我國有機廢氣治理行業發展綜述

2016-02-18

1.年度行業發展狀況分析

  1. 1   行業發展環境

2010年國務院發布的《關于推進大氣汙染聯防聯控工作改善區域空氣質量指導意見》通知,將VOCs與顆粒物、SO2和NOx一起列爲需重點進行防控的大氣汙染物,把開展VOCs防治作爲大氣汙染聯防聯控工作的重要組成部分。爲此,“十二五”國家大氣汙染防治規劃將大氣汙染防治工作擴展至揮發性有機汙染物,實行多汙染聯合控制,2012年在《重點區域大氣汙染防治“十二五”規劃》中提出全面展開揮發性有機物汙染防治工作,確定了重點區域揮發性有機物汙染防治目標。2013年9月,國務院發布了《大氣汙染防治行動計劃》,對VOCs的汙染防治工作提出了一些具體的要求,包括:

(1)制定、修訂重點行業排放標准,用法律、標准“倒逼”産業轉型升級;

(2)強制公開汙染企業環境信息;

(3)推進揮發性有機物汙染治理,在石化、有機化工、表面塗裝、包裝印刷等行業實施揮發性有機物綜合整治;

(4)大力推行清潔生産,完善塗料、油墨、膠粘劑等産品揮發性有機物限值標准,推廣使用水性塗料、油墨、膠粘劑,鼓勵生産、銷售和使用低毒、低揮發性有機溶劑;

(5)將揮發性有機物納入排汙費征收範圍,加大排汙費征收力度,提高排汙費征收標准。

衆所周知,我國VOCs的汙染防治工作起步較晚,與VOCs的汙染防治工作有關的政策法規和管理制度體系不健全,嚴重制約了VOCs汙染治理産業的發展。這些國家政策、文件的出台和發布,爲我國有機廢氣治理行業的發展打開了契機,引發了VOCs治理行業的快速發展。

根據《重點區域大氣汙染防治“十二五”規劃》和《大氣汙染防治行動計劃》所提出的要求,2014年國家和地方都明顯加強了VOCs汙染防治政策法規和管理制度體系的制修訂工作。一是啓動了VOCs排汙收費制度的研究制定工作,引起了排汙行業與企業的極大關注,有力推動了VOCs的治理工作。二是國家和地方全面啓動了重點行業VOCs排放標准的制定工作。由于涉及到VOCs排放的重點行業衆多,原有的國家標准中涉及到VOCs的只有11項(見表1),遠不能滿足VOCs排放控制要求,爲此近年來啓動了一系列重點行業排放標准的制定工作(見表2),其中部分目前已經完成,大部分目前尚在制定過程中。此外,一些重點區域也紛紛啓動了各個重點行業地方排放標准的制定工作,已經完成了一部分(見表3 –表6),大量的還在制定過程中,有些已經走在了國家排放標准的前面,爲各地VOCs的治理工作提供了依據。三是在2013年發布《吸附法工業有機廢氣治理工程技術規範》和《催化燃燒法工業有機廢氣治理工程技術規範》的基礎上,2014年開始啓動了《蓄熱燃燒法工業有機廢氣治理工程技術規範(RTO)》的制定工作,爲企業進行環境工程設計、汙染治理工程驗收後的運行維護、爲環保部門進行汙染物排放管理提供了技術依據,爲規範環境工程建設市場,保證治理工程質量,實現達標排放提供了重要的技術保障。

在2013年9月《大氣汙染防治行動計劃》頒布以後,受到大環境的影響,各地明顯加強了VOCs汙染治理的力度。京津冀等地區先後出台了重點汙染源VOCs汙染治理的獎勵政策(治理補貼),補貼力度達到了治理費用的30-50%,極大地推動了該地區VOCs的汙染治理工作,各個重點行業和重點汙染源的治理工作在2014年已經全面展開。


表1:已經發布的與VOCs有關的排放標准

1.大氣汙染物綜合排放標准

GB  16297-1996

2.惡臭汙染物排放標准

GB 14554-1993

3.飲食業油煙排放標准(試行)

GB 18483-2001

4.儲油庫大氣汙染物排放標准

GB 20950-2007

5.汽油運輸大氣汙染物排放標准

GB 20951-2007

6.加油站大氣汙染物排放標准

GB 20952-2007

7.合成革與人造革工業汙染物排放標准

GB 21902-2008

8.橡膠制品工業汙染物排放標准

GB 27632-2011

9.煉焦化學工業汙染物排放標准

GB  16171-2012

10.軋鋼工業大氣汙染物排放標准

GB 28665-2012

11.電池工業汙染物排放標准

GB  30484-2013

12.石油煉制工業汙染物排放標准

GB 31570-2015

13.石油化學工業汙染物排放標准

GB 31571-2015

14.合成樹脂工業汙染物排放標准

GB 31572-2015

(2014年底之前11項,2015年初發布3項)


