2023年我国经济形势复杂严峻,对VOCs治理行业的发展影响较大,目前VOCs治理技术和治理市场仍有不足,如还存在大量低效失效的治理设施,部分技术运用不合理,技术的安全性重视不够,关键吸附、催化材料性能标准还不完善;行业竞争加剧,企业融资困难,规模扩张受到影响,整体利润率降低,低价中标现象屡见不鲜等。
目前大型污染源的治理工作已经基本完成,我国的VOCs治理工作已经进入到对污染源的精细化管控和深度治理阶段。2023年主要集中在对简易低效治理设施的改进提升和新上项目的治理上。如对现有的低温等离子/光催化/光氧化等低效治理设施的改造,更换为沸石转轮吸附浓缩、RTO、RCO、活性炭吸附等高效治理设备;对部分未达到排放要求的治理设施提标改造,如部分活性炭/活性碳纤维吸附回收设备增加沸石转轮吸附浓缩设备,以实现污染源的深度治理;对设计不合理难以正常运行的治理设施的改造,如针对含有酸碱成分的RTO治理设施进行工艺提升,完善预处理工艺等。
近几年,我国VOCs治理技术水平明显提升,部分装备已经达到或接近国际先进水平,治理工艺逐渐趋于成熟。活性炭/活性碳纤维、氧化催化剂等净化材料生产水平明显进步;用于VOCs治理的沸石分子筛、吸附树脂的性能和制造能力实现了突破;工艺设备方面:沸石转轮、RTO/RCO、吸附回收装置(树脂吸附装置、活性炭移动床吸附装置、生物净化装置等)实现了突破和改进。工艺设计方面:针对复杂工况的组合净化工艺设计水平不断提升,重点行业的净化工艺技术路线逐渐清晰。
为解决大量中小型污染源VOCs治理问题,实现资源循环利用,在《2020年挥发性有机物治理攻坚方案》、2022年《臭氧污染防治攻坚行动方案》和2023年《空气质量持续改善行动计划》中均提出建设涉VOCs“绿岛”项目,统筹规划建设活性炭集中处理中心、溶剂回收中心和集中涂装中心,以实现VOCs集中高效低碳处理。
采用“绿岛”治理模式进行综合治理,既可以保证污染源的达标排放,又可以保证设施经济运行,近年来得到了快速发展。针对不同的应用场景,“绿岛”治理模式具体有三类应用案例。一是在吸附剂使用量大的地区(城市、园区和产业集群),建立活性炭分散吸附+集中再生处置中心,同步完善吸附剂规范采购、统一收集、集中再生的管理体系,实现活性炭资源的循环利用。二是在同类型有机溶剂使用量较大的园区和集群,建立溶剂分散回收+集中提纯/处置中心,实现有机溶剂的循环利用。三是在同一类别工业涂装企业聚集的园区和集群,建设集中涂装中心,对喷涂废气进行统一高效治理。这些应用案例在行业内发挥了较好的示范作用,成功带动了从事活性炭分散吸附+集中再生和溶剂分散回收+集中提纯/处置企业的快速规模化发展。
此外,在减污降碳协同治理的背景下,制药、农药、锂电、涂布、印刷等溶剂使用量大的行业更加重视溶剂回收利用,溶剂回收行业有了快速发展,同时溶剂回收技术也得到了快速发展。和其他企业相比,2023年从事溶剂回收的企业业绩普遍增长较快,很多企业新增了溶剂回收业务。
(1)溶剂回收可以实现资源的循环利用,减少碳排放,溶剂回收工艺技术是目前VOCs治理技术发展的重点。技术进展集中在氮气深冷技术,膜分离技术,活性炭移动床吸附+氮气/水蒸气解吸回收技术,树脂吸附回收技术,多技术组合深度回收技术。氮气深度冷凝技术主要应用于溶剂储罐等极高浓度的溶剂回收,通常配合末端活性炭吸附设备以实现污染源的达标排放。活性炭移动床VOCs连续吸附+脱附+冷凝回收技术在橡胶生产、制药、PVC手套生产等行业得到了应用。树脂吸附技术适用于高浓度废气的溶剂回收,在化工、制药、农药等行业含氯溶剂的回收中大量应用。活性碳纤维吸附回收+沸石转轮吸附浓缩两级净化技术在包装印刷、锂电池生产等行业溶剂回收应用广泛。冷凝(吸收)+膜分离+活性炭吸附技术在超高浓度油气回收中应用比较成熟。
(2)焚烧/氧化技术中,高温焚烧技术(TO/RTO)发展重点在于高效节能结构设计、热能综合利用(余热锅炉等)。根据不同行业的排放特点,有针对性地进行工艺设计和热效管理,已实现对热能的高效利用。在化工、制药、喷涂、涂布、包装印刷等行业VOCs治理中广泛应用。
(3)催化燃烧技术与高温焚烧相比,催化氧化过程能耗低、安全性好;通过技术经济综合分析,在很多情况下催化氧化技术(CO/RCO)具有一定的优势,部分替代了高温焚烧技术。技术进展主要在于各类化工、精细化工行业工艺废气催化氧化净化;含氮有机物(如DMF)的催化氧化技术;漆包线行业复杂体系有机物的梯级催化氧化深度净化等。
(4)“绿岛”治理技术。近几年,为满足汽修行业、化工行业和制造业、餐馆等中小型VOCs污染源和恶臭异味的深度治理需求,活性炭分散吸附-集中再生技术发展迅速。
(5)生物技术在生物菌剂、填料和生物反应器等方面有所突破,在恶臭异味和低浓度VOCs净化方面应用范围不断扩大。等离子体、光催化/光氧化等技术主要应用于恶臭异味治理。
(6)为实现VOCs深度治理要求,大部分行业开发了适用的VOCs治理多技术耦合工艺,如吸附浓缩+催化燃烧/高温焚烧、冷凝+膜分离+吸附溶剂回收、吸收+吸附溶剂回收、活性碳纤维+转轮多级吸附溶剂回收等。
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