前沿導讀

2017年11月22日，由中國環(huán)境保護產業(yè)協會主辦、中國環(huán)境保護產業(yè)協會廢氣凈化委員會（簡稱廢氣凈化委）承辦的“低溫等離子體技術在VOCs治理工程中應用安全性研討會”在北京銀龍苑賓館順利召開。

復旦大學張仁熙教授、大連理工大學朱愛民教授、中科院等離子體物理研究所倪國華研究員等專家，全國從事低溫等離子體技術治理VOCs廢氣的工程公司和用戶單位的等共二十多位代表參會。會議由中國環(huán)境保護產業(yè)協會技術部主任燕中凱主持。

2017年6月30日天津市安全生產委員會發(fā)布了《市安委會辦公室關于吸取事故教訓開展環(huán)保治理設施專項安全檢查的通知》（津安辦〔2017〕32號）（以下簡稱通知），通知中提到：“對采用‘低溫等離子’等可能產生點火能的工藝或設備設施處理易燃易爆揮發(fā)性有機物的，或采用濕法除塵處理鋁、鎂等金屬涉爆粉塵的環(huán)保設施，要立即停用，并全面進行安全風險評估，嚴防類似事故再次發(fā)生”。該通知發(fā)布后，引起了業(yè)界對低溫等離子體技術處理有機廢氣和惡臭異味氣體處理工程應用的廣泛關注和爭議。

會議結合天津市安全生產委員會的通知內容和近年來低溫等離子體技術的工程實踐、安全性問題進行了熱烈討論。目前，低溫等離子體技術在VOCs治理工程中應用廣泛，全國已有上千個工程實例，總體應用效果良好。其中，等離子體處理VOCs廢氣技術被列入環(huán)境保護部《揮發(fā)性有機物（VOCs）污染防治技術政策》（環(huán)境保護部公告2013年第31號），“雙介質阻擋放電低溫等離子惡臭氣體治理技術”入選環(huán)境保護部《2016年國家先進污染防治技術目錄（VOCs防治領域）》（環(huán)境保護部公告2016年第75號）。天津市安全生產委員會的通知僅針對具體安全事件，并非常態(tài)化制度化規(guī)定，且尚沒有證據表明此類安全事件與使用低溫等離子體技術有直接關系。工程實踐表明，低溫等離子技術有其適合的應用范圍，在治理VOCs廢氣、改善空氣質量方面發(fā)揮著重要作用。通過對低溫等離子體廢氣治理設施的適用范圍、使用條件和安全性等問題進行研討，形成如下建議：

（一）低溫等離子體技術的適用范圍

（1）低溫等離子體技術是通過氣體放電所產生的高活性粒子與污染物分子發(fā)生碰撞，使其解離和氧化，從而達到廢氣凈化的目的。近年來低溫等離子體技術被較為廣泛的應用于低濃度含VOCs廢氣和惡臭異味氣體的處理。工程實踐表明，該技術對于低濃度的含VOCs廢氣（一般宜低于300mg/m3）和惡臭異味氣體具有較好的凈化效果。

（2）由于不同種類的化合物被解離和氧化所需要的能量不同，低溫等離子體技術對于不同種類的有機物和惡臭污染物的凈化效果存在差異，在具體的工藝設計時應根據各種工況下廢氣的成分和濃度，確定低溫等離子體凈化技術的適應性。

（3）當處理有機廢氣濃度較高時，低溫等離子體一般不宜作為獨立的處理單元應用，需與其他處理單元聯合使用，通常作為二級凈化單元方能取得較好的處理效果。

（4）在石化和化工等防爆等級要求較高的場合，因處理周邊可能存在陣發(fā)性的有機廢氣，使用時應審慎評估。

（二）低溫等離子體凈化設備的使用安全性分析

目前在市場上從事低溫等離子體VOCs凈化的企業(yè)眾多，專業(yè)水平參差不齊，部分企業(yè)不具備低溫等離子體設備的設計能力，工藝設計、工程實施和服務保障能力欠缺；部分用戶在使用過程中也存在操作不規(guī)范、運行維護不到位等問題，工程應用存在一定的安全風險。

低溫等離子體凈化設備在使用時的安全風險主要包括以下幾個方面：

（1）廢氣本身或處理系統(tǒng)積累的有機物濃度高，達到了被凈化物質（或混合物）的爆炸極限值，電極放電時造成設備爆炸。

（2）廢氣的預處理不到位，廢氣中的油霧或漆霧等顆粒物進入低溫等離子體凈化設備，沉積在電極或器壁上，積累到一定程度后會引起設備著火。

（3）某些化合物在低溫等離子體環(huán)境中發(fā)生聚合反應，在電極或器壁沉積結焦，積累到一定程度也會引起設備著火。

（三）關于低溫等離子體技術使用安全性的建議

（1）低溫等離子體技術適用于低濃度VOCs廢氣（一般宜低于300mg/m3）治理，且廢氣濃度應遠低于爆炸下限，確保不存在爆炸危險。

（2）對于含油霧或漆霧等顆粒物的廢氣，應配置高效過濾等適宜的預處理工藝，確保低溫等離子體處理設備的安全性。

（3）啟動低溫等離子體單元之前，需先啟動風機吹掃處理系統(tǒng)，以防止放電火花引燃積聚的高濃度有機物。

（4）對電極和器壁上的沉積物應及時進行清理維護。

（5）從低溫等離子產品生產和使用全過程強化產品設計、制造、運行維護各個環(huán)節(jié)的監(jiān)測、預報警、應急處置等安全措施。

鑒于目前低溫等離子體技術在廢氣治理中存在的問題，建議各企業(yè)應根據自身的產品特征制定企業(yè)標準并進行自我聲明，提高產品、工程的質量和安全風險防范等級，接受社會監(jiān)督。