表2:制訂中的VOCs排放標准

1.石油天然氣開發工業汙染物排放標准

2.氯堿工業汙染物排放標准

3.農藥工業大氣汙染物排放標准

4.制藥工業大氣汙染物排放標准

5.染料工業大氣汙染物排放標准

6.塗料、油墨及膠粘劑工業大氣汙染物排放標准

7.VOCs無組織逸散通用控制標准

8.工業塗裝大氣汙染物排放標准

9.船舶工業汙染物排放標准

10.鑄造工業汙染物排放標准

11.電子工業汙染物排放標准

12.人造板工業汙染物排放標准

13.家具制造業大氣汙染物排放標准

14.玻璃纖維及制品工業汙染物排放標准

15.皮革制品工業汙染物排放標准

16.紡織印染工業汙染物排放標准

17.印刷包裝工業大氣汙染物排放標准

18.幹洗大氣汙染物排放標准


表3:北京市已經發布的排放標准

1.儲油庫油氣控制排放控制和限值(DB 11/206-2010)

2.油罐車油氣排放控制和限值(DB 11/207-2010)

3.加油站油氣排放控制和限值(DB 11/208-2010)

4.煉油與石油化學工業大氣汙染物排放標准(DB  11/447-2007)

5.大氣汙染物綜合排放標准(DB 11/501-2007)

6.鑄鍛工業大氣汙染物排放標准(DB 11/914-2012)

7.防水卷材行業大氣汙染物排放標准(DB 11/1055-2013)


表4:上海市已經發布的排放標准

1.生物制藥行業汙染排放標准(DB 31/373-2010)

2.半導體行業汙染物排放標准(DB 31/374-2006)

3.汽車制造業(塗裝)大氣汙染物排放標准(DB  31/859-2014)

4.印刷業大氣汙染物排放標准(DB 31/872-2015)

5.塗料、油墨及其類似産品制造工業大氣汙染物排放標准(DB  31/881-2015)


表5:廣東省已經發布的排放標准

1.家具制造行業揮發性有機化合物排放標准(DB 44/814-2010)

2.包裝印刷行業揮發性有機化合物排放標准(DB  44/815-2010)

3.表面塗裝(汽車制造業)揮發性有機化合物排放標准(DB  44/816-2010)

4.制鞋行業揮發性有機化合物排放標准(DB 44/817-2010)


表6:天津市已經發布的排放標准

工業企業揮發性有機物排放控制標准(DB 12/524-2014)

煉油與石化、醫藥制造、橡膠制品、塗料與油墨、塑料制品、電子工業、汽車制造與維修、印刷與包裝印刷、家具制造、表面塗裝、黑色冶金以及其他行業共12類汙染


  1. 2   年度行業經營狀況

揮發性有機物排放的汙染具有複雜性、複合型和區域性等特點,涉及到城市區域和行業汙染源。VOCs高排放量的地區主要集中在長江三角洲、珠江三角洲、京津地區和東南沿海等發達地區。工業源VOCs排放涉及的行業衆多,主要包括石化類、有機化工、醫藥化工、表面塗裝類、溶劑使用類和儲運類,汙染減排與治理市場的潛力巨大。揮發性有機汙染物(VOCs)具有種類繁多、排放行業衆多、排放源小而分散等特點,除了個別行業以外,單個汙染源的治理規模一般較小,産值很低(從幾十萬到幾百萬不等,大的也有超過幾千萬的,但數量較少);此外,VOCs的治理技術體系複雜,涉及到十幾種工程技術,一般一個治理企業只能掌握一種技術到幾種技術。因此,和從事除塵、脫硫、脫硝的治理工程企業相比,從事VOCs治理的企業一般規模比較小。

近年來 VOCs治理行業的發展呈現出以下幾個趨勢。一是新注冊成立了一大批專門從事VOCs治理的企業;二是之前從事除塵、脫硫、脫硝的治理企業紛紛轉到VOCs治理領域,這些企業資金實力強,技術轉型較快,發展也較快;三是一些境外企業依托其技術優勢,開始拓展我國的VOCs治理市場,這些企業技術實力強,起點高,具有大型治理工程設計經驗,發展迅速,對境內企業形成了很大沖擊;四是隨著環保部門對VOCs排放企業監管力度的提高,VOCs檢測市場發展迅速,從事VOCs檢測儀器與檢測業務的企業得到了快速的發展;五是社會資本開始進入VOCs治理市場,一些技術實力較強的企業開始通過融資、注資等途徑提高了企業實力,擴大了市場競爭力,進步明顯。

從目前的企業情況來看,全國從事VOCs治理的企業應該在200-300家之間,其中約有一半的企業是在僅3年內新注冊成立或者由除塵、脫硫、脫硝等其他治理行業轉移過來的,包括部分境外企業(單獨成立、合資公司)和境外企業的代理。由于企業規模普遍較小,非常分散,具體的企業經營狀況統計非常困難。總體上講,2014年的企業經營業績比2013年有了長足的進步。根據我們對80多家不同類型企業的調查統計,2014年企業産值在1億元以上的有8-9家,在5000萬-1億元之間的估計有30家左右,其余企業大部分年産值在5000萬元以下,其中相當一部分在2000萬元以下。以此推算,全國2014年VOCs治理行業的總産值應該在70億元以上,企業的利潤率一般都在10-15%左右,略微高于除塵、脫硫和脫硝等行業。

