含酚含醛VOCs废气治理是VOCs治理领域的难点之一。酚醛废气成分中含有甲醛等同系物质,活性炭对甲醛的吸附量极低,仅依靠活性炭的吸附能力很难保证废气中的甲醛可以达标排放;苯酚被活性炭、转轮沸石吸附之后易产生结晶体,导致微孔堵塞,难以将苯酚脱附下来;酚醛行业废气浓度较低,使用RTO燃烧法需要补充大量天然气,致使运行成本的大幅增加。以酚醛树脂(PF)为例,酚醛树脂又称电木粉,可分为热固性和热塑性两类。广泛应用于防腐蚀工程、胶粘剂、阻燃材料、砂轮片制造等行业,主要用于制造各种塑料、涂料、胶粘剂及合成纤维等,酚醛树脂废气的主要污染因子为:甲醛、甲醇、苯酚等VOCs。
一、 含酚含醛有机废气特点
1、废气来源:
①苯酚和甲醛在保温缩聚反应阶段以及升温脱水阶段在常压进行,因而小部分挥发酚和甲醛气体经过冷凝冷却器从废水储槽的放空管道口逸出。
②树脂在生产阶段必须抽真空负压加速反应,部分酚醛气体被抽入真空泵,再从真空泵的排气管口排出。
③树脂反应完成时,大量含有酚醛的气体瞬时逸出,刺激气味极浓,是主要排放源。
2、废气浓度:
酚醛行业废气浓度约为600 mg/m³,具体数值需要根据物料成分进行推算和具体实际检测。
3、废气风量:
酚醛树脂在生产过程中气体通过冷凝器,挥发出来的气体接入排空管道,反应过程中部分废气被吸入真空泵,通过真空泵排入排空管道。另外生产履带上会安装通风收集装置,这是废气的主要来源。
4、排放方式:
目前常用的排放方式是通过废气处理设施,处理达标后经过烟囱排放,烟囱高度根据企业环评和相关地区排放要求而定,通常高度为15 m。
二、达标排放要求
酚醛树脂行业废气主要成分是甲醇、甲醛、苯酚等物质。多数企业以《合成树脂工业污染物排放标准》(GB 31572-2015)为主规定污染物排放限值,但各省的排放标准略有不同,还需结合当地的标准制定排放要求。
三、行业痛点问题分析
目前酚醛行业的废气VOCs浓度约为600 mg/m³,国家关于合成树脂行业的废气排放标准为非甲烷总烃浓度<60 mg/m³、苯酚浓度<15 mg/m³、甲醛浓度<5 mg/m³、甲醇浓度<5 mg/m³。
酚醛废气成分中含有甲醛等同系物质,活性炭对甲醛的吸附量极低,仅依靠活性炭的吸附能力很难保证废气中的甲醛可以达标排放;苯酚被活性炭、转轮沸石吸附之后易产生结晶体,导致微孔堵塞,难以将苯酚脱附下来;酚醛行业废气浓度较低,使用RTO燃烧法需要补充大量天然气,致使运行成本的大幅增加。
四、生物法适用分析
1、技术原理
生物法处理废气是与物理吸收、吸附,化学燃烧法等并列的废气治理技术之一,在国内生物法通常用于废气除臭项目,而在国外则较多应用于生产工艺的工业生产废气环节。与传统工艺相比较生物法更安全节能、运行费用低、操作简单、应用范围广,如果能够针对污染物选择合适的微生物菌种以及运行参数,可给生产企业的VOCs尾气治理带来一个优化的工艺选择,与现有的废气技术形式互补,在一定程度上可扭转生产企业面临的环保与安全相矛盾局面。
2、技术分析
(1) 技术经验累计:生物法处理废气的核心在于根据不同的污染物特征选择不同菌剂进行定向培养,对于生物本身需要有很强的处理能力以及耐受能力,需要进行不断地菌剂筛选以及技术开发来应对不同的污染物,需要进行大量的技术累积和项目调试经验。
(2) 稳定运行和排放:针对废气中的污染物定制化地筛选出针对性的微生物菌剂,利用特种定制菌剂可以完成对废气中污染物的高效降解。平均处理效率可达90%以上。生物菌剂在运行过程钟具有一定的调节性,当污染物浓度发生短暂性波动时,生物能够自我调节,保证设备的稳定运行。
(3) 安全风险低:生物法工艺运行条件为常温常压,无天然气添加无明火。工艺体系为水系体系,无爆炸起火风险,安全可控。
(4) 运行费用低:整体工艺运行成本仅为风机水泵等常用电气设备的电费,无天然气等额外能源消耗,无活性炭消耗及后续危废处置费用。
(5) 减碳效果明显:生物法核心是用微生物将污染物进行生物降解。在降解的过程中,污染物部分被分解成CO2和H2O,还要一部分被生物利用变成生物繁殖过程中的细胞结构。相比于燃烧法引入天然气辅助燃烧处理,生物法的减碳固碳效果更加显著。大约减少碳排放30~70%。
来源:VOCs减排工作站