先进国家VOC治理技术与设备（附国外标准）
文章导读
随着世界各国对VOC污染的日益重视和环保法规不断严格VOC的排放标准，VOC治理技术亦在逐渐改进和完善。本文为您带来先进国家VOC治理技术和设备介绍。
▲来源：环保人 作者：虚空等阶
近年来大气污染防治引起各界关注，VOCs（挥发性有机物）种类繁多，分布面广，根据部分国外主要环境优先污染物名录，VOCs占80%以上。日本1974-l985年环境普查表明，在检出的化学毒物中，卤代烃类最多共52种，一般烃类次之共43种，含氮有机物(主要是硝基苯和苯胺类化合物)共40种，以上三类占总检出毒物的70%。VOCs污染严重，与NOx、CnHm在阳光作用下发生光化学反应，吸收地表红外辐射引起温室效应;破坏臭氧层形成臭氧空洞，引起人体致和动植物中毒。
随着VOCs污染范围的不断扩大和人们对其危害的逐步认识，1979年联合国欧洲经济委员会在日内瓦召开跨国大气污染会议，重点讨论了VOCs控制问题，1991年11月通过了《VOCs跨国大气污染议定书》，要求签字国以1988年VOCs排放量为基准，到1999年每年削减30%;1990年，美国修订了清洁空气法(CAA)，要求到2000年将VOCs的排放量减少70%。为此，开发VOCs替代产品，寻找VOCs控制最优技术已成为解决VOCs污染的必由之路。 随着世界各国对VOC污染的日益重视和环保法规不断严格VOC的排放标准，VOC治理技术亦在逐渐改进和完善。
有机废气处理难度大的主要是因为其种类繁多，来源广泛，而且一次性投资和操作费用高，基本上无回收利用价值。成分复杂的有机废气则更加难以净化、分离和回收。挥发性有机化合物(VOCs)作为有机化合物主要分支，是指在常温下饱和蒸气压大于70Pa、常压下沸点在260℃以内的有机化合物。从环境监测角度来讲，指以氢焰离子检测器测出的非烃类检出物的总称，包括烃类、氧烃类、含卤烃类、氮烃及硫烃类化合物。
西班牙、意大利以及日本等国家都采用颗粒碳吸附+氮气脱附+精馏塔这一套治理设备，可以实现溶剂回收率高达90%，吸附材料使用寿命10年。其中，氮气脱附溶剂回收具有以下特点：(1)避免了废水产生;(2)避免了酸性水对吸附材料和设备的腐蚀，延长了吸附材料和设备使用寿命;(3)深冷回收保证了回收率高达90%。精馏塔分离及提纯具有以下特点：1.回收单一溶剂;2.精馏主要是脱醇和去水;3.含水量≤0.1%;4.纯度≥99.5%;5.酸度≤0.05%;6.允许有1.5%以下的杂质(不明物);7.达到使用标准。
国外VOC限量要求一览
近年来，控制VOC限量的规范似乎更新得更加快、更加严。下面仅介绍欧盟及北美对相关的VOC限制情况。
1.欧盟法规
与VOC关系密切的欧盟法规可能要算欧盟指令2004/42/EC和欧洲生态标签(Eco-Lable)了。
欧盟指令2004/42/EC规定从2010年1月1日起，室内外混凝土、木器、金属底材用水性涂料等产品中的VOC都要达到更低的限值，具体的限值要求如表1所示。作为对比，表1中也列出了之前的限量数据。
欧洲生态标签委员会在2008年8月13日就室内用涂料和室外用涂料生态标准的决定为2009/544/EC和2009/543/EC，其中关于VOC的限值数据见表1。2009/544/EC、2009/543/EC对产品的定义与2004/42/EC相一致，对产品中VOC的定义及测试方法也相同，都是指标准大气压(101.3kPa)下，任何初沸点小于等于250℃的有机化合物。
从表1数据对比可以明显看出显著降低VOC的趋势。而德国的生态标签(Blue Angel)则按照DIN 55649定义VOC成分的沸点为低于252.6℃的有机挥发物。
2.北美法规
虽然北美制定对VOC的限制措施起步较晚，但进展非常快，力度也非常大。北美著名的环保组织Green Seal针对涂料制定的环保标准GS-11明确规定了墙面、地面、屋顶涂料以及防锈涂料、底漆、中涂中VOC的限量要求。GS-11第三版自2010年1月1日起实施，对不同产品的VOC限量见表2。