2.行業技術發展進展

揮發性有機化合物(VOCs)是指在常溫常壓下能夠揮發到空氣中所有有機化合物的總稱。工業固定源有機廢氣的排放所涉及的行業衆多,汙染物種類繁多,組成複雜。一般的化合物種類有烴類(烷烴、烯烴和芳烴)、酮類、酯類、醇類、酚類、醛類、胺類、腈(氰)類等。與SOx、NOx和顆粒物相比,VOCs的組成複雜,治理技術體系複雜,涉及十多種技術及組合技術。在大多數情況下,由于生産工藝尾氣中同時含有多種汙染物,需要采用組合技術進行綜合治理。

目前應用範圍最廣的治理技術主要包括吸附回收技術、吸附濃縮技術、催化燃燒技術和高溫焚燒技術等,此外,低溫等離子體技術和生物治理技術也得到了快速發展。

總體技術發展情況主要表現在以下幾個方面:


2.1新的吸附(再生)工藝不斷發展和完善


(1)吸附回收技術

在VOCs治理領域,溶劑的回收往往具有很好的經濟效益。因此吸附回收技術研究的最多,目前也最爲成熟。從目前的治理情況來看,很多行業的VOCs治理涉及到溶劑的吸附回收技術。如油氣回收、包裝印刷、集裝箱噴塗、石油化工、化學化工、原料藥制造等行業。從吸附工藝來講,低壓水蒸氣脫附再生技術依然是主流技術,工藝得到了不斷地完善;近年來發展了氮氣保護再生新工藝,避免了水蒸氣的使用,減輕了回收溶劑提純費用,並提高了設備安全性,得到了大量的應用,特別是在包裝印刷行業的應用最爲廣泛。吸附材料主要包括顆粒活性炭和活性炭纖維,近年來也發展了采用蜂窩狀活性炭和分子篩轉輪吸附濃縮後再進行冷凝回收的技術途徑。


(2)吸附濃縮技術

在大部分的工業尾氣中VOCs是以低濃度、大風量的形式排放的,爲了降低治理費用,通常是利用吸附材料首先對低濃度廢氣進行吸附濃縮,然後再進行冷凝回收、催化燃燒或高溫焚燒處理。吸附濃縮技術的應用近年來發展迅速,主要包括固定床吸附濃縮技術(通常采用蜂窩狀活性炭爲吸附劑)和沸石轉輪吸附濃縮技術(采用多種類型的硅鋁分子篩作爲吸附劑)。其中沸石轉輪吸附濃縮技術最早從日本企業開始的,並在全世界範圍內得到了應用。該技術淨化效率高,尾氣排放濃度穩定,采用高溫熱氣流再生時安全性好,被視爲諸如汽車制造等噴塗行業的最佳可行治理技術,國外特別是一些日本的治理工程公司近年來開始在我國大規模地推廣該技術,發展迅速。國內的黑馬環保科技公司近年來自身開發並掌握了該技術,技術上逐步走向成熟,並也得到了良好的應用。


(3)活性炭吸附集中再生技術

在諸如噴塗(如4S店噴塗)、印刷(包裝印刷和書刊印刷)等行業,存在大量分散的小型企業,VOCs的排放量小、排放濃度低,但不能達到目前逐步趨嚴的排放標准要求,這些企業的治理是目前VOCs減排與控制工作中的一個難題。活性炭吸附技術是簡單易行、低成本的治理技術,是這些企業首選的治理技術。但對單個企業進行治理,建立相應的活性炭再生系統費用高,小企業往往難以承擔治理費用。因此目前大量的企業只是安裝了活性炭吸附裝置,而沒有安裝活性炭再生裝置,需定期更換活性炭。由于更換活性炭的成本較高,更換下來的活性炭作爲危廢處理又增加了部分成本,因此在實際運行中缺乏監管的情況下吸附裝置實際上成爲擺設。各地環保管理部門已經逐步認識到了這個問題,爲了減輕單個企業的治理費用,采用集中收集吸附後的活性炭,建立統一的活性炭異地再生裝置,是目前最爲可行且成本低的一種模式,目前在很多地區已經建立了統一的活性炭再生系統,取得了良好的效果。


2.2 蓄熱式(催化)燃燒技術逐步替代傳統的(催化)燃燒技術

催化燃燒技術和高溫焚燒技術是最爲普遍的燃燒VOCs治理技術,也是目前VOCs治理最爲有效徹底的治理技術。針對不需要對廢氣中的有機物進行回收利用時,通常采用燃燒法進行治理。無論是熱力焚燒法還是催化燃燒法都需要將廢氣加熱到相應的燃燒溫度。如果廢氣中有機物的濃度較高,廢氣燃燒後所産生的熱量可以維持有機物分解所需要的反應溫度,采用燃燒法是一種經濟可行的方法。傳統的催化燃燒技術和高溫焚燒技術由于換熱效率低,當廢氣中有機物濃度較低時,采用需要大量能耗,治理設備運行費用高。爲了提高熱利用效率,降低設備的運行費用,近年來發展了蓄熱式熱力焚燒技術(RTO)和蓄熱式催化燃燒技術(RCO)。蓄熱系統是使用具有高熱容量的陶瓷蓄熱體,采用直接換熱的方法將燃燒尾氣中的熱量蓄積在蓄熱體中,高溫蓄熱體直接加熱待處理廢氣,換熱效率可達到90%以上,而傳統的間接換熱器的換熱效率一般在50-70%。蓄熱式(催化)燃燒技術的發展大大拓寬了催化燃燒技術和高溫焚燒技術的應用範圍,可以在較低濃度下使用,近年來得到了廣泛地應用,並逐步替代了傳統的(催化)燃燒技術(特別是在低濃度範圍的VOCs廢氣治理)。


