我国有机废气治理行业2010年发展综述

2011-01-25 00:42中国环境保护产业协会废气净化委员会北京100037
中国环保产业 2011年8期
关键词:废气净化有机

(中国环境保护产业协会废气净化委员会,北京 100037)

我国有机废气治理行业2010年发展综述

(中国环境保护产业协会废气净化委员会,北京 100037)

综述了2010年我国有机废气治理行业的发展环境,分析了行业的发展及经营状况,介绍了挥发性有机污染物(VOCs)控制技术现状及发展趋势,对行业的发展进行了展望。

有机废气治理;控制技术;行业发展;挥发性有机污染物

1 2010年行业发展现状

1.1 行业发展环境

目前,我国对粉尘(PM10和PM2.5)和SOx的治理工作已经取得了很大的进展,主要大城市(城市群)大气环境中粉尘和SOx的恶化状况得到了有效的控制,对NOx的治理工作也在稳步地推进过程当中。但在近年来,各主要城市大气环境中O3的浓度呈现出逐渐增加的趋势,其中VOCs(挥发性有机污染物)的污染是造成O3浓度增加的主要原因。大部分的VOCs都具有直接的人体毒性和环境毒性(光化学反应性,易生成二次有机气溶胶),而我国作为制造业大国,工业生产过程中VOCs的排放量惊人,预计达到了1200万吨/年以上。虽然我国VOCs的治理工作已有三十多年的历史,但由于长期以来法律法规体系不健全,废气治理的重点主要放在了除尘、脱硫和脱硝工作上,实际上VOCs的治理工作总体进展缓慢。除了一些突出的、对人体直接造成很大伤害的污染源以外,大部分的VOCs污染源尚未进行治理。为此,2010年5月国家颁发了《关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量指导意见的通知》(国办发[2010]33号),首次正式从国家层面上明确了开展挥发性有机物污染防治工作的重要性,将VOCs和SOx、NOx、颗粒物一起列为改善大气环境质量的防控重点。该通知提出了在“十二五”期间我国主要经济发达地区(“三区”、“六群”)大气环境质量的控制要求。目前,国家环保部和“三区”、“六群”都在制定“十二五”期间联防联控的规划,其中VOCs控制工作由于以前的基础较差,成为联防联控工作的重点任务之一。可以预见,继除尘、脱硫和脱硝以后,在“十二五”期间以及今后相当长的一段时间之内,我国VOCs的治理工作将会得到快速的发展,VOCs的治理技术将会不断提升,VOCs的治理产业将进入一个快速发展的时期。

目前我国涉及VOCs排放控制的国家标准主要有《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)和《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)两项综合排放标准,《炼焦炉大气污染物排放标准》(GB16171-1996)、《饮食业油烟排放标准(试行)》(GB18483-2001)、《储油库大气污染物排放标准》(GB20950-2007)、《汽油运输大气污染物排放标准》(GB2095-2007)、《加油站大气污染物排放标准》(GB20952-2007)和《合成革与人造革工业污染物排放标准》(GB21902-2008)等6个行业排放标准。在北京奥运会之前,北京市相继制定了《炼油与石油化工行业大气污染物排放标准》(DB11/447-2007)和《大气污染物综合排放标准》(DB11/501-2007);在2010年亚运会之前,广东省制定了《家具制造行业挥发性有机化合物排放标准》(DB44/814-2010)、《包装印刷行业挥发性有机化合物排放标准》(DB44/815-2010)、《表面涂装(汽车制造业)挥发性有机化合物排放标准》(DB44/816-2010)和《制鞋行业挥发性有机化合物排放标准》(DB44/817-2010)等一些重点行业的挥发性有机化合物排放标准,大大推进了广东省特别是广州市在2010年的工业有机废气治理工作。

“十一五”期间,我国的VOCs治理行业总体上得到了较快发展,但在2009年由于受到世界金融危机的影响,很多企业的VOCs治理业务被迫停止。进入2010年以后,随着我国经济形势的好转,以及受到广州亚运会、上海世博会等一些重大活动的推动,VOCs治理工作得到了较大发展,特别是上海和广州的行业业务量有较大的提高。

