化工企业废气监测及治理策略

张梅峰

(济宁市任城生态环境监控中心，山东 济宁 272000)

0 引言

化工行业在国民经济中扮演着至关重要的角色，其走可持续发展道路对促进人类经济和社会的发展具有极为重大的现实意义。当前，挥发性有机物(volatile organic compounds，VOCs)的有效控制已经成为臭氧污染控制的重要组成部分，因此除了有组织控制的有机物有害废气排放外，还必须重点关注化工企业在生产过程中的无规则废气排放[1-2]。本文以A市化工生产园区为例，就其废气排放现状及问题展开分析，旨在为解决无组织排放问题提供建议。

1 A 市化工生产园区现状

1.1 A 市化工生产园区产业现状

目前，该园区有90 家正常运营的企业，其中35 家被列入重点关注的废气排放管控范围。在园区内，企业类型分布十分广泛，从香精香料制造到化学药品原料药制造、有机化学原料制造，再到油墨及类似产品的制造，企业数量分别为19 家、6 家、6 家、2 家。该园区内重点管理企业的废气排放情况如图1所示。

图1 A 市化工生产园区涉气排放重点管理企业行业分布

1.2 A 市化工生产园区企业原辅材料使用情况

经统计分析，该化工园区内有超过100 种原辅材料可供使用，其中最常见的20 种如表1 所示。根据《重点行业挥发性有机物治理方案》，该化工园区的原辅材料中，VOCs 物质被严格控制，其中包括O3和PM2.5前体物、二甲胺、苯酚等恶臭物质，以及有毒有害的二氯甲烷[3]。

表1 园区涉气排放重点管理企业原辅材料使用情况汇总

1.3 A 市化工生产园区内企业废气治理现状及存在的问题

1.3.1 A 市化工生产园区内企业废气治理现状

废气排放可以通过有组织和无组织的方式进行。其结果显示，A 市化工生产园区内有35 家企业分别从事香精香料、化学药品原料药、有机化学原料、油墨和相关产品的生产。其中，7 家企业通过将废气收集后，负压输送至蓄热式焚烧炉(RTO)，实现燃烧处理；其他部分企业通过冷凝+两级碱液(或水)喷淋吸收，将废气排放；其余企业通过两级碱液(或水)喷淋吸收后，采用活性炭吸附处理，实现废气净化。根据实际情况，第一种废气处理技术的应用可以显著降低企业的污染物排放，其每小时污染物排放量的达标率可以达到99% 以上；通过喷淋两级碱液(或水)和活性炭吸附，一般企业的每小时排放量达标率能够达到90% 以上，但也有少数企业的排放量达标率低于80%[4]。经过H 省五大行业VOCs 专项调查的结果表明，吸附法对有机废气的去除效率仅为33%，而且由于企业在喷淋后未经过除雾(水汽)处理，直接进入活性炭吸附工序，容易导致活性炭堵塞，从而降低去除率，使超标率大幅提升。根据GB 37822—2019《挥发性有机物无组织排放控制标准》中4.1 要求，从2020 年7 月1 日开始，所有企业必须严格遵守《挥发性有机物无组织排放控制标准》以确保VOCs 安全排放。经调查，35 家企业中没有企业采取有效措施对工厂外部环境中的挥发性有机物进行排放监测。

1.3.2 A 市化工生产园区内企业废气治理存在的共性问题

对35 家企业实地考察后发现，园区企业的废气处理的问题和挑战主要表现在以下方面：

(1)由于有组织的废气收集率较低，使得废气中的可燃物质含量较少，因此在使用蓄热式焚烧炉进行焚烧时，必须额外添加大量天然气，使得废气处理成本显著提高[5]。

(2)企业生产过程中使用的原料和产品种类繁多，但用量不是特别小，中间产品可以作为其他产品的原料使用，因此在实际生产过程中，原料的添加、中间转移和反应釜残液的排放都通过料桶进行。而由于企业在装卸料口处安装的集气罩位置过高、面积太小、吸风量不足，使得收集废气效果不佳，导致大量无组织废气无法有效排放[6]。