2.3 低溫等離子體技術異軍突起、亂象紛呈

低溫等離子體淨化技術是近年來發展起來的廢氣治理新技術。等離子體被稱爲物質的第4種形態,由電子、離子、自由基和中性粒子組成。低溫等離子體有機氣體淨化就是利用介質放電所産生的等離子體以極快的速度反複轟擊廢氣中的氣體分子,去激活、電離、裂解廢氣中的各種成份,通過氧化等一系列複雜的化學反應,打開汙染物分子內部的化學鍵,使複雜大分子汙染物轉變爲一些小分子的安全物質(如二氧化碳和水),或使有毒有害物質轉變爲無毒無害或低毒低害物質。

低溫等離子體通常是通過前沿陡、脈寬窄(納秒級)的高壓脈沖放電在常溫常壓下獲得,其中的高能電子、離子和自由基等活性粒子可與各種汙染物如CO、HC、NOx、SOx、H2S、RSH等發生作用,轉化爲CO2、H2O、N2、S、SO2等無害或低害物質,從而使廢氣得到淨化。它可促使一些在通常條件下不易進行的化學反應得以進行,甚至在極短時間內完成。

實際上,要將不同的化學鍵打開,需要的能量不同,如C-H、C-O、C-N、C-S、O-H、S-H等等。當功率較低,放電所産生的活性粒子能量不足時,一些大分子物質只是被擊碎,形成一些小分子化合物,並沒有被徹底氧化。特別是對于混合氣體的淨化,有些分子容易被破壞並被徹底氧化,而有些分子則不易被破壞或者只是降解而未被徹底氧化。因此低溫等離子體技術通常淨化效率較低,一般只有30-70%(采用多級等離子體可提高淨化效率)。對于某些化合物,如芳香類汙染物物,由于等離子體産生的能量有限,其淨化效率較低。

由于低溫等離子體技術具有反應器阻力低(系統的動力消耗非常低),裝置簡單,易于操作,占地面積小,使用方便等優點,受到了用戶的青睐,近年來得到了迅速的發展。目前國內從事該技術的治理企業迅速發展到20-30家。但在實際應用中也存在很多問題,一是作爲一項新技術,目前人們對于其作用機理的研究還不夠充分,針對不同汙染物如何有針對性地進行等離子體發生器的設計,目前還沒有形成規律性地認識;二是目前很多企業只是在模仿該技術,對技術特點理解不夠,甚至很多企業使用的是靜電除塵技術,稱之謂低溫等離子體技術,實際上沒有達到等離子體的能量級別。造成目前該技術的應用魚龍混雜,亂象叢生,今後應該盡快地對該技術的應用進行規範。


2.4 生物技術的發展不斷深入,適用範圍逐漸拓寬

生物法最早應用于廢氣脫臭。近年來隨著對有機汙染物治理技術研究的不斷深入,生物法逐步被應用于有機汙染物的治理領域。生物法具有設備簡單,投資及運行費用低,無二次汙染等優點,但由于生物法對有機汙染物的降解速率較低,只是在處理低濃度有機廢氣時才具經濟性。此外,由于生物菌種對有機物的消化具有很強的專一性,只是適合于易生物降解的有機物才可使用生物法進行淨化,一般生物菌劑生物法處理有機廢氣的普適性較差。

由于具有綠色環保和處理費用較低等優點,近年來,生物法處理有機廢氣的研究工作進展很快,各種生物菌劑和填料的開發不斷地取得突破,除了在除臭領域的應用外,近年來逐步拓展到酮類、醛類、脂類等多種類型的有機物的淨化(在低濃度情況下使用),生物法在今後將會成爲有機廢氣(特別是惡臭氣體)治理的主要技術之一。


2.5 除臭市場需求巨大,除臭技術發展迅速

異味擾民問題已經成爲影響現階段我國經濟發展和社會穩定的一個主要問題之一。異味汙染物包括臭味、香味、甜味、酸味、辣味及苦味等異于一般空氣的氣味(足以引起人們厭惡或其他不良情緒反應的氣味),在這些“異味汙染物”中,大部分爲揮發性有機化合物,部分屬于無機汙染物(硫化氫、氨、二硫化碳)。我國在《惡臭汙染物排放標准GB14554-93》中規定的惡臭汙染物只有8種化合物:氨、三甲胺、硫化氫、甲硫醇、甲硫醚、二甲基硫醇、二硫化碳和苯乙烯。實際上能夠對人的嗅覺引起不良反應的化合物還有很多,在GB14554-93中一並以“臭味”表示。各種有機物,特別是各類含有硫、氮、氧的雜原子有機物,如酚、醇、醛、酮、有機酸等等實際上都會對人的嗅覺産生影響。