1.2 行业经营状况

与除尘、脱硫和脱硝等行业相比,由于VOCs具有种类繁多、排放行业多、排放源分散以及治理技术复杂等特点,单个VOCs的治理工程规模小、产值低,因此从事VOCs治理的企业一般规模较小,但数量较多。2010年由于各地明显抓紧了对VOCs的治理力度,又有一批从事VOCs治理的企业进行了注册,或者一些之前从事其它行业的环保企业开始介入VOCs的治理领域。但总体上来讲,企业规模都较小,2010年产值超过亿元的企业只有1家,超过5000万元的企业预计在15家左右,大部分企业的产值在1000万~5000万元之间,还有很大一部分小型企业的产值在1000万元以下。

需要注意的是,自2009年以来,一些国外代理或合资企业介入我国VOCs治理市场的力度明显加大,这些企业的数量估计已经超过15家,近年来的业务活动明显加强,开始参与一些较大型治理工程的招投标。国外企业的最大优势在于技术水平较高,工程设计规范和管理能力强。主要问题是工程造价较高,通常要高于国内企业的2~5倍,因此目前其介入国内市场的能力还较差。但在油气回收技术、工业废气溶剂回收技术、废气焚烧技术等国内技术水平较低的领域,近年来国外企业还是得到了一定的发展。国外企业的介入在客观上对国内企业形成了一定的竞争,但对于提升我国有机废气治理技术、促进国内企业的规模化发展、加强国内企业的管理水平等方面将会起到积极的作用。

据2009年的不完全统计,国内从事有机废气治理的企业数量约100家。由于企业规模小,数量多而分散,要准确地统计有机废气治理行业的经营状况非常困难。经对2010年20家国内企业的经营状况进行调查,并与2009年的数据进行对比分析,预计2010年VOCs治理的产值应该在18亿~24亿元,比2009年提高了15%左右,利润预计在15%~20%之间。

在VOCs的治理设备中,从国外直接进口治理装置的一般都是外资企业,主要是随着国外生产设备的引进而带入的一些设备,如北京奔驰汽车生产中带入的蓄热式热力焚烧装置(RTO),几家日本的电子半导体企业带入的转轮吸附浓缩-催化燃烧装置等,也有一些国内企业直接引进了国外的治理装置,但数量极少。目前,国内有能力开拓海外市场的有机废气治理企业很少,2010年有部分的企业到中国台湾(主要是吸附回收设备)、港澳(油烟净化设备)和东南亚拓展业务,预计总额不超过3000万元人民币。

在VOCs治理行业中,目前大部分的治理厂家还仅限于承接废气末端治理工程、提供设备,工程验收以后即交付甲方自己运营,尚未形成环保设备的第三方运营机制。但在近年来,一些有机溶剂回收企业开始尝试承担设备运营业务,在回收设备建成以后承担设备的运营,将回收后的有机溶剂进行集中提纯处理。如广州黑马环保科技有限公司在珠三角地区的锂离子电池回收中采用了该模式,进行N-甲基吡咯烷酮的回收,取得了非常好的效果。由于单一设备的溶剂回收量一般较少,配套溶剂分离提纯装置经济上不合算,而在某一制造业集中的地区,对几套直至几十套回收装置同时进行管理,所回收的有机溶剂量非常可观,统一进行集中分离提纯经济性非常好。因此,在一些制造业比较集中的地方,此种运营模式具有很大的优势,既可以提高环保设备的管理水平,又可以以较为低廉的成本回收大量的有机溶剂,创造良好的经济效益和环境效益。随着我国今后VOCs治理工作的不断深入,在一些VOCs排放量大的行业,如包装印刷、皮革、电子等行业,大多企业比较集中,形成了一些大的工业园区,非常适合采用该模式对VOCs废气进行治理。因而建议政府管理部门积极引导,废气治理企业积极配合,首先在珠三角、长三角和京津冀地区的一些大型工业园区中对该模式进行推广。

2 行业技术发展进展

2.1 行业总体技术进展

VOCs的末端控制技术可以分为两大类:即回收技术和销毁技术(见下图)。回收技术是通过物理的方法,改变温度、压力或采用选择性吸附剂和选择性渗透膜等方法来富集分离有机污染物的方法,主要包括吸附技术、吸收技术、冷凝(及蒸气平衡)技术及膜分离技术等。回收的有机溶剂可以直接用于质量要求较低的生产工艺,或者集中进行分离提纯。销毁技术是通过化学或生化反应,用热、光、催化剂或微生物等将有机化合物转变成为二氧化碳和水等无毒害无机小分子化合物的方法,主要包括高温焚烧、催化燃烧、生物氧化、低温等离子体破坏和光催化氧化技术等。

