根据挥发性有机物VOCs的定义,将VOCs分为气态和非气态,气态即气体遵循理想气体状态方程,遵循道尔顿分压定律,遵循云和层理论。每个气体分子都有相同的固定的体积,不可分不可并,都表现出“量子性”。
《挥发性有机物(VOCs)污染防治技术政策》(2013年第31号公告)末端治理与综合利用包括鼓励冷凝回收、吸附回收高浓度VOCs的废气,吸附回收、催化燃烧和热力焚烧技术净化中等浓度VOCs的废气,吸附、吸收、吸附浓缩燃烧、生物、等离子体或紫外光高级氧化等技术净化低浓度VOCs的废气后达标排放。采用生物技术、等离子体技术、吸附技术、吸收技术、紫外光高级氧化技术或组合技术等进行净化恶臭气体污染源。
鼓励研发旋转式分子筛吸附浓缩技术、高效蓄热式催化燃烧技术(RCO)和蓄热式热力燃烧技术(RTO)、氮气循环脱附吸附回收技术、高效水基强化吸收技术,以及其他针对特定有机污染物的生物净化技术和低温等离子体净化技术等新技术、高效吸附材料(如特种用途活性炭、高强度活性炭纤维、改性疏水分子筛和硅胶等)、催化材料(如广谱性VOCs氧化催化剂等)、高效生物填料和吸收剂等新材料和新装备。
10年来,VOCs治理工作依然薄弱,源头控制力度不足,VOCs挥发性强无组织排放问题突出,我国工业VOCs排放中无组织排放占比达60%以上。VOCs末端治理技术众多,包括水喷淋、静电除油等预处理技术,吸附、燃烧、吸收、冷凝及其组合治理技术等,每个技术都有其局限性,量大面广占比高达80%的低温等离子、光催化、光氧化等设施被生态环境部贴上“简易低效”标签,治污效果差。没有“简单低效”的“UV光解”VOCs综合整治寸步难行,现在“深度治理”更是举步维艰。
由于设计不规范、系统不匹配等原因,一些企业即使选择了高效治理技术,也未取得预期治污效果。由于VOCs的状态特征,这些技术都不够完美,或者说,从工程技术和应用的角度,每一个治理技术都有严重的缺陷。
吸附法,包括活性炭吸附和沸石分子筛吸附。活性炭不能吸附理想气体,可作为“介质”吸附非溶剂型和半挥发不挥发颗粒状有机物。
GB/T 7702.2-2008《煤质颗粒活性炭试验方法》BET比表面积、碘值等20项指标基本都是在水中测得,水和气是完全不同的环境,把水中测定的指标直接拿来用在气上,效果需要审慎验证。
规范要求废气颗粒物小于1mg/m3、低温、相对湿度低于40%,工程上很难做到。
活性炭对天拿水溶剂的最大静态吸附容量约15%,动态吸附容量更小,工业生产上,低浓度VOCs的吸附容量更低,吸附以后,生产间歇,或者“先开后停”的时候,被吸附的VOCs会再释放跑出来,甚至根本没有吸附。
工程实践上,活性炭吸附塔内,除了粉尘(干)和发霉(湿),没有发现有吸附效果的活性炭(非溶剂型或SVOCs除外),任何时候都遇不到。除了添堵、耗能,活性炭吸附没有意义,或者说,活性炭对正经的“溶剂型”VOCs吸附效果可忽略不计!如果活性炭吸附不真,“吸附浓缩+”组合工艺也无从谈起。