異味的産生源包括工業源和生活源。工業源包括煉油、塑料、橡膠、合成纖維、精細化工、日用化工、化學制藥、生物制藥、農藥、化肥、紡織印染、工業汙水處理、食品加工、肉産品加工、海産品加工、飼料加工等衆多行業;生活源包括垃圾儲存與轉運、垃圾填埋與焚燒處理、生活汙水處理、堆肥、餐飲油煙等等。異味汙染物排放濃度低,一般在幾十ppm以下,有的甚至在ppb級,治理困難。異味治理涉及到民生問題,影響社會安定,因此近年來各地環保部門明顯加大了對異味的治理力度。由于涉及的行業衆多,加之之前對異味的治理不重視,目前異味治理的市場巨大。

異味的治理技術涉及到吸附技術、吸收技術、生物技術、低溫等離子體技術、光氧化及光催化技術等,各種治理技術均有所應用,其中以吸附技術、吸收技術、生物技術、低溫等離子體技術爲主,光氧化及光催化技術近年來也部分得到了應用,但具體的、長期的治理效果有待進一步考察與評估。此外,采用植物液掩蔽法去除異味在諸如垃圾轉運站等場合也得到了大量的應用。從目前的實際治理情況來看,治理企業普遍缺乏針對不同來源廢氣排放特征的認識,廢氣的成分分析非常困難,在技術選擇上存在很大的盲目性,致使很大一部分的治理項目效果不佳,導致重複進行治理的情況頻發。


2.6 不同技術交互融合,組合技術發展迅速

VOCs治理的難點在于成分極其複雜,不同類型的化合物性質各異,在大多數行業中所産生的VOCs又是以混合物的形式排放。因此采用單一的治理技術往往難以達到治理效果,在經濟上也不合理,通常情況下需要采用多種治理技術的組合治理工藝。因此近年來各種組合治理工藝發展迅速,如吸附濃縮+催化燃燒技術、吸附濃縮+高溫焚燒技術、吸附濃縮+吸收技術、低溫等離子體+吸收技術、低溫等離子體+催化技術等,即使是吸附技術,有時也會采用不同吸附劑工藝的組合工藝,如活性炭吸附回收+沸石轉輪吸附濃縮技術+冷凝回收技術。采用組合治理技術,從淨化效果上考慮是爲了實現汙染物的達標排放,是從成本上考慮可以降低治理費用,以最低的代價實現治理效果。


2.7 實施清潔生産,從源頭上減少使用量和排放量是目前VOCs減排控制的發展趨勢

對于揮發性有機廢氣的治理,首先應該從汙染源頭進行控制,減少生産工藝中VOCs的排放量。主要包括變更原材料,使用低汙染的原材料取代高汙染原材料;改善生産操作條件,降低有機物的無組織逸散;采用新工藝,盡量減少有機溶劑的使用量,限制汙染物的産生。采取源頭治理,改變粗放型的生産工藝,可以從根本上減少VOCs的排放,降低末端治理的負荷。

隨著VOCs汙染排放控制政策法規和管理制度體系的逐步建立,進行末端治理的代價提高,特別是明確規定下一步將會實施VOCs的排汙收費制度,迫使企業開始注重清潔生産工藝的提升,從源頭上減少VOCs的使用量和排放量。如汽車制造等行業水性塗料的使用、包裝印刷行業水性油墨(包括單一溶劑油墨)的使用等。近年來在汽車制造行業開始大面積推廣使用水性塗料,VOCs的排放大大減少,末端治理成本也隨之大大降低;集裝箱、造船等行業也在探索使用水性塗料;在包裝印刷行業的複合膜制造過程中,開始大量推廣無溶劑複合技術,在印刷過程中開始推廣無苯無酮和單一溶劑油墨,可以大大降低未末端治理的成本;在防治塗布行業中大大減少了使用溶劑的種類,便于溶劑的回收利用,使得治理成本大大降低。

3 行業市場企業狀況

與美、日、歐等發達國家和地區相比,我國工業VOCs的治理工作起步較晚。而在諸如原料藥制造、人造皮革(PU合成革)、農藥制造、軟包裝印刷、電子終端産品制造、人造板、纖維板、木制家具制造、化學纖維(粘膠絲)制造、造船、集裝箱制造、煤化工(焦化)VOCs重汙染行業,在我國又集中了全世界大部分的産能,VOCs的汙染形勢嚴峻。西方發達國家在上世紀八、九十年代已經基本上完成了對重點行業的VOCs治理工作,我國雖然在上世紀九十年代《惡臭汙染物排放標准》(GB14554-1993)和《大氣汙染物綜合排放標准》(GB16297-1996)頒布實施以後部分開展了重點行業VOCs的治理工作,但管理的重點主要是在除塵、脫硫和脫硝方面,對VOCs的治理工作未引起足夠的重視。實際上,我國重點行業VOCs的治理工作是在“十二五”期間《環境保護部等部門關于推進大氣汙染聯防聯控工作改善區域空氣質量指導意見的通知》(2010)、《重點區域大氣汙染防治“十二五”規劃》(2012)和《大氣汙染防治行動計劃》(2013)三個文件發布以後才真正地引起重視,進入啓動的階段,總體上比西方發達國家晚了至少20年。目前的治理任務繁重,市場需求巨大。