VOCs净化单元技术图

其中,吸附技术、催化燃烧技术和热力焚烧技术是传统的有机废气治理技术,也仍然是目前应用最广泛的VOCs实用治理技术。

吸收技术由于存在二次污染和安全性差等缺点,目前已经较少使用。在实际应用中,吸收技术只是作为其他治理技术的辅助手段用于废气的前处理工艺和后处理工艺中。在前处理工艺中用于去除一些酸性和碱性无机化合物和漆雾或粉尘;在后处理工艺中用于吸收等离子体破坏后产生的二次污染物等。

由于废气冷凝的成本较高,冷凝技术只是在极高浓度下(通常超过10,000ppm)直接使用才有意义,在VOCs的治理中通常作为吸附技术或催化燃烧技术等的辅助手段使用。对于含高浓度VOCs的废气,通常首先采用常温水或低温水对高浓度的废气进行冷凝回收,冷凝后的尾气再进行吸附或催化燃烧处理。这样既可以降低治理成本,又可以降低后处理装置的负荷。对于低浓度的有机废气,当需要进行回收时,可以首先采用吸附浓缩的方法,将吸附浓缩后的高浓度废气再导入冷凝器中进行冷凝回收。

2.2 新技术开发应用

(1)沸石转轮吸附浓缩技术

VOCs的种类繁多、成分复杂、性质各异,在很多情况下采用一种净化技术往往难以达到治理要求,而且也不经济。利用不同单元治理技术的优势,采用组合治理工艺,不仅可以满足排放要求,而且可以降低净化设备的运行费用。因此,在有机废气治理中,采用两种或多种净化技术的组合工艺近年来得到了迅速发展。沸石转轮吸附浓缩技术就是针对低浓度VOCs的治理而发展起来的一种新技术,与焚烧技术(催化燃烧或高温焚烧)或冷凝技术进行组合,形成了“沸石转轮吸附浓缩+焚烧技术”和“沸石转轮吸附浓缩+冷凝回收技术”。

低浓度、大风量的VOCs排放在目前我国的有机废气污染中占了很大的比例,吸附浓缩技术是低浓度废气治理中最为经济有效的技术途径,从一些大型和较大型企业的经营情况分析,吸附浓缩-催化燃烧集成技术所占比例最大,占到全部项目数量的50%以上。之前主要采用的是“固定床吸附浓缩+催化燃烧技术”,近十多年来在我国的工业VOCs净化中占有主导地位,但经过多年来的运行实践,该工艺存在一些明显的缺陷:1)之前主要采用活性炭材料(蜂窝活性炭、颗粒活性炭和活性碳纤维)作为吸附剂,而活性炭材料在采用热气流再生时的安全性较差,当再生热气流的温度达到100℃以上时,吸附床容易着火。2)采用热气流吹扫再生活性炭,因为再生温度低,当脱附周期完成后部分高沸点化合物不能彻底脱附,会在活性炭床层中积累而使其吸附能力下降。由于存在安全性问题,通常的再生温度不能超过120℃。因此对于沸点高于120℃的有机物,如三甲苯等则不能利用该工艺进行净化。3)通常活性炭具有很强的吸水能力,当废气湿度较高(超过60%)时,对有机物的净化能力将会迅速下降,在处理高湿度的废气时床层的净化效率较低。

鉴于以上存在的问题,在吸附浓缩工艺中,国外主要采用疏水型蜂窝分子筛(蜂窝沸石)作为吸附剂,移动式的沸石转轮作为吸附装置。与“固定床吸附浓缩+催化燃烧装置”相比,具有一些明显的优势:1)采用沸石作为吸附剂,安全性能好,采用热气流再生时不易发生着火现象;2)采用沸石作为吸附剂,再生温度可以提高,适用于从低沸点到高沸点各种VOCs的净化;3)设备阻力低,运行成本低;4)吸附后尾气中有机污染物的浓度稳定,便于控制;5)设备体积和占地面积小。

硅铝分子筛本身是一类强极性物质,对空气中的水分具有极强的选择性吸附能力。采用沸石作为吸附剂,关键在于沸石的疏水改性技术可以提高其对有机化合物的选择性吸附能力。经过近年来的不断努力,我国在疏水型蜂窝分子筛的生产技术上已经取得了突破,打破了美、日等国家在该技术上的垄断。由于我国的应用市场广泛,因此沸石转轮吸附浓缩技术在今后将会成为国内低浓度VOCs治理的关键技术。