目前西班牙、意大利等國家都普遍采用顆粒碳吸附+氮氣脫附+精餾塔這一套治理設備，可以實現溶劑回收率高達90%，吸附材料使用壽命10年。

氮氣脫附溶劑回收特點

1、避免了廢水產生；

2、避免了酸性水對吸附材料和設備的腐蝕，延長了吸附材料和設備使用壽命；

3、深冷回收保證了回收率高達90%。

精餾塔分離及提純特點

1、回收單一溶劑；

2、精餾主要是脫醇和去水；

3、含水量≤0.1%；

4、純度≥99.5%；

5、酸度≤0.05%；

6、允許有1.5%以下的雜質(不明物)。

除了以上提到的顆粒碳吸附+氮氣脫附+精餾塔這一套設備外，日本等眾多國外地區(qū)還會選擇其他的VOC治理設備。

 1、直燃式廢氣處理爐（TO）

所需溫度：攝氏700-800度

對應廢氣種類：所有

廢氣凈化效率在99.8%以上，搭配廢氣機熱回收系統(tǒng)可有效降低工廠營運成本。

 2、催化式廢氣處理爐(RCO)

所需溫度：攝氏300-400度

根據廢氣濃度而啟動的自燃性，系統(tǒng)設計利用前處理劑和觸媒清潔可延長設備使用年限，可在前端配置各種吸附材料。 

 3、蓄熱式式廢氣處理爐(RTO)

所需溫度：攝氏800-900度

低于500ppm的甲苯濃度也可以啟動自燃性系統(tǒng)設計，可實現與RTO配合使用。 

 4、搭配VOC濃縮裝置的廢氣處理爐

對應廢氣種類：低濃度及較低溫的排氣

沸石濃縮裝置可將廢氣量減少到1/10程度，并濃縮廢氣到10倍，使用輪轉濃縮后天然氣使用量將減少約70%。

 5、流動層吸附式VOC回收、脫臭裝置

GASTAK流動層吸附式VOC回收、脫臭裝置是一種以回收排氣中所含的VOC(揮發(fā)性有機化合物)、除去排氣中的有害、惡臭物質為目的的劃時代的排氣處理裝置。

1）球狀活性炭循環(huán)式VOCs回收、脫臭裝置——解決VOCs回收和脫臭的問題

KUREHA球狀活性炭(G-BAC)在分別獨立的吸附塔及清除塔中循環(huán)，連續(xù)再生的同時，除去排氣中的VOC。吸附塔形成有多段的流動床，活性炭吸附VOC后，會被氣流傳遞送至清除塔上部。清除塔形成有移動床，G-BAC被鑄入有黃銅的加熱器，加熱至150-400℃的同時，與清除氣體相對接觸，清除VOC。清除后的VOC在冷凝器中冷卻凝結后，作為液體被回收。清除了VOC的G-BAC被氣流傳送至吸附塔上部進行循環(huán)，構成吸附，清除地連續(xù)系統(tǒng)。

2）氯系溶劑回收裝置——低成本溶劑回收系統(tǒng)

一種使用KUREHA球狀活性炭，回收排氣中的氯系溶劑(四氯乙烯)的裝置。吸附采用高效的流動床方式清除氣體使用空氣，從而是一種運轉成本低廉、設備費用也極低的回收裝置。

 6、全熱交換器

全熱交換器的特點

1）全熱交換器是為空調而設計強而有效的節(jié)能系統(tǒng)，可回收廢氣中的顯熱及潛熱；

2）設備采用離子樹脂為吸濕劑，可避免VOC轉移至大氣，有效改善了印刷或加工工廠內因使用沸石或硅膠的傳統(tǒng)設計而導致的氣味問題；

3）依客戶的廠房配置此系統(tǒng)可加裝與室內或室外。 

全熱交換節(jié)能系統(tǒng)的特點

1）獨立的控制系統(tǒng)——觸摸屏，可顯示系統(tǒng)圖，自動偵測并演算數值，可根據最有利于成本或節(jié)能的計算，自動判斷開啟或停止；

2）環(huán)境調查及效能演算——實際裝機前，我們提供周邊環(huán)境調查及效能演算以驗證其效果；

3）最優(yōu)化的風管配置及保溫施工——依據個別案件設計最適合的風管配置，保溫施工可有效避免熱能損失。

與國內的VOC處理技術和設備相比，以上6項設備技術功能更為全面，治理VOC的同時還能針對其他的廢棄進行處理；在處理VOC時的能耗較低，相對節(jié)能；由于工藝中包含了熱回收的工藝，一定程度上減少了投入的成本。

編后語：一味地去走歐美日本的路子，其實大都不符合國內的治理現狀的。首先，源頭上我們的工業(yè)設備以及原輔料都比較落后及粗獷，其次產品的附加值太低，再者環(huán)保從業(yè)者以及環(huán)保設備制造者的全面素質大部分還處在起步學習階段，綜上來看不能盲目去追求國外的治理系統(tǒng)，此篇文章僅供參考。要解決現在的，長遠的問題我們還需要付出更多，也要犧牲更多。合適的就是最好的。

文章來源：濰坊家居

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