上海国际环保展

ECOTECH CHINA 2024

2024年6月3-5日

上海 | 国家会展中心(虹桥)

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2023年有机废气治理行业评述及2024年发展展望

2023年行业评述

 

01

 

#主要政策标准#

 

继“大气十条”和“蓝天保卫战”两大计划之后,2023年底新出台国家级重磅政策《空气质量持续改善行动计划》(以下简称《行动计划》)。《行动计划》的目标指标是:到2025年,全国地级及以上城市PM2.5浓度比2020年下降10%,重度及以上污染天数比率控制在1%以内;氮氧化物和VOCs排放总量比2020年分别下降10%以上;京津冀及周边地区、汾渭平原PM2.5浓度分别下降20%、15%,长三角地区PM2.5浓度总体达标,北京市PM2.5控制在32μg/m3以内。《行动计划》坚持稳中求进工作总基调,协同推进降碳、减污、扩绿、增长,以改善空气质量为核心,以减少重污染天气为重点,以改善PM2.5指标为主线,明确了PM2.5的下降目标,突出了氮氧化物、VOCs等多污染物协同减排;强化不同区域联防联控,京津冀及周边地区由“2+26”城市增加为“2+36”城市,长三角与京津冀协同联动;在所出台的36项措施中,大部分涉及VOCs治理,其中12项措施明确了VOCs(包括油烟、恶臭异味)的治理要求。VOCs减排控制行业要围绕源头减排、过程严控、末端治理,强化全流程全环节综合治理。2023年11月,生态环境部办公厅发布《低效失效大气污染治理设施排查整治工作方案(征求意见稿)》,要求全面开展低效失效大气污染治理设施排查整治工作,建立排查整治清单,“淘汰一批、整治一批、提升一批”。2023年9月,生态环境部办公厅发布《京津冀及周边地区、汾渭平原2023—2024年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案》,持续开展秋冬季大气污染综合治理攻坚行动。

 

国家标准方面,生态环境部发布了《炼焦化学工业废气治理工程技术规范》,屠宰及肉类加工、铸造、农药制造、氮肥、调味品、发酵制品制造、制革、制药(原料药“发酵类、化学合成类、提取类”和制剂类)等工业污染防治可行技术指南,《环境空气 65种挥发性有机物的测定 罐采样/气相色谱-质谱法》,对石油炼制工业、石油化学工业、合成树脂工业三个大气污染物排放标准修改单征求意见。地方排放标准方面,北京市新修订5项,包括油气排放控制限值标准3项、印刷工业和汽车制造工业污染物排放标准2项;重庆市、河北省和海南省各发布餐饮业大气污染物排放标准1项;山西省发布工业涂装工序、耐火材料工业大气污染物排放标准2项;安徽省发布家具制造业大气污染物排放标准1项。其他地方技术规范方面,山东省发布《石油炼制行业挥发性有机污染物防治可行技术要求》,安徽省发布了集中喷涂(含汽车维修、集中涂装)和餐饮油烟治理两类“绿岛”项目建设技术指南(试行)。

 

02

 

#行业发展#

 

(1)行业整体发展情况

 

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。

 

(2)VOCs治理技术水平

 

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。

 

(3)循环利用低碳治理模式发展迅速

 

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。

 

03

 

#关键核心技术进展#

 

(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。

 

2024年发展展望

 

《空气质量持续改善行动计划》中明确以控制PM2.5指标为主线,突出以VOCs、氮氧化物等多污染物协同减排为重点,强化VOCs全流程全环节综合治理。目前,2024年集中进行低效失效大气污染治理设施排查整治,大量的低效失效末端治理设施将进行升级改造,这是重大政策利好,有助于行业健康有序、高质量发展。

 

源头减排方面,从含溶剂产品的使用等源头着手减少污染物排放量,减少有害物质的源头使用,强化强制性标准的约束作用,大力推广低(无)挥发性有机物含量的涂料、油墨、胶黏剂、清洗剂等产品。过程减排方面,提升行业清洁生产水平,提高废气收集效率,减少生产过程VOCs的泄漏等无组织逸散与排放,在石化和化工等工业企业优化泄漏检测与修复技术(LDAR)工作。末端治理方面,技术的发展方向是减污降碳循环利用,吸附、冷凝、膜分离等溶剂回收技术将是重点发展方向。不同吸附材料在细分领域的开发和应用、膜材料的研发、失效活性炭集中再生设施、溶剂循环利用是关键点。高温(催化)焚烧技术/蓄热高温(催化)焚烧技术的发展重点和关键技术装备在于高效节能结构设计和热能的综合利用,催化燃烧技术的重点仍然在于广谱/高选择性催化剂的研发。冷凝技术的发展重点在于冷凝系统的稳定运行和节能优化设计。生物净化技术的发展重点在于复合生物菌剂、三维骨架填料、多相生物反应器的研发,以及优化完善各主流技术的工艺流程、分行业的低耗高效组合净化工艺。

 

(文章来源: 中国环保产业协会)

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