VOCs无组织排放的治理方法

随着挥发性有机物(VOCs)“精准治污、科学治污、依法治污”的推动，VOCs无组织排放问题成为制约VOCs有效管控的重要一环。VOCs无组织排放管控问题，越来越受到行业的关注，也是VOCs治理高频发生的违法/不合规点。如何规避？就得从VOCs无组织排放的各方面讲解，如下供参考：

 

一、无组织排放定义

针对于无组织排放的定义，主要是依据《大气污染物综合排放标准》（GB 16297-1996）和《挥发性有机物无组织排放控制标准》（GB 37822-2019）的定义来确认，具体如表1所示。两者定义重点关注的是废气排放点，只要不经过排气筒的无规则排放，都为无组织排放。而（GB 37822-2019）更关注在排放的位置及源头点位。

表1：无组织排放定义

《大气污染物综合排放标准》（GB 16297-1996）	《挥发新有机物无组织排放控制标准》（GB 37822-2019）
大气污染物不经过排气筒的无规则排放。低矮排气筒的排放属有组织排放，但在一定条件下也可造成与无组织排放相同的后果。	大气污染物不经过排气筒的无规则排放，包括开放式作业场所逸散，以及通过缝隙，通风口和类似开口(孔)的排放等。

 

二、挥发性有机物无组织管控发展

挥发性有机物自管以来，无组织排放就一直是重点关注的一环。生态环境部及其他管理部门在多个文件重点提及相关管理要求。从表2所示, 挥发性有机物无组织管控的要求越来越细化，重视程度越来越高，也更加突显出妥善解决好无组织排放的问题，对挥发性有机物综合治理非常关键。

表2：挥发性有机物无组织管控发展

“十三五”挥发性有机物污染防治攻坚方案-2017	加强废气收集与处理，有机废气收集率不低于 80%；石化行业开展LDAR相关工作等
打赢蓝天保卫战三年行动计划-2018	实施VOCs专项整治方案，对物料（含废渣）运输、装卸、储存、转移和工艺过程等无组织排放实施深度治理
挥发性有机物无组织排放控制标准-2019 重点行业挥发性有机物综合治理方案-2019	全面加强无组织排放控制 加强设备与场所密闭管理 提高废气收集率 加强设备与管线组件泄漏控制
2020年挥发性有机物治理攻坚方案-2020	强化无组织排放控制，全面执行《挥发性有机物无组织排放控制标准》，重点区域应落实无组织排放特别控制要求。
加快解决当前挥发性有机物治理突出问题-2021	无组织排放问题突出； 治理设施综合效率低； 源头控制力度不足
挥发性有机物治理使用手册(第二版)-2021	挥发性有机物综合整治工程全面提升废气收集率、治理设施同步运行率和去除率

 

三、无组织排放点位源

如图1所示，常见涉挥发性有机物排放单位的无组织排放源主要有12类，根据笔者多年现场实地调研，对于大部分排放企业，主要无组织排放源在储罐呼吸阀、装卸车过程、动静密封点泄漏、工艺有组织和工艺无组织排放等五大部分，其中工艺无组织排放和动静密封点泄漏是重中之重。

 

图1：挥发性有机物无组织排放点源

按照《挥发性有机物无组织排放控制标准》（GB 37822-2019）划分，涉及挥发性有机物工艺生产无组织排放可以分为VOCs基础化工原料生产过程和含VOCs产品的使用过程。

