VOCs的排放特征及控制对策分析

游太宇

摘 要：近年来，我国工业生产快速发展，推动了经济社会的稳定进步，而生产过程中产生的挥发性有机物（VOCs）也对生态环境造成了一定破坏。笔者结合多年工作经验，以广西某彩印包装公司為例，深入分析该公司在VOCs排放控制方面的经验，以供参考。

关键词：VOCs;排放特征;有机污染物;控制对策

中图分类号：X796 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2021）32-0148-03

Analysis of VOCs Emission Characteristics and Control Countermeasures

YOU Taiyu

（Guangxi Zhongyan Industry Co.， Ltd.， Nanning Guangxi 530001）

Abstract： In recent years， the rapid development of industrial production in China has promoted the stable progress of the economy and society， and the volatile organic compounds （VOCs） produced in the production process have also caused certain damage to the ecological environment. Combining years of work experience， the author takes a color printing and packaging company in Guangxi as an example to analyze the company's experience in VOCs emission control for reference.

Keywords： VOCs;emission characteristics;organic pollutants;control countermeasures

工业固定源是挥发性有机化合物（Volatile Organic Compounds，VOCs）的主要排放来源之一，主要排放途径有家具生产、石油炼制、交通设备制造、工业生产、电子产品制造、机械制造和包装印刷等[1]。在工业生产环节，此类固定源会不断产生VOCs，其中含有一些有毒有害气体，危及生产人员的身体健康[2]。为满足高品质印刷包装需求，某彩印包装公司拟投资22 070万元在广西壮族自治区南宁市高新区工业园建设彩印包装生产基地，年产13万箱烟用配套烟标。印刷业是我国工业源VOCs产排的主要行业之一，2019年我国印刷业总产值约为1.1万亿元，VOCs排放量为110～130万t。因此，解决印刷业VOCs排放问题已迫在眉睫。

1 项目VOCs废气源参数和污染物分布

本项目的胶印车间VOCs废气源参数如表1所示。原有主动送风风量为22 000 m/h。新增风量为36 000 m/h，考虑风阻衰减因素，设计采用38 000 m/h。环保系统废气处理流程的总风量为60 000 m/h。根据项目生产工艺调查，本项目VOCs废气分布如图1所示。

2 项目治理的基本目标

根据企业所处位置及排放的主要污染物，遵守生态环境部及相关环保标准的要求，尾气净化处理后进行无害化排放[3]。本项目废气排放执行《大气污染物综合排放标准》（GB 16297—1996），VOCs处理后排出的气体必须达到国家相关标准的要求。企业排气筒VOCs排放限值执行表2所示的规定。无组织排放监控点浓度限值应执行如下标准：苯0.1 mg/m，甲苯0.6 mg/m，二甲苯0.2 mg/m，总VOCs 2.0 mg/m。

2.1 标准的实施要求

VOCs排放末端出口挥发性有机物有组织排放标准的实施要求涉及两个方面。一是最高允许排放速率限值：苯≤0.4 kg/h，甲苯≤0.6 kg/h，二甲苯≤0.6 kg/h，非甲烷总烃（NMHC）≤1.5 kg/h。二是最高允许排放浓度限值：苯≤1 mg/m，甲苯≤5 mg/m，二甲苯≤5 mg/m，非甲烷总烃（NMHC）≤40 mg/m。

2.2 处理设备系统要求

对于VOCs处理设备系统来说，VOCs处理的排放指标既要满足国家相关规范、标准要求，还必须满足招标文件的主要技术指标要求[4]。

3 治理系统设计方案

目前，根据实际工况，VOCs治理方法较多，常用的有喷淋吸收法、催化氧化法、吸附法、膜分离法及生物净化法等[5]。具体选用时，要根据成分因子、浓度、风量及日常工作周期等因素，选择安全、可靠、达标、投资运行成本低的单一工艺或多种工艺组合。

本项目胶印车间的废气经过VOCs处理系统处理后，排出的空气质量必须达到以下要求：VOCs去除率≥90%;排放的VOCs浓度优于《大气污染物综合排放标准》（GB 16297—1996）;设备系统运行可靠性高、稳定性好，具有长期维持能力，保证3年以内不存在效率衰减现象。本项目VOCs污染源现状及设计目标如表3所示。