3.1 行業市場狀況


(1)2013年下半年《大氣汙染防治行動計劃》發布以後,各地明顯加強了VOCs治理工作,2014年全國有機廢氣治理行業得到了快速地發展。隨著各重點行業排放標准的陸續頒布實施,以及VOCs排汙收費制度的制定,VOCs的治理行業將進入了發展的快車道,預計2015年會有更大的發展。


(2)我國作爲制造業大國,涉及到VOCs汙染排放的行業衆多, VOCs重汙染行業在我國占了全世界大部分的産能,加之企業普遍清潔生産水平較低,造成我國的VOCs排放總量巨大,因此從近期來看,中國VOCs治理的市場巨大,是其他國家在發展過程中都沒遇到過的。


(3)從VOCs治理的推進方式來看,揮發性有機汙染VOCs減排與控制需要從重點行業入手,走行業減排的道路。目前各地政府部門都是從重點行業開始抓起,提倡“行業減排”和“減量減排”的理念,從重點行業/重點汙染源做起,分階段、有步驟逐漸推進,以《大氣汙染防治行動計劃》爲依據,目前各地主要在石油化工、有機化工、工業塗裝和包裝印刷等重點行業開展治理工作。另外,目前在我國建立了衆多不同類型的制造業工業園區,企業高度集中,在這些園區中汙染物排放也高度集中,對園區進行綜合整治,開展VOCs汙染綜合防治工作會收到更好的效果。因此,目前各地治理的重點是抓園區的VOCs治理,如石化工業園區、制藥工業園區、化工工業園區等。


(4)從重點區域來講,根據《重點區域大氣汙染防治“十二五”規劃》,目前的治理重點區域主要集中在“三區”、“十群”所規定的區域,其中津冀地區由于空氣汙染最爲嚴重,隨著近年來京津冀一體化的推進,對VOCs的汙染防治工作抓的最緊,各地的排放標准體系和管理制度體系推進的也最快;其次爲長三角地區。


(5)從目前的治理重點來看,“異味”的治理雖然對VOCs的減排貢獻不大(通常異味成分的濃度很低),但由于涉及到民生問題,影響社會穩定,而且涉及到衆多的行業,市場非常大,政府部門近年來對涉及到異味排放的企業抓的最緊,近年來異味治理的市場激增,涉及到的治理項目比較多。


(6)從企業的發展情況來看,由于近年來VOCs的治理已經成爲大氣汙染治理的熱點領域,各種社會資本特別是一些投資公司紛紛看好該行業的發展前景,開始進入VOCs治理行業。一些技術實力較強、具有良好發展前景的治理公司開始尋求通過融資、注資等途徑進行發展,有些較大的公司通過收購規模小技術特點較強的企業,進行合並重組。不斷尋求提高的企業實力和競爭力,成爲目前VOCs治理企業發展的一個顯著趨勢。


(7)從企業的服務方式來看,VOCs治理設施運維服務的重要性逐漸顯現。由于VOCs治理設施專業性很強,業主企業通常不具備運行維護的人才條件,治理設施管理不好,難以保證淨化效果。因此近年來一些治理公司在治理設施完成以後繼續負責實施的運行與維護管理工作,繼續爲業主提供運維服務,已經成爲一個發展趨勢。特別是在一些産業園區,對某一個行業進行治理,需要對溶劑進行統一收集提純,需要由治理公司統一來完成,目前這方面的應用實例已經有很多了。


3.2 主要(骨幹)企業發展情況

由于我國的制造業主要集中在沿海發達地區,因此VOCs的治理企業也主要集中在東部沿海地區,其中以江蘇、浙江、廣東、山東、上海、福建、天津和北京爲主。

由于VOCs的排放量大、面廣,大部分的汙染源小而分散,VOCs治理項目通常都比較小,合同額低,因此從事VOCs治理的企業難以做大。但由于總體市場需求的提高,進入“十二五”以來國內的骨幹企業還是得到了快速的發展。根據調查統計,2014年年産值在5000萬元以上的骨幹企業約有近40家。其中年産值在1億元以上的有8-9家,在5000萬-1億元之間的預計有30家左右(備注:由于委員會掌握的企業情況還不夠全面,特別是近年來新成立的一些治理公司聯系不夠緊密,應該還有部分企業未計其中),但與“十二五”初期相比整個行業有了一個長足的發展。

