化工企業廢氣監測及治理策略

張梅峰

(濟寧市任城生態環境監控中心，山東 濟寧 272000)

0 引言

化工行業在國民經濟中扮演著至關重要的角色，其走可持續發展道路對促進人類經濟和社會的發展具有極為重大的現實意義。當前，揮發性有機物(volatile organic compounds，VOCs)的有效控制已經成為臭氧污染控制的重要組成部分，因此除了有組織控制的有機物有害廢氣排放外，還必須重點關注化工企業在生產過程中的無規則廢氣排放[1-2]。本文以A市化工生產園區為例，就其廢氣排放現狀及問題展開分析，旨在為解決無組織排放問題提供建議。

1 A 市化工生產園區現狀

1.1 A 市化工生產園區產業現狀

目前，該園區有90 家正常運營的企業，其中35 家被列入重點關注的廢氣排放管控范圍。在園區內，企業類型分布十分廣泛，從香精香料制造到化學藥品原料藥制造、有機化學原料制造，再到油墨及類似產品的制造，企業數量分別為19 家、6 家、6 家、2 家。該園區內重點管理企業的廢氣排放情況如圖1所示。

圖1 A 市化工生產園區涉氣排放重點管理企業行業分布

1.2 A 市化工生產園區企業原輔材料使用情況

經統計分析，該化工園區內有超過100 種原輔材料可供使用，其中最常見的20 種如表1 所示。根據《重點行業揮發性有機物治理方案》，該化工園區的原輔材料中，VOCs 物質被嚴格控制，其中包括O3和PM2.5前體物、二甲胺、苯酚等惡臭物質，以及有毒有害的二氯甲烷[3]。

表1 園區涉氣排放重點管理企業原輔材料使用情況匯總

1.3 A 市化工生產園區內企業廢氣治理現狀及存在的問題

1.3.1 A 市化工生產園區內企業廢氣治理現狀

廢氣排放可以通過有組織和無組織的方式進行。其結果顯示，A 市化工生產園區內有35 家企業分別從事香精香料、化學藥品原料藥、有機化學原料、油墨和相關產品的生產。其中，7 家企業通過將廢氣收集后，負壓輸送至蓄熱式焚燒爐(RTO)，實現燃燒處理；其他部分企業通過冷凝+兩級堿液(或水)噴淋吸收，將廢氣排放；其余企業通過兩級堿液(或水)噴淋吸收后，采用活性炭吸附處理，實現廢氣凈化。根據實際情況，第一種廢氣處理技術的應用可以顯著降低企業的污染物排放，其每小時污染物排放量的達標率可以達到99% 以上；通過噴淋兩級堿液(或水)和活性炭吸附，一般企業的每小時排放量達標率能夠達到90% 以上，但也有少數企業的排放量達標率低于80%[4]。經過H 省五大行業VOCs 專項調查的結果表明，吸附法對有機廢氣的去除效率僅為33%，而且由于企業在噴淋后未經過除霧(水汽)處理，直接進入活性炭吸附工序，容易導致活性炭堵塞，從而降低去除率，使超標率大幅提升。根據GB 37822—2019《揮發性有機物無組織排放控制標準》中4.1 要求，從2020 年7 月1 日開始，所有企業必須嚴格遵守《揮發性有機物無組織排放控制標準》以確保VOCs 安全排放。經調查，35 家企業中沒有企業采取有效措施對工廠外部環境中的揮發性有機物進行排放監測。

1.3.2 A 市化工生產園區內企業廢氣治理存在的共性問題

對35 家企業實地考察后發現，園區企業的廢氣處理的問題和挑戰主要表現在以下方面：

(1)由于有組織的廢氣收集率較低，使得廢氣中的可燃物質含量較少，因此在使用蓄熱式焚燒爐進行焚燒時，必須額外添加大量天然氣，使得廢氣處理成本顯著提高[5]。

(2)企業生產過程中使用的原料和產品種類繁多，但用量不是特別小，中間產品可以作為其他產品的原料使用，因此在實際生產過程中，原料的添加、中間轉移和反應釜殘液的排放都通過料桶進行。而由于企業在裝卸料口處安裝的集氣罩位置過高、面積太小、吸風量不足，使得收集廢氣效果不佳，導致大量無組織廢氣無法有效排放[6]。