(2)生物法治理技术

生物法最早应用于废气脱臭。近年来随着对有机污染物治理技术研究的不断深入,生物法逐步被应用于有机污染物的治理领域。生物法具有设备简单,投资及运行费用低、无二次污染等优点。但生物法对有机污染物的降解速率较低,只是在处理低浓度有机废气时才具经济性。此外,由于生物菌种对有机物的消化具有很强的专一性,只有易生物降解的有机物才适合使用生物法进行净化,因此生物法处理有机废气的普适性较差。

根据处理运行方式不同,生物处理工艺主要分为生物过滤床、生物洗涤床和生物滴滤床三种形式。

生物过滤床是一种在其中填入具有吸附性滤料的过滤净化装置,在过滤床中加入pH调节剂和N、P、K等营养元素,当具有一定湿度的废气进入过滤床时,通过生物填料层,填料层中的微生物将有机物捕获并消化降解。

生物洗涤床通常由一个洗涤塔和一个再生池组成,在洗涤塔中,循环液通过喷淋或鼓泡的形式将废气中的污染物和氧气转入液相,实现质量传递。吸收了废气成分的洗涤液流入再生池,通入空气充氧后再生,在再生池中污染物被消化分解。

生物滴滤床中使用的是各种不具有吸附能力的填料,在填料的表面形成一层生物膜,废气由滴滤床底部进入,回流液从上部喷淋并沿填料上的生物膜滴流而下,溶解于水中的有机物被生物膜中的微生物吸收分解。

生物洗涤床适用于风量小、浓度较高、易溶解且生物代谢速率较慢的废气净化;对于大风量、低浓度的废气则采用生物过滤床;对于负荷较高,且降解后产生酸性物质的废气则宜采用生物滴滤床。

由于具有绿色环保和处理费用较低等优点,近年来,生物法处理有机废气的研究工作进展很快,生物菌落和各种填料的开发不断地取得突破,生物法在今后将会成为有机废气治理的主要技术之一。

(3)低温等离子体净化技术

低温等离子体净化技术是近年来发展起来的废气治理新技术。等离子体被称为物质的第4种形态,由电子、离子、自由基和中性粒子组成。低温等离子体有机气体净化就是利用介质放电所产生的等离子体以极快的速度反复轰击废气中的异味气体分子,去激活、电离、裂解废气中的各种成分,通过氧化等一系列复杂的化学反应,打开污染物分子内部的化学键,使复杂的大分子污染物转变为一些小分子的安全物质(如二氧化碳和水),或使有毒有害物质转变为无毒无害或低毒低害物质。

实际上,要将不同的化学键打开,需要的能量不同,如C-H、C-O、C-N、C-S、O-H、S-H等等。当功率较低,放电所产生的活性粒子能量不足时,一些大分子物质只是被击碎,形成一些小分子化合物,并没有被彻底氧化。特别是对于混合气体的净化,有些分子容易被破坏并被彻底氧化,而有些分子则不易被破坏或者只是降解而未被彻底氧化。

研究表明,C-S和S-H键比较容易被打开,因此低温等离子体技术对于臭味的净化具有良好的效果,并且在橡胶废气、食品加工废气等的除臭中得到了应用。对于苯系物的净化,研究表明在等离子体发生系统的能量匹配时,也具有一定的效果,当甲苯浓度为300mg/m3以下时,净化效率可以达到60%~70%。因此,在低浓度喷涂废气净化中也可以得到一定的应用。

低温等离子体用于废气的净化具有很多的优势。1)由于等离子体反应器几乎没有阻力,系统的动力消耗非常低;2)装置简单,反应器为模块式结构,造价低,并且容易进行搬迁和安装;3)由于不需要任何的预热时间,所以该装置可以即时开启与关闭;4)所占空间比现有的其他技术更小;5)抗颗粒物干扰能力强,便于维护。

低温等离子体治理技术的关键在于等离子体发生器的设计是否合理。作为一项新技术,目前人们对于其作用机理的研究还不够充分,对于不同化合物如何有针对性地进行等离子体发生器的设计,目前还没有形成规律性的认识。总体上该技术对有机化合物的净化效率还比较低,一般低于70%,如果反应器设计不当,则净化效率会更低,因而限制了它的实际应用。

3 行业市场特点及重要动态

3.1 生产特点

2010年,由于受到上海世博会、广州亚运会等的影响和推动,上海和广东地区明显加强了对工业VOCs的治理力度,对汽车、家电、家具、电子等行业一些大型的污染源进行了限期治理。广东省从2009年开始规划对加油站和油库的油气回收工作,2010年年底已经基本完成治理工作,对世博会和亚运会期间两市大气环境的改善起到了重要作用。