单从数据看，GS标准似乎比EC低，但是GS-11第三版中VOC与先前版本的最大不同在于其更高的沸点定义，即指标准大气压下，任何初沸点小于等于280℃的有机化合物。照此方法，常用的成膜助剂TMB(十二碳酯醇)就算是100%的VOC，这无疑对配方设计提出了更高的挑战。
GS-36规定了商用粘合剂的环保标准，其中对各类商用粘合剂的VOC都有明确的限量，目前执行的还是2000年10月19日的版本。
表1欧盟对水性产品中的VOC限制
国外VOC处理设备一览
除了以上提到的颗粒碳吸附+氮气脱附+精馏塔这一套设备外，日本等众多国外地区还会选择其他的VOC治理设备，一起去看看：
一、直燃式废气处理炉
所需温度：摄氏700-800度
对应废气种类：所有
废气净化效率在99.8%以上
搭配废气机热回收系统可有效降低工厂营运成本
二、催化式废气处理炉(RCO)
所需温度：摄氏300-400度
根据废气浓度而启动的自燃性
系统设计利用前处理剂和触媒清洁可延长设备使用年限
可在前端配置各种吸附材料
三、蓄热式式废气处理炉(RTO)
所需温度：摄氏800-900度
低于500ppm的甲苯浓度也可以启动自燃性系统设计
可实现与RTO配合使用
四、搭配VOC浓缩装置的废气处理炉
适用于低浓度及较低温的排气
沸石浓缩装置可将废气量减少到1/10程度，并浓缩废气到10倍，
使用轮转浓缩后天然气使用量将减少约70%。
五、GASTAK流动层吸附式VOC回收、脱臭装置
GASTAK流动层吸附式VOC回收、脱臭装置是一种以回收排气中所含的VOC(挥发性有机化合物)、除去排气中的有害、恶臭物质为目的的划时代的排气处理装置。
1)球状活性炭循环式VOCs回收，脱臭装置
解决VOCs回收和脱臭的问题
KUREHA球状活性炭(G-BAC)在分别独立的吸附塔及清除塔中循环，连续再生的同时，除去排气中的VOC。吸附塔形成有多段的流动床，活性炭吸附VOC后，会被气流传递送至清除塔上部。清除塔形成有移动床，G-BAC被铸入有黄铜的加热器，加热至150-400℃的同时，与清除气体相对接触，清除VOC。清除后的VOC在冷凝器中冷却凝结后，作为液体被回收。清除了VOC的G-BAC被气流传送至吸附塔上部进行循环，构成吸附，清除地连续系统。
2)氯系溶剂回收装置
低成本溶剂回收系统
一种使用KUREHA球状活性炭，回收排气中的氯系溶剂(四氯乙烯)的装置。吸附采用高效的流动床方式清除气体使用空气，从而是一种运转成本低廉、设备费用也极低的回收装置。
六、全热交换器
全热交换器的特点：全热交换器是为空调而设计强而有效的节能系统，可回收废气中的显热及潜热。
设备采用离子树脂为吸湿剂，可避免VOC转移至大气，有效改善了印刷或加工工厂内因使用沸石或硅胶的传统设计而导致的气味问题。
依客户的厂房配置此系统可加装与室内或室外。
全热交换节能系统的特点：
独立的控制系统——触摸屏，可显示系统图，自动侦测并演算数值，可根据最有利于成本或节能的计算，自动判断开启或停止;
环境调查及效能演算——实际装机前，我们提供周边环境调查及效能演算以验证其效果
最优化的风管配置及保温施工——依据个别案件设计最适合的风管配置，保温施工可有效避免热能损失。
七、TED废气浓度控制系统(简称“TGCS”)
最大回收效率：TGCS系统可自动侦测废气内含的溶剂浓度并且自动控制阀门，确保其安全溶剂浓度范围(定义在低燃爆限制的25%以下)的同时，也确保废气的最大回收再利用率。
实现节能降耗：如此特点得以实现热源需求的大幅减量以及废气的最小化。
降低运行成本：因此，导入TGCS以及接口设备使得降低营运成本成为可能。
减少整体投资：另外，因产能扩大产生更大废气量时，导入TGCS可避免增设装置或扩大厂区等增资问题，是为一个非常经济的投资。
最新科技成果：此系统采用与理研计器会社所共同开发的光波飞、干涉式气体浓度指示调节计。
国内外差异大不同
大气污染治理问题已经成为了我国当前的首要任务，虽然国内也拥有一定的VOC治理技术，如活性炭吸附等等，但相比较国外成熟的技术应用还有一定的差距。为此，国外的成熟治理技术，是值得我们借鉴的，以便更好的应对大气污染问题。
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