(3)車間內缺乏有效的清潔措施，使得大量無組織廢氣的排放嚴重影響了環境衛生。

(4)離心機、真空泵等設備的非密閉式運行也是導致無組織廢氣大量逸散的重要原因，而且廠區內中間料桶敞開堆放，也會加劇廢氣逸散。

(5)桶壁上的物質被大量揮發，使得無組織廢氣的排放量大大增加。

(6)污水池沒有得到有效密封，污水處理過程中釋放出的惡臭物質也成為無組織廢氣的來源[7]。

2 A 市化工生產園區企業廢氣治理整改措施

2.1 加強含VOCs 原輔材料管控和替代

A 市化工生產園區存在“達標不達味”問題，為解決這一問題，建議采取有效措施加強VOCs 管控，同時對可能產生惡臭氣味的原輔材料，如二甲胺、二氯甲烷等，進行有效控制和替代，以期達到環境友好的生產效果。為了確保安全生產，企業應加強對原輔材料的管控，并且采取更先進的技術手段來實現工藝的自動化，以有效抑制無組織惡臭物質的排放[8]。

2.2 從僅偏重末端治理向提高前端廢氣收集率轉變

通過加強對企業生產過程中的無組織廢氣的收集和處理并將其轉化，可以大大降低企業的污染物排放量，從而改善環境質量，實現企業的可持續發展。企業應采取措施改善生產環境，包括更換生產設備、更換廢氣收集方式、更換生產操作流程，以及重新計算吸風罩的風量和尺寸，并在不能完全密閉運行的生產設備上安裝垂簾或單獨的隔間，以便將無組織廢氣轉化為有組織廢氣，并通過負壓排放系統進行處理。

將無組織廢氣轉變為有組織廢氣后，“分質收集，分質處理”應當將高濃度廢氣與低濃度廢氣分開處理，以確保反應釜中的安全性和有效性。為了解決高濃度廢氣的問題，建議使用蓄熱式焚燒爐(RTO)，此外建議將低濃度廢氣通過濃縮處理，并與高濃度廢氣混合處理。通過這種方法，不僅能夠降低RTO 的運行成本，還能提升企業的現場生產管理水平。

2.3 統籌兼顧廢氣治理設施設計與生產工藝等專業設計

經調查統計，A 市化工生產園區內的35 家化工企業的專業設計由具有資質的設計單位完成，而廢氣治理設施的設計、供貨和安裝則由設備廠家根據同類型企業的經驗完成，因此在廢氣總量計算和廢氣收集管網布設方面存在一定問題，例如管徑布設過小、末端抽氣風機負壓偏低等，這些問題都會影響到廢氣治理設施的有效運行[9]，由于無法達到吸風點的風速要求，導致大量無組織廢氣排放。在設計過程中，化工企業應綜合考慮廢氣處理技術和生產流程，并邀請具有相關資質的第三方環境規劃公司來協助確定最佳廢氣處理方案，例如廢氣收集技術、管道尺寸、流向、處理措施以及末端負壓風機的選擇，均需要與實際的生產設備一起進行安裝和調試。

2.4 加強園區各企業廢氣治理管理能力建設

為了解決A 市化工生產園區內企業廢氣管理能力薄弱和缺乏完善的廢氣處理管理體系的問題，建議該園區建立完善的廢氣處理設施檔案、實施有效的廢氣管理臺賬、定期對廢氣排放狀況進行監測、實時更新相關數據等，以此來促使企業建立完善的廢氣處理管理體系，提升其廢氣治理水平。為了更好地保護環境，園區應與當地的環境監察部門建立聯系，并通過日常的檢查來反饋企業的廢氣處理情況，同時園區應督促企業按照執法部門的要求加強廢氣處理，以確保其廢氣排放能夠達到規定標準。

3 結語

隨著環保意識的不斷提高，我國正在逐步加強對化工廢氣的集中整治和統一管理，以期達到排放標準要求。為此，我國利用現有技術，積極開展廢氣收集和治理工作，以期達到環境保護的目標。為了促進化工產業的綠色發展和可持續發展，各級環保部門和相關部門將采取更多措施確保企業治理水平，完善準入機制，提高化工企業的準入標準，加強監管，鼓勵研發和推廣先進的污染防治技術，以期改善園區及其周邊環境條件。