环保部开始规划对国内重污染工业园区的治理试点工作,对浙江台州医药化工工业园区、广东地区的皮革和印刷工业园区进行了重点考察和论证。其中浙江台州医药化工工业园区的治理工作已经全面铺开,包括颗粒活性炭及活性碳纤维吸附回收技术、催化燃烧技术(RCO)、高温焚烧技术(RTO)、低温等离子体技术、光氧化技术以及生物技术等6种治理技术,都在该园区中进行了应用,希望通过试点筛选出适合不同工艺废气治理的最佳实用技术后进行推广应用。同时,为了提高政府对排污企业的监管能力,台州市环保局筹集资金对全市范围内的重点排污企业安装了在线检测装置,有效推动了各企业的治理工作。由于台州市政府的重视和环保部专家组的指导,从总体试点情况来看,台州市的VOCs治理工作已经取得了较大的进展。

我国是制造业大国,经过几十年来的发展,在沿海工业发达地区形成了众多各种类型的工业园区。如,医药化工、印刷、皮革、电子、家具、家电等等,在这些工业园区中,以有机废气为主的废气排放量惊人,但也便于集中进行治理。如台州市这样进行集中规划治理就具有很大的优势:1)由于同一行业中治理技术具有通用性,便于新技术的推广和应用;2)在印刷、皮革、电子等行业中,废气中的有机溶剂具有很高的回收价值,在一个工业园区中可以统一对回收的溶剂进行集中提纯处理,可以大大节省回收成本;3)在一个工业园区中可以由运营公司统一对净化设备进行管理,提高净化设备的运行率,便于政府部门进行统一监管。因此,该模式在未来的VOCs治理中将具有重要的推广价值。

除了大型污染源的治理以外,在经济发达地区由于受到大环境的限制,一些民营企业(尤其是制药业)的废气治理项目逐渐增多,各治理企业的业务量也随之明显增加,特别是中小企业在催化燃烧技术、低温等离子体技术和生物技术废气治理中具有明显的优势,在2010年的业务量都明显增加。

2010年,以沸石转轮吸附浓缩技术、蓄热式燃烧技术(RCO、RTO)、低温等离子体技术和生物技术为代表的新技术的应用得到了加强,市场占有率明显提高。除了从日本引进了一批沸石转轮吸附浓缩装置以外,业内的很多企业正在积极进行该技术的开发应用工作,其中的一些企业已经取得了不错的业绩;蓄热式燃烧技术(RCO、RTO)已经被很多的治理企业采用,取代了以前的换热式燃烧技术;低温等离子体技术和生物技术在低浓度VOCs的治理中也得到了大量推广。

3.2 主要(骨干)企业发展情况

由于我国的制造业主要集中在沿海发达地区,因此VOCs的治理企业也主要集中在东部沿海地区,其中以江苏、浙江、广东、上海、福建和北京为主。我国VOCs的治理工作虽然起步较早,但由于长期以来并未受到重视,因此整个产业的发展较慢,到目前尚未形成相对集中并具有一定影响力的产业园区。目前行业中的主要(骨干)企业有:福州嘉园环保股份有限公司、北京云辰天环保科技有限公司、北京绿创环保工程有限公司、广州黑马环保科技公司、宁波兴达环保设备厂、广州市怡森环保设备有限公司、杭州彩虹环保公司、上海东华环保科技公司、上海昊元净之王环保设备有限公司、广州郎洁环保科技有限公司、杭州西子环保设备厂、杭州凯特环境科技有限公司、景德镇佳奕新材料公司、江苏南通碳纤维有限公司、北京创导奥福精细陶瓷有限公司、科迈科(杭州)环保设备有限公司等。

初步统计,2010年排在行业前20位的企业的总产值约为11亿元,利润总额在8000万~1亿元之间,从业人员不到2000人,进出口额约3000万元,主要治理技术以吸附回收技术、焚烧技术(催化燃烧技术和高温焚烧技术)、生物技术和低温等离子体技术为主。

