技術文章
在我,VOCs(volatile organic compounds)揮發性有機物,是指常溫下飽和蒸汽壓大于70 Pa、常壓下沸點在260℃以下的有機化合物,或在20℃條件下蒸汽壓大于或者等于10 Pa具有相應揮發性的全部有機化合物。
揮發性有機化合物
VOCs是揮發性有機化合物(volatile organic compounds)的英文縮寫。其定義有好幾種,例如,美ASTM D3960-98將VOC定義為能參加光化學反應的有機化合物。美聯邦保署(EPA)的定義:揮發性有機化合物是除CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物、金屬碳酸鹽和碳酸銨外,參加光化學反應的碳化合物。衛生組織(WHO,1989)對總揮發性有機化合物(TVOC)的定義為,熔點于室溫而沸點在50~260℃之間的揮發性有機化合物的總稱。有關色漆和清漆通用術語的ISO 4618/1-1998和德DIN 55649-2000對VOC的定義是,原則上,在常溫常壓下,能自發揮發的有機液體和/或固體。同時,德DIN 55649-2000在測定VOC含量時,又做了一個限定,即在通常壓力條件下,沸點或初餾點于或等于250℃的有機化合物。巴斯夫公司則認為,zui方便和zui常見的方法是根據沸點來界定哪些物質屬于VOC,而zui普遍的共識認為VOC是指那些沸點等于或于250℃的化學物質。所以沸點超過250℃的那些物質不歸入VOC的范疇,往往被稱為增塑劑。
這些定義有相同之處,但也各有側重。如美的定義,對沸點初餾點不作限定,強調參加光化學反應。不參加光化學反應的就叫作豁溶劑,如丙酮、四氯乙烷等。而衛生組織和巴斯夫則對沸點或初餾點作限定,不管其是否參加光化學反應。ISO 4618/1-1998和德DIN 55649-2000對沸點初餾點不作限定,也不管是否參加光化學反應,只強調在常溫常壓下能自發揮發
可將這些VOC的定義分為二類,一類是普通意義上的VOC定義,只說明什么是揮發性有機物,或者是在什么條件下是揮發性有機物;另一類是保意義上的定義,也就是說,是活潑的那一類揮發性有機物,即會產生危害的那一類揮發性有機物。非常明顯,從保意義上說,揮發和參加光化學反應這兩點是的。不揮發或不參加光化學反應就不構成危害。這也就是歐洲將溶劑按光化臭氧產生來分類的原因。
根據WHO定義,揮發性有機化合物(VOC)是指在常溫下,沸點50℃—260℃的各種有機化合物。VOC按其化學結構,可以進一步分為:烷類、芳烴類、酯類、醛類和其他等。目前已鑒定出的有300多種。zui常見的有苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、三氯乙烯、三氯甲烷、三氯乙烷、二異氰酸酯(TDI)、二異氰甲苯酯等。
甲醛也是揮發性有機化合物,但甲醛易溶于水,與其他揮發性有機化合物有所不同,室內來源廣泛,釋放濃度也。因此,常把甲醛與其他揮發性有機化合物分別闡述。
除甲醛以外,大多數揮發性有機化合物一般都不溶于水而易溶于有機溶劑。在室內它們各自的濃度往往不是,但是若干個VOC共同存在于室內空氣中時,其作用是忽視的。由于它們種類多,單個組分的濃度,常用于TVOC表示室內中的揮發性有機化合物總量的。TVOC是衡量建筑物內裝飾裝修和具等室內用品。對室內空氣影響程度的一項。
室內可揮發性有機化合物的主要來源
室內空氣中揮發性有機化合物的來源與室內甲醛類似,且為廣泛,主要來源有:
