāng)置原位(wèi)脱附，脱附出(chū)的(de)VOCs 經(jīng)催化燃燒裝(zhuāng)置淨化處(chù)理(lǐ)。
总之(zhī)，無論是(shì)异(yì)位(wèi)脱附還(huán)是(shì)原位(wèi)脱附的(de)移動(dòng)式治理(lǐ)模式，都是(shì)打(dǎ)破傳統的(de)吸附- 脱附一(yī)體(tǐ)化模式，優化吸附劑再生(shēng)方(fāng)式，具有(yǒu)更(gèng)好(hǎo)的(de)經(jīng)濟性(xìng)，尤其适用(yòng)于(yú)非(fēi)連(lián)續排放(fàng)的(de)廢气(qì)。
3 結論
3. 1 对(duì)于(yú)大(dà)風(fēng)量(liàng)、低(dī)濃度(dù)有(yǒu)機(jī)廢气(qì)，在(zài)幾(jǐ)種(zhǒng)主(zhǔ)流治理(lǐ)技術(shù)中(zhōng)，當回收(shōu)液具有(yǒu)利用(yòng)價值时(shí)，“活性(xìng)炭吸附- 氮气(qì)脱附冷凝溶劑回收(shōu)技術(shù)”相較“RTO”“沸石(dàn)轉(zhuǎn)轮吸附濃缩- RTO 技術(shù)”及(jí)“沸石(dàn)轉(zhuǎn)轮吸附濃缩- CO 技術(shù)”的(de)經(jīng)濟性(xìng)更(gèng)優; 而回收(shōu)液需作(zuò)为(wèi)危廢處(chù)置时(shí)， “沸石(dàn)轉(zhuǎn)轮吸附濃缩- CO 技術(shù)”更(gèng)具經(jīng)濟性(xìng)，但必須考慮来(lái)气(qì)的(de)情況，選擇合适的(de)催化劑，确保系(xì)統運行的(de)穩定(dìng)性(xìng)。
3. 2 对(duì)于(yú)非(fēi)連(lián)續排放(fàng)的(de)廢气(qì)，“分散(sàn)收(shōu)集，集中(zhōng)處(chù)理(lǐ)”的(de)治理(lǐ)模式有(yǒu)利于(yú)降低(dī)VOCs 治理(lǐ)裝(zhuāng)置投资成(chéng)本(běn)，具有(yǒu)很好(hǎo)的(de)經(jīng)濟性(xìng)。