3.3 行业企业国内国际竞争力状况分析

与美、日、欧等发达国家和地区相比,我国工业VOCs的治理工作起步较晚。在20世纪90年代初,由于我国制造业的大发展,制鞋等一些行业所产生的VOCs的污染对人体健康的影响引起了社会的重视,在90年代先后出台了臭味和大气污染物综合排放标准,开始在一些重点行业进行VOCs的治理工作。而在此期间,西方发达国家已经基本上完成了对重点行业的VOCs治理工作,并且随着制造业的转移,在原料药制造、制鞋、皮革、电子、印刷、家具等一些重污染行业的制造基地也集中到了我国的沿海地区,这些行业不但污染严重,污染治理的成本也较高。总体上讲,我国在技术发展上比西方发达国家晚了至少有20年。

在技术的引进方面,由于以上制造行业的利润率普遍很低,而西方国家的先进技术成本和运行费用普遍很高,除了国外公司随生产线一起带入的一些治理设备外,大部分的国内企业很少直接引进VOCs的污染治理设备或技术。这一方面是治理成本的因素,主要还是由于我国在VOCs治理方面的法律法规体系不健全,地方政府的监管不到位,在排放标准上尚未达到国外的严格程度。随着我国下一步各种VOCs治理技术政策和法律法规体系的出台,国外先进技术的引入和国内外技术的不断融合将是今后的发展趋势。

就单项治理技术而言,经过二十多年的发展,我国在诸如活性碳纤维吸附回收技术、催化燃烧技术等主流治理技术方面已经取得了较大的进展,技术水平有的已经接近了国外的先进水平,而且治理成本低,就我国目前的管理要求来讲国外企业难以与我们进行竞争。因此,虽然国外一些企业多年来就已经开始开拓我国的VOCs治理市场,但除了在一些高端的电子生产企业的污染治理、技术要求高的油气回收设备等方面并未取得大的进展。但由于我国将是今后最大的VOCs治理市场,国外企业凭借明显的技术优势和工程设计能力以及先进的管理理念,近年来已采取各种方式开始介入我国市场,如成立合资企业、在大城市成立办事处、通过咨询公司参与等等。预计今后会逐步扩大在我国的市场份额,在对我国环保企业造成有力竞争的同时,也可以推进我国VOCs治理技术的不断提升。

4 行业发展存在的主要问题

2010年,对我国的VOCs治理行业来讲是非常重要的一年。由于“十二五”规划首次将VOCs与颗粒物、SOx和NOx一起列为改善大气环境质量的控制目标污染物,各地纷纷加强了对VOCs污染治理的力度,使得业内的相关企业提升了信心,加强了技术研发和管理力度,同时全国各地新成立了一批从事VOCs污染治理的企业。但总体上来讲,国内企业和国外相比在技术和管理上都存在着较大的差距,从目前的发展情况来看,存在的问题较多,主要表现在以下几个方面:

(1)与颗粒物、SOx和NOx的治理企业相比,以VOCs治理为主要业务的企业虽然数量众多,但一般规模较小,大部分的企业只拥有1项或几项实用技术,缺乏综合性的治理企业,因此介入市场的能力较差。由于企业规模小,大部分企业没有技术研发能力,技术水平良莠不齐,且多年来得不到提升,只是处于低价竞争状态,治理效果没有保障。

(2)由于VOCs的污染排放情况非常复杂,而且分散、面广,因此在治理技术上涉及到多达十几种实用技术和组合技术,每种技术都有其特定的适用范围和使用条件。而国内在工程设计方面缺乏有经验的人才队伍,对各种技术状态的理解不足,在技术使用上缺乏针对性,致使废气治理设施的治理效果通常较差。

(3)废气治理设施的设计和生产车间的通排风系统是相辅相成的,在进行废气治理时,必须一并进行考虑才会达到理想的治理效果。国外公司通常是一起承揽车间的通排风和末端治理设施的设计,不但治理效果好,而且工程规模大,效益高。而目前国内的公司由于设计能力较差,只是侧重于末端治理设施的设计与制造,与生产车间的通排风系统不匹配,不但工程规模小,效益差,也难以保证治理效果。

(4)在售后服务方面,除了个别几家较大型企业外,大部分企业没有专门的售后服务团队。在完成工程验收后,出现的技术和设备问题难以及时解决,造成治理设施的运行状况不良,运行率较低。根据实地调查发现,除了具有回收效益的一些吸附回收设备外,很大一部分的VOCs治理设备处于缺乏管理的状态,直至只是用于对付环保检查。如果环保部门的监管力度跟不上,这些设备基本上不会连续运行。