1、建筑材料、室內裝飾材料和生活及辦公用品。例如:有機溶劑、油漆、及含水涂料;
2、用燃料和煙葉的不燃燒,體排泄物;
3、室外的工業廢氣、汽車尾氣、光化學煙霧等;
影響室內空氣中揮發性有機化合物濃度的主要因數
影響室內空氣中揮發性有機化合物與室內溫度、相對濕度、材料的裝載度、換氣次數(室內空氣流通量)等因數有關。
對體健康的影響
室內空氣中揮發性有機化合物濃度過時容易引起急性中毒,輕者會出現頭痛、頭暈、咳嗽、惡心、嘔吐、或呈酩醉狀;重者會出現肝中毒甚快昏迷,有的還可能有生命危險。
居住在揮發性有機化合物污染的室內,可引起慢性中毒,損害肝臟和神經系統、引起全身無力、瞌睡、皮膚瘙癢等。有的還可能引起內分泌失調、影響性功能;苯和二甲苯還能損害系統,以引發白血病。
揮發性有機化合物對兒童健康的影響
經外醫學在證實,生活在揮發性有機化合物污染中的妊婦,造成胎兒畸形的幾率遠遠于常,并且有可能對孩子今后的智力發育造成影響。同時,室內空氣中的揮發性有機化合物是造成兒童神經系統、血液系統、兒童后天疾患的原因。
VOCs全過程方案
VOCs全過程方案的流程包括:VOCs污染節排查、VOCs及總量估算、全過程VOCs治理方案編制(一廠一方案)、生產工藝源頭控制措施、定制化末端VOCs治理方案、治理效果評估及減排量評估。其中,污染節排查和全過程梳理控制是工業VOCs整治的。通過現場排查儲罐、裝卸料、設備泄漏、工藝廢氣、無組織、廢水收集和處理系統、冷卻水、燃燒廢氣、事故等污染節,逐一排查污染節,開展VOCs從源頭到末端的全過程梳理工作,全流程控制VOCs污染。[1]
VOCs污染防治
一、源頭和過程控制
(1)在石油煉制與石油化工,鼓勵采用的清潔生產,提原油的轉化和利用效率。對于設備與管線組件、工藝排氣、廢氣燃燒塔(火炬)、廢水處理等過程產生的含VOCs廢氣污染防治措施包括:
1.對泵、壓縮機、閥門、法蘭等易發生泄漏的設備與管線組件,制定泄漏與修復(LDAR)計劃,定期、及時修復,防止或減少跑、冒、滴、漏現象;
2.對生產裝置的含VOCs工藝排氣宜先回收利用,不能(或不能)回收利用的經處理后達標;應急情況下的泄放氣可導入燃燒塔(火炬),經過充分燃燒后;
3.廢水收集和處理過程產生的含VOCs廢氣經收集處理后達標。
(2)在煤炭加工與轉化,鼓勵采用的清潔生產,實現煤炭、清潔轉化,并重點識別、排查工藝裝置和管線組件中VOCs泄漏的易發位置,制定預防VOCs泄漏和處置緊急事件的措施。
(3)在油類(燃油、溶劑)的儲存、運輸和銷售過程中的VOCs污染防治措施包括:
1.儲油庫、加油站和油罐車宜配備相應的油氣收集系統,儲油庫、加油站宜配備相應的油氣回收系統;
2.油類(燃油、溶劑等)儲罐宜采用密封的內(外)浮頂罐,當采用固定頂罐時,通過密閉排氣系統將含VOCs氣體輸送回收設備;
3.油類(燃油、溶劑等)運載工具(汽車油罐車、鐵路油槽車、油輪等)在裝載過程中的VOCs密閉收集輸送回收設備,也可返回儲罐或送入氣體管網。
(4)涂料、油墨、膠粘劑等以VOCs為原料的生產的VOCs污染防治措施包括:
1.鼓勵標志要求的水基型、無有機溶劑型、有機溶劑型的涂料、油墨和膠粘劑等的生產和銷售;
2.鼓勵采用密閉一體化生產,并對生產過程中產生的廢氣分類收集后處理。
(5)在涂裝、印刷、粘合、工業清洗等含VOCs的使用過程中的VOCs污染防治措施包括:
1.鼓勵使用通過標志的保型涂料、油墨、膠粘劑和清洗劑;