4 行業發展存在的主要問題與對策

我國實際上是在“十二五”期間才開始重視VOCs的汙染控制問題,並將VOCs 與顆粒物、SOx和NOx一起列爲改善大氣環境質量的控制目標汙染物,爲此各地紛紛加強了對VOCs汙染治理的力度,使得業內的相關企業提升了信心,加強了技術研發和資金投入,同時全國各地新成立一批專門從事VOCs汙染治理的企業,國外企業,包括一些國外知名的從事VOCs治理的企業也紛紛進入中國市場。目前VOCs的汙染治理問題已經成爲我國大氣汙染防治的重點領域,在環保領域受到了極大關注,該行業的發展開始進入的快車道。但總體上來講,由于起步較晚,政策法規和管理制度體系尚不健全,技術儲備(包括治理技術、檢測技術等)不足,進入VOCs治理市場的准入門檻又比較低,如同我國汙水、固廢等治理的行業一樣,目前VOCs的治理市場比較混亂,在法規制度、行業管理以及技術提升等方面都還有待于進一步的規範,以促進該行業的健康有序發展。就現階段的發展情況來看存在的問題較多,主要體現在以下幾個方面:


4.1 完善排放標准體系和各項管理制度體系

政策法規與管理制度體系尚不健全,影響了該行業的發展,現階段的主要任務應該是盡快完善排放標准體系和各項管理制度體系。

(1)VOCs的排放涉及到的行業衆多,單是排放量較大的重點行業就有50個以上,從行業減排與治理的角度考慮,應該分別制定重點行業的排放標准以規範該行業的治理工作。對于一些排放量較小的行業,應該盡快完成綜合排放標准的修訂,納入綜合排放標准進行管理。雖然我們近年來加強重點行業排放標准的制定,但總體進度緩慢,到目前爲止正式發布的和VOCs排放控制有關的排放標准只有9項,目前尚在制定之中的還有19項,還有一批重點行業的排放標准尚沒有立項制定,《大氣汙染物綜合排放標准》(GB16297-1996)的修訂工作也還沒有完成。大量排放標准的缺失使得各地環保部門在促進行業治理時無法可依,監管困難,限制了行業VOCs治理工作的開展。


(2)在管理制度體系建設方面,VOCs的排汙許可證制度和排放量申報制度等一些基本的管理制度尚未建立,排汙收費制度的制定工作尚未完成,致使很多排汙企業處于觀望狀態,還沒有進入實質性的治理階段。特別是目前正在制定的VOCs排汙收費制度,已經引起了社會各界的廣泛關注,頒布實施後將會對VOCs的治理工作産生巨大的推進作用。


(3)對于除塵、脫硫、脫硝行業,經過不斷的發展目前研究制定了較爲完善的治理工程技術規範。但對于VOCs的治理工作,涉及的技術途徑和工藝路線多,目前只制訂了《吸附法工業有機廢氣治理工程技術規範》和《催化燃燒法工業有機廢氣治理工程技術規範》,開始啓動了《蓄熱燃燒法工業有機廢氣治理工程技術規範(RTO)》的制定工作,對于大量使用的生物法治理工藝、低溫等離子體治理工藝吸收法治理工藝等尚未制定相應的工程技術規範,致使環保部門和企業對工程設計、治理設施的管理難以提出規範性要求,設計、施工和管理等方面都比較混亂,很多治理設不能實現達標排放的要求。目前已經制定的和正在制定的都還是最爲基礎的工藝類的工程技術規範,實際上很多行業的VOCs治理往往涉及到多種治理技術,下一步針對重點行業在治理技術和治理工藝路線基本固化的條件下,還應盡快制定相關的重點汙染源治理工程技術規範和汙染治理設施運行工程技術規範。


4.2加大技術研發力度、提升技術水平

VOCs治理行業總體技術發展水平較低,有待于國家和企業加大技術研發力度,提升技術水平。

由于揮發性有機化合物(VOCs)所涉及的汙染物種類繁多,性質各異,包括烴類(烷烴、烯烴和芳烴)、酮類、酯類、醇類、酚類、醛類、胺類、腈(氰)類等有機化合物,決定了VOCs的治理技術體系非常複雜,包括回收技術和銷毀技術兩大類,以及吸附技術、吸收技術、冷凝技術、膜技術、催化燃燒技術、高溫焚燒技術、生物技術、低溫等離子體技術、光催化技術、光氧化技術等十種左右的實用治理技術。其中,吸附技術、吸收技術、冷凝技術、催化燃燒技術和高溫焚燒技術是VOCs治理的主流技術,和國外的同類技術相比,我們在功能材料、技術細節、工藝設計水平和制造水平上還存在一定的差距,特別是在規範化設計方面尚沒有統一的設計規範約束,不同企業的淨化設備在性能上存在很大的差距。膜分離技術、生物技術、低溫等離子體技術、光催化技術和光氧化技術應用于VOCs的淨化是近年來發展的新技術,由于技術基礎欠缺,對技術的適用範圍和使用條件缺乏規律性的認識,在工藝設計和淨化裝備設計上存在很大的隨意性,造成很多淨化設施難淨化效果差,難以實現達標排放要求。對于這些新技術的應用,應該加大基礎研究投入,明確不同技術的治理對象和適用範圍,指導技術應用和工程設計。