(3)车间内缺乏有效的清洁措施，使得大量无组织废气的排放严重影响了环境卫生。

(4)离心机、真空泵等设备的非密闭式运行也是导致无组织废气大量逸散的重要原因，而且厂区内中间料桶敞开堆放，也会加剧废气逸散。

(5)桶壁上的物质被大量挥发，使得无组织废气的排放量大大增加。

(6)污水池没有得到有效密封，污水处理过程中释放出的恶臭物质也成为无组织废气的来源[7]。

2 A 市化工生产园区企业废气治理整改措施

2.1 加强含VOCs 原辅材料管控和替代

A 市化工生产园区存在“达标不达味”问题，为解决这一问题，建议采取有效措施加强VOCs 管控，同时对可能产生恶臭气味的原辅材料，如二甲胺、二氯甲烷等，进行有效控制和替代，以期达到环境友好的生产效果。为了确保安全生产，企业应加强对原辅材料的管控，并且采取更先进的技术手段来实现工艺的自动化，以有效抑制无组织恶臭物质的排放[8]。

2.2 从仅偏重末端治理向提高前端废气收集率转变

通过加强对企业生产过程中的无组织废气的收集和处理并将其转化，可以大大降低企业的污染物排放量，从而改善环境质量，实现企业的可持续发展。企业应采取措施改善生产环境，包括更换生产设备、更换废气收集方式、更换生产操作流程，以及重新计算吸风罩的风量和尺寸，并在不能完全密闭运行的生产设备上安装垂帘或单独的隔间，以便将无组织废气转化为有组织废气，并通过负压排放系统进行处理。

将无组织废气转变为有组织废气后，“分质收集，分质处理”应当将高浓度废气与低浓度废气分开处理，以确保反应釜中的安全性和有效性。为了解决高浓度废气的问题，建议使用蓄热式焚烧炉(RTO)，此外建议将低浓度废气通过浓缩处理，并与高浓度废气混合处理。通过这种方法，不仅能够降低RTO 的运行成本，还能提升企业的现场生产管理水平。

2.3 统筹兼顾废气治理设施设计与生产工艺等专业设计

经调查统计，A 市化工生产园区内的35 家化工企业的专业设计由具有资质的设计单位完成，而废气治理设施的设计、供货和安装则由设备厂家根据同类型企业的经验完成，因此在废气总量计算和废气收集管网布设方面存在一定问题，例如管径布设过小、末端抽气风机负压偏低等，这些问题都会影响到废气治理设施的有效运行[9]，由于无法达到吸风点的风速要求，导致大量无组织废气排放。在设计过程中，化工企业应综合考虑废气处理技术和生产流程，并邀请具有相关资质的第三方环境规划公司来协助确定最佳废气处理方案，例如废气收集技术、管道尺寸、流向、处理措施以及末端负压风机的选择，均需要与实际的生产设备一起进行安装和调试。

2.4 加强园区各企业废气治理管理能力建设

为了解决A 市化工生产园区内企业废气管理能力薄弱和缺乏完善的废气处理管理体系的问题，建议该园区建立完善的废气处理设施档案、实施有效的废气管理台账、定期对废气排放状况进行监测、实时更新相关数据等，以此来促使企业建立完善的废气处理管理体系，提升其废气治理水平。为了更好地保护环境，园区应与当地的环境监察部门建立联系，并通过日常的检查来反馈企业的废气处理情况，同时园区应督促企业按照执法部门的要求加强废气处理，以确保其废气排放能够达到规定标准。

3 结语

随着环保意识的不断提高，我国正在逐步加强对化工废气的集中整治和统一管理，以期达到排放标准要求。为此，我国利用现有技术，积极开展废气收集和治理工作，以期达到环境保护的目标。为了促进化工产业的绿色发展和可持续发展，各级环保部门和相关部门将采取更多措施确保企业治理水平，完善准入机制，提高化工企业的准入标准，加强监管，鼓励研发和推广先进的污染防治技术，以期改善园区及其周边环境条件。