(5)由于单项VOCs治理设施的规模一般较小,目前尚未形成有效的运营管理机制。一般用户对设备管理的能力较差,治污企业的售后服务跟不上,又缺乏第三方运营机制,是造成治理设施运行效果差的主要原因,直至很大一部分治理设施在验收后即长期处于闲置状态,因此如何加强对净化设施的运营管理是今后急需解决的问题。

5 解决对策及建议

5.1 加快进行法律法规体系建设,是目前我国VOCs治理工作需要解决的最为迫切的问题

(1)尽快完成对《大气污染物综合排放标准—GB16297-1996》的修订工作,明确对目标污染物的控制范围

目前我国执行的有机物排放标准包括《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)、《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)、《合成革与人造革工业污染物排放标准》、《加油站、油库和汽油运输》等8项,所涉及的VOCs只有19种,覆盖面少,与实际VOCs的排放情况存在很大的差距。在美国环保署EPA定义的污染物中VOCs占了300多种,1990年的《清洁空气法》(Clean Air Act)要求减少90%排放量的189种毒性化合物中70%属于VOCs(164种)。因此,我国需要尽快完成对《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)进行修订工作,对主要的污染物种类进行细化规定,在具体治理工作中才能做到有法可依。

(2)加快进行行业排放标准和治理工程技术规范的制定工作

制定相关重点行业的排放标准,如石化、化工、原料药制造、制鞋、皮革、电子、印刷、家具等行业,将会规范我国目前大部分的VOCs排放量。目前除《合成革与人造革工业污染物排放标准》以外,其它行业的排放标准尚在制定中,近年来可以陆续出台。

由于吸附技术和催化技术是目前两类VOCs治理的主要技术,吸附法和催化法有机废气治理工程技术规范目前正在制定,完成以后可以推进相关的工程质量,加强运行管理工作。

(3)参照我国台湾地区的做法,对VOCs污染排放采取收费制度,推进排污企业自觉地进行VOCs污染治理

20世纪90年代末,我国台湾地区由于VOCs的污染问题严重,大气环境中O3含量不断提高,其它措施又难以从根本上推动VOCs污染的治理工作,从2007年开始,台湾地区采取了VOCs污染排放收费制度,按照污染物的毒性进行分类,根据分类和排放量进行排污收费,收到了良好的效果。近年来基本完成了主要行业和主要污染源的治理工作,遏制了大气环境中O3含量的恶化,并有所降低。

目前国内的大部分排污企业尚处于观望或对付状态,地方政府在推进VOCs污染治理工作方面上也缺乏必要的管理手段,因此建立VOCs污染排放收费制度,可以大大推进排污企业的治理积极性和主动性。

(4)对VOCs的回收采取补贴政策,减少资源浪费和二氧化碳排放

我国是制造业大国,也是VOCs的排放大国,特别是一些重污染行业的集中地,初步估算,每年工业VOCs的排放量超过1200万吨。采用回收工艺可以回收大量的有机溶剂,不但可以减少资源浪费,同时也可以减少二氧化碳排放,特别是在目前石油价格居高不下的情况下更具有现实意义。因此应制定相关的补贴政策,鼓励企业在技术可行的情况下尽量对排放的有机溶剂采取回收措施,对采用回收设施的企业进行适当的补贴,这样每年就可以节约大量的石油。

5.2 为了适应VOCs治理形势的发展,加快提升我国VOCs治理技术水平

(1)加快进行新技术新产品的研究开发工作

近年来,我国的VOCs治理技术虽然发展迅速,但在新材料的开发应用、技术集成、工艺水平,以及控制检测等方面与国外相比都还存在着一定的差距。

在新材料研究方面,如具有疏水功能的分子筛吸附剂、广谱耐高温的氧化催化剂、高效生物净化菌种等还有待进行开发和提高;在过程优化和集成技术的研究开发方面,需要改进工艺性能,提高工艺集成水平,并大力推广应用;在新技术的开发方面,如沸石转轮吸附浓缩技术、生物净化技术、等离子体净化技术、光催化技术、离子液吸收技术等也需要加大开发力度。

(2)进行技术引进,促进国内外的技术融合

在实用治理技术上,国内企业和国外企业相比在工程设计、设备制造水平、新材料的应用以及运营管理等方面都存在着较大的差距。近年来我国在水处理技术、脱硫脱硝技术等方面通过政府间的合作以及企业之间的合作,对技术水平的提升起到了重要作用,但在VOCs治理方面尚无有效的合作。在引进国外先进技术的同时,可以推动我国企业的技术提升,也可以学习国外先进的运营管理理念,全面促进我国VOCs治理工作。