在大多數情況下,由于生産工藝尾氣中同時含有多種類型的汙染物,通常需要采用組合技術進行綜合治理,在很多行業廢氣治理中用到兩種或兩種以上的治理技術,淨化系統的優化組合設計是系統集成的關鍵。技術組合與系統集成是爲了充分發揮不同治理技術的優勢,不單是爲了實現達標排放要求,更重要的是爲了降低治理成本。和國外治理公司相比,目前國內的治理企業在系統設計上缺乏經驗,系統設計能力較弱,在系統集成上往往存在很多缺陷,達不到技術集成效果。需要企業在實踐中不斷的設計積累經驗,對重點行業國家應該組織進行工程技術示範,優勝劣汰,全面提高工藝設計水平。


4.3 加大人才培養力度

從事VOCs治理的人才隊伍嚴重缺乏,需要加大人才培養力度

VOCs的汙染治理技術體系複雜,對設計人員的綜合要求高,需要掌握化學化工、通排風、機械設計、自動控制等專業的人才。由于我國VOCs的治理工作起步較晚,從事VOCs治理的企業一般規模較小,不注重人才培養,嚴重缺乏有經驗的、綜合型的從事VOCs治理的人才隊伍,企業人才儲備不足,設計力量有限,很多企業只有極少數的有經驗的設計人員,有很多企業甚至沒有考取環境工程師資格的人員,不具備環境工程設計的基本條件,嚴重制約了企業的發展。特別是在一些大型的VOCs治理工程的設計上,國內企業的綜合設計水平和國外公司相比還存在較大的差距。加大人才培養力度,通過企業重組等形式進行人才的優化組合,是目前治理企業發展的必然途徑。


4.4 VOCs治理市場待進一步規範

缺乏技術性法規的指導,VOCs的治理市場混亂,魚龍混雜,有待于進一步規範。

對于重點行業的VOCs治理,目前我們尚未制定出最佳技術導則(重點行業VOCs治理技術指南)和相應的工程技術規範進行治理技術選擇、治理工程設計與運營等指導性文件,排汙企業在進行治理時不知應該選擇何種治理技術和工藝路線,管理部門不知如何對治理設施進行有效的監管,“排汙企業不知道如何治,管理部門不知道如何管”成爲目前VOCs治理工作的一個最大問題,致使目前的VOCs的治理市場比較混亂。

由于缺乏最佳技術導則等技術性法規的指導,排汙企業在進行技術選擇時不知道應該選擇何種治理技術,往往采納“低價中標”,而低價中標的治理技術可能不適合該行業的VOCs治理,最終不能實現達標排放要求,造成工程重複建設,近年來工程重複建設、重複投入的情況比較多,造成了一定的浪費。

由于進入VOCs治理市場的門檻較低,部分從事VOCs治理的企業技術水平低,實際上不具備進行工程設計的條件,只是采用低價戰略爭取項目,不按規範設計,難以保證治理工程質量;部分治理企業對技術的理解不夠,不掌握技術的使用條件和適用範圍,致使很多治理項目達不到治理效果,如低溫等離子體治理技術,近年來發展很快,采用該技術的治理企業迅速增加,但普遍存在治理效果差,不能實現達標排放等問題。以上問題也是造成工程重複建設、重複投入的原因。

爲了指導重點行業的VOCs治理工作,規範VOCs治理市場,從國家層面上應盡快制定與VOCs治理有關的技術法規體系,淘汰技術能力差的落後治理企業,促進VOCs治理市場的有序發展。


4.5 完善VOCs檢測方法體系、有效監管VOCs治理工程

VOCs檢測環節薄弱,檢測方法體系不完善,影響VOCs治理工作的開展和對治理設施的有效監管。

由于VOCs種類繁多,性質各異,排放情況複雜,VOCs的檢測問題一直是困擾排放管理的一個主要問題。目前的行業排放標准中一般是規定非甲烷總烴(NMHC)和行業的特征汙染物的排放濃度,或者是總VOCs和行業的特征汙染物排放濃度。NMHC的檢測方法相對成熟,但在進行含氧、氮、硫等有機汙染物監測時存在很大的偏差,並不能反映排放是實際情況,特別是行業中大量存在的含氧的醇類、脂類、酮類、醚類等汙染物的檢測。總VOCs的檢測需要氣相色譜儀,對每一種廢氣成分進行檢測,然後加和進行計算,檢測周期長,費用高,目前大部分省市以下的檢測機構基本不具備總VOCs的檢測條件。從管理的角度考慮,目前很多地區都提出了汙染源的在線檢測要求,雖然近年來國家和企業都投入了大量的經費進行在線監測裝置的研發,但從目前的進展情況來看,尚沒有成熟可靠、成本較低的相關監測設備可以大面積推廣使用,采用氣相色譜儀的在線監測裝置可以做到,但一套裝置的費用較高,操作要求高,一般企業難以負擔。目前對一些單一的化合物(如苯類、甲醛等)檢測所使用的傳感器已經比較成熟,但應用面窄,在行業特征汙染物比較多的情況下誤差很大。因此,近期內國家應該進一步加強投入,進行檢測分析設備的研發,盡快完善VOCs的檢測分析方法體系。


本網站由阿裏雲提供雲計算及安全服務