3.1 工艺选择

本项目中VOCs的浓度不高，日常工作是非连续工作。基于本项目中废气的主要成分、浓度以及治理目标要求，VOCs末端治理设备应该选择以催化氧化法为主，辅以前处理的方法，即采用喷淋+催化氧化组合工艺。

无组织排放循环治理设备可以降低无组织VOCs浓度，去除工作车间的异味，确保职工健康。无组织排放循环治理设备选择等離子净化一体机，采用常温等离子+羟基催化氧化的组合工艺。虽然等离子净化能力不强，但循环处理效果依旧可以达标。循环通风净化系统组成为等离子+羟基催化氧化一体化装置。

3.2 VOCs治理系统设计方案

VOCs治理系统主要分为两部分：一是前处理设备，包括旋流板喷淋塔（去除颗粒物及黏性物质）和滤棉过滤箱;二是吸附催化氧化一体机，如图2所示。

印刷过程中释放的有机废气经收集系统由引风机收集，旋流板喷淋塔进行除尘，过滤箱过滤，完成前处理。前处理后的“干净”废气进入VOCs治理环节。各个环节配备噪声屏蔽机构，设备运行噪声符合《声环境质量标准》（GB 3096—2008）的2类指标要求，设备运行最大噪声为风机的工作噪声。在工作时间内，系统设计噪声≤50 dB。该设计的优点表现在6个方面。

[①]经济性。在满足应用要求的基础上，尽可能降低能源动力的消耗和二次污染物的排放，同时便于日常管理、使用、保养和维修，保证系统投资的最大性价比，达到环保验收标准和建设成本控制目标。

[②]实用性。以能满足当前的实际需求为主要出发点，考虑预期可能的需求，在设计上满足VOCs处理需求，使招标人能获得直接效益。不使用活性炭，没有二次污染，且运营费用低。

[③]安全性。严格按照国家、印刷行业发布的安全、消防、环保和节能等技术规范进行系统设计，系统各种安全措施有效可信。系统设计不能出现背压，保证操作人员及设备的安全。整体运行温度不超过70 ℃，无燃烧风险。

[④]先进性。采用先进的设计思想和技术，配置先进的设备和控制系统，确保设备运行控制实现自动化。

[⑤]可靠性。VOCs治理系统的可靠性主要是指硬件设备和软件系统的容错性。本项目的所有设备和控制元件为标准、成熟、可靠的产品。选用成熟的优秀平台和工具软件，采用模块化设计，设置安全管理功能，并尽可能优化系统。

[⑥]交互性。采用友好的人机界面，使系统更好地贴近用户的操作习惯，使现场设备的监视与控制更加直观、方便。

3.3 无组织排放循环治理设备设计方案

无组织排放循环治理工艺主要由前处理（滤棉过滤除雾）、等离子氧化及羟基催化氧化等组成，工艺流程如图3所示。羟基催化氧化前，要将废气与羟基混合。

设计优点如下：有效降低胶印车间内无组织排放VOCs浓度;循环处理，效果好，功率低;与中央空调同步运行，操作简单;质量可靠，维护方便，整个设备系统运行实现全过程自动化，故障率低，噪声小，使用和维护成本低，效率高，可靠性好，安全性高，稳定性好。

4 结语

在我国城市化、工业化持续高速发展的大环境下，VOCs排放量不断增加，城市和工业密集区的空气污染问题日趋严重。相关技术人员应当深入研究，探寻有效的技术来减少VOCs排放，改善空气质量。

参考文献：

[1]刘锐泽，方渊，张韬，等.青岛市夏季VOCs污染特征及来源解析[J].环境工程技术学报，2021（6）：1041-1048.

[2]李莹.泉州市洛江区夏季大气VOCs污染特征及臭氧污染立体移动溯源分析[J].福建轻纺，2021（11）：19-23.

[3]余伟.常压储罐罐顶气VOCs连通收集的技术思考[J].工业安全与环保，2021（11）：85-87.

[4]蔡乐天，许潇锋，许纯领，等.宿迁市VOCs污染特征和来源解析[J].环境科学学报，2021（11）：1-12.

[5]陈波锨.环保视阈下VOCs排放特征及治理措施研究[J].中国资源综合利用，2020（12）：184-185.