2.根據涂裝工藝的不同,鼓勵使用水性涂料、固份涂料、粉末涂料、紫外光固化(UV)涂料等保型涂料;采用靜電噴涂、淋涂、輥涂、浸涂等效率較的涂裝工藝;應盡量避無VOCs凈化、回收措施的露天噴涂作業;
3.在印刷工藝中使用水性油墨,印鐵制罐鼓勵使用紫外光固化(UV)油墨,書刊印刷鼓勵使用預涂膜;
4.鼓勵在造板、制鞋、皮革制品、包裝材料等粘合過程中使用水基型、熱熔型等保型膠粘劑,在復合膜的生產中無溶劑復合及共擠出復合;
5.淘汰以三氟三氯乙烷、甲基氯仿和四氯化碳為清洗劑或溶劑的生產工藝。清洗過程中產生的廢溶劑宜密閉收集,有回收的廢溶劑經處理后回用,其他廢溶劑應妥善處置;
6.含VOCs的使用過程中,應采取廢氣收集措施,提廢氣收集效率,減少廢氣的無組織與逸散,并對收集后的廢氣進行回收或處理后達標。
(6)建筑裝飾裝修、服裝干洗、餐飲油煙等生活源的VOCs污染防治措施包括:
1.在建筑裝飾裝修使用標志要求的建筑涂料、有機溶劑型木器漆和膠粘劑,逐步減少有機溶劑型涂料的使用;
2.在服裝干洗應淘汰開啟式干洗機的生產和使用,使用配備壓縮機制冷溶劑回收系統的封閉式干洗機,鼓勵使用配備活性炭吸附裝置的干洗機;
3.在餐飲服務鼓勵使用管道煤氣、天然氣、電等清潔能源;倡導油煙、污染、能耗的飲食方式。
末端治理與利用
(1)在工業生產過程中鼓勵VOCs的回收利用,并先鼓勵在生產系統內回用。
(2)對于含濃度VOCs的廢氣,宜先采用冷凝回收、吸附回收進行回收利用,并輔助以其他治理實現達標。
(3)對于含中等濃度VOCs的廢氣,可采用吸附回收有機溶劑,或采用催化燃燒和熱力焚燒凈化后達標。當采用催化燃燒和熱力焚燒進行凈化時,應進行余熱回收利用。
(4)對于含濃度VOCs的廢氣,有回收時可采用吸附、吸收對有機溶劑回收后達標;不宜回收時,可采用吸附濃縮燃燒、生物、吸收、等離子體或紫外光氧化等凈化后達標。
(5)含有有機鹵素成分VOCs的廢氣,宜采用非焚燒處理。
(6)惡臭氣體污染源可采用生物、等離子體、吸附、吸收、紫外光氧化或組合等進行凈化。凈化后的惡臭氣體除滿足達標的要求外,還應采取空等措施,避產生擾民問題。
(7)在餐飲服務業使用具有油霧回收功能的油煙抽排裝置,并根據、場地和氣候條件等采用油煙與VOCs凈化裝置凈化后達標。
(8)控制VOCs處理過程中產生的二次污染,對于催化燃燒和熱力焚燒過程中產生的含硫、氮、氯等無機廢氣,以及吸附、吸收、冷凝、生物等治理過程中所產生的含有機物廢水,應處理后達標。
(9)對于不能再生的過濾材料、吸附劑及催化劑等凈化材料,應按照固體廢物管理的相關規定處理處置。
鼓勵的新、新材料和新裝備
鼓勵以下新、新材料和新裝備的和:
(1)工業生產過程中能夠減少VOCs形成和揮發的清潔生產。
(2)旋轉式分子篩吸附濃縮、蓄熱式催化燃燒(RCO)和蓄熱式熱力燃燒(RTO)、氮氣循脫附吸附回收、水基強化吸收,以及其他針對定有機的生物凈化和溫等離子體凈化等。
(3)吸附材料(如種用途活性炭、強度活性炭纖維、改性疏水分子篩和硅膠等)、催化材料(如廣譜性VOCs氧化催化劑等)、生物填料和吸收劑等。
(4)揮發性有機物回收及利用設備。
運行與
(1)鼓勵自行開展柏美迪康VOCs,并及時主動向當地保行政主管報送結果。
(2)應建立健全VOCs治理設施的運行維護規程和臺帳等日常管理制度,并根據工藝要求定期對各類設備、電氣、自控儀表等進行檢修維護,確保設施的穩定運行。
(3)當采用吸附回收(濃縮)、催化燃燒、熱力焚燒、等離子體等方法進行末端治理時,應編制本事故火災、爆炸等應急救援預案,配備應急救援員和器材,并開展應急演練。