5.3 在制造业集中的地区,对VOCs污染治理工作统一进行规划,降低治理成本

我国的制造业一般都具有相对集中的特点,如原料药制造、制鞋、皮革、电子、印刷、家具等一些VOCs重污染行业,均形成了较大规模的工业群区,便于集中进行治理和最佳实用治理技术的推广。在对溶剂进行吸附回收时,可以建立统一的溶剂分离提纯设施,对各个企业回收的粗溶剂统一进行提纯,减少了各个企业自建提纯设施的费用,可以大大降低企业的治理成本。在政府部门的支持和引导下,在皮革、电子、包装印刷等行业,都可以采用该治理模式,加快进行我国VOCs污染治理的工作。

5.4 加强监管力度,提高治理设施的运行效率

根据有关调查,一些污染企业迫于压力而进行了废气治理,但在设备安装验收后,为了节省运行费用,存在设备运行率低、不运行或在环保检查时才运行的现象,这在目前我国废气治理装置,特别是规模较小的有机废气装置中是一个普遍的现象。因此必须加强监管力度,对一些重点污染企业通过安装在线检测装置等方法进行监管,以提高废气治理设备的运行率。

6 行业发展展望

6.1 行业投资环境及企业经营发展

国办[2010] 33号文件《关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量指导意见的通知》的发布,将VOCs和SO2、NOx、颗粒物一起列为“十二五”期间改善我国大气环境质量的防控重点污染物,国家环保部在即将颁布的“十二五”环保规划中强调了VOCs治理对大气环境质量联防联控工作的重要性,提出了VOCs控制法律法规体系的建设和“十二五”期间的控制目标。北京,广东、浙江、上海等重点污染区域的环保部门在2010年已经开始对VOCs治理工作进行了法律法规、技术政策和治理技术等方面的论证和规划。由于各级政府的重视,我国VOCs的污染控制工作今后将会得到很大的推动。1)从2011年开始,将会全面启动VOCs治理法律法规和技术政策的制定工作,为“十二五”期间的VOCs治理打好基础;2)对VOCs的治理技术进行全面地评估和梳理,以推出适合各个行业的最佳实用技术(BAT),目前北京、浙江、广东等几个重点省市正在开展这方面的工作,以期为重点行业的污染治理提供技术支持。由于以上工作的开展,我国VOCs的治理行业将会在2010年的基础上取得较大的发展。

治理企业的发展经营离不开国家政策的支持。由于目前我国的VOCs治理尚处于大发展的起步阶段,从治理企业的角度来讲:1)希望尽快地建立健全相关的法律法规体系,在进行治理工作时要有法可依;2)希望政府出台一些诸如对排污企业的收费制度、资源回收补贴制度等激励政策,促进排污企业进行VOCs治理的自觉性;3)希望各级政府进一步加强投入,扶持先进治理技术的研发,尽快缩短与国外在治理技术方面的差距。

6.2 行业总体发展趋势

由于看好“十二五”期间VOCs的治理市场,目前一些较大型的治理企业开始加强了在VOCs治理方面的工作,近年来涌现出了一批小型的专门针对VOCs治理的环保企业,一些从事除尘、脱硫、脱硝和环保节能方面的大型环保企业也开始转向VOCs的治理市场。

(1)由于溶剂回收工作具有巨大的市场潜力,吸附回收技术将会得到进一步的发展,活性碳纤维和颗粒活性炭吸附回收技术将会得到进一步的提升,并继续扩大目前的市场份额。

(2)随着国外的技术引进和国内研发工作的不断完善,沸石转轮吸附浓缩+冷凝回收技术将会得到大量的应用,并在“十二五”期间逐渐成为低浓度VOCs废气治理的主要技术。

(3)生物技术和等离子体技术在低浓度VOCs废气治理方面,特别是在除臭方面将会得到进一步的应用。

China Development Report on Prevention and Control Industry of Organic Exhaust Gas in 2010

(Committee of Exhaust Gas Puri fi cation of CAEPI, Beijing 100037, China)

The paper summarizes the development environment of prevention and control industry of organic exhaust gas in 2010; analyzes the development and management of industry; introduces the status and development trend on control technology of volatile organic pollutants and makes a prospect on the development of industry.

prevention and control of organic exhaust gas; control technology; industry development; volatile organic pollutant

X324

A

1006-5377(2011)08-0008-08

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