1.VOCs基础化工原料生产过程

物料投加和卸放：液体物料、粉粒料密闭投加

化学反应单元：进料口/出料口/检修口/搅拌口/观察孔等置换/挥发排气

分离精制单元：离心/过滤/干燥/吸收/洗涤/蒸馏/萃取/冷凝等单元排气

抽真空系统：干式真空泵排气

配料加工和产品包装：混合/搅拌/研磨/造粒/切片/压块等配料加工过程，以及含VOCs产品的包装（灌装、分装）过程排气

2.含VOCs产品的使用过程

调配：混合、搅拌等

涂装：喷涂、浸涂、淋涂、辊涂、刷涂、涂布等

印刷：平版、凸版、凹版等

粘结：涂胶、热压、复合、贴合等

印染：染色、印花、定型等

干燥：烘干、风干、晾干等

清洗：浸洗、喷洗、淋洗、冲洗、擦洗等

成型：混炼/塑炼/塑化/熔化/挤出/注射/压制/压延/发泡/纺丝等

四、无组织排放收集系统设计规范

挥发性有机物管控以来，并未出台相关的无组织设计规范等，目前只是在《挥发性有机物无组织排放控制标准》（GB 37822-2019）管理要求中提及，测量点应选取在距离排风罩开口最远处的无组织排放位置，控制风速不低于0.3m/s。由于缺乏专业独立的设计规范，现有系统主要是根据废气收集方式，依托其他的设计规范来设计。主要的设计规范可以分为三类：①全密闭收集设计规范；②排气罩(非全密闭)收集设计规范；③其他工程类设计规范。

1.全密闭收集设计相关规范

涂装作业安全规程涂层烘干室安全技术规定 GB 14443-2007

涂装作业安全规程喷漆室安全技术规定 GB14444-2006

洁净厂房设计规范 GB50073-2013

2.排气罩（非密闭）收集相关设计规范

通风橱类：

《化工实验室化验室供暖通风与空气调节设计规范》

JG_T 222-2007《实验室变风量排风柜》

JG_T 385-2012《无风管自净型排风柜》

集气罩类：

《集气罩分类及技术要求》GB/T 16758-2008

AQ局部排风设施控制风速检测与评估技术规范  AQ-T-4274-2016

3.其他工程类相关设计规范

简明通风设计手册    孙一坚主编

三废处理工程技术手册  废气篇    刘天齐主编

实用供热空调设计手册  陆耀庆主编

五、无组织排放收集系统设计

无组织排放管控的重点就是用合理的风量，采用合理的收集方式将废气由无组织排放变成有组织排放，设计技术路线主要是：识别污染源位置-确定污染源收集方式-核算废气收集风量。污染源收集方式和风量设计是此系统设计的关键，也是目前无组织排放的难点。

1.全密闭收集方式及风量设计

全密闭收集方式主要是通过对车间或者是某个工艺段进行密闭，采用整体换风或负压的形式收集废气，最常见于喷漆房、烘干房，洁净车间，污水处理厂等工序或者车间,也可以运用于点源多且分布比较错乱的工况下。目前主要参照的设计规范有《涂装作业安全规程喷漆室安全技术规定》（GB14444-2006）和《洁净厂房设计规范》（GB50073-2013）。

 

如图表3所示，依据（GB14444-2006）规范，对于全密闭收集情况下，喷漆室相关风速的管控要求。

 

表3：《涂装作业安全规程喷漆室安全技术规定》

 

根据表3要求，密闭(喷漆室)的收集风量按下式计算：

L—收集风量，m3/h；

v—控制风速，m/s；

F—截面积面积，m2；

如表4所示，依据（GB50073-2013）规范，对于全密闭收集情况下，洁净厂房相关换气次数的管控要求。

表4：《洁净厂房设计规范》

 

根据表4要求，洁净厂房的收集风量按下式计算：

L—收集风量，m3/h；

V—厂房体积，m3；

n—换气次数，h-1；

2.非密闭收集方式及风量设计

非密闭收集方式主要是通过对某个工艺段或者某个设备加装外部集气罩的方式收集废气，常见于整体车间大且无法密闭的厂房/车间，重点针对排放源收集的工况。目前通风橱主要参照的设计规范有实用供热空调设计手册和《化工实验室化验室供暖通风与空气调节设计规范》；集气罩主要参照的设计规范有简明通风设计手册、《集气罩分类及技术要求》（GB/T 16758-2008）和《AQ局部排风设施控制风速检测与评估技术规范》(AQ-T-4274-2016)。

如图表5所示，依据实用供热空调设计手册规范，对于通风橱操作情况下，其相关风速的管控要求。

 

表5：通风橱操作口风速

散发有害物种类	平均风速 v(m/s)
无毒有害物	0.25~0.375
有毒或有危险的有害物	0.4~0.5
极毒物或少量放射性有害物	0.5~0.6

根据表5要求，通风橱的收集风量按下式计算：

L—收集风量，m3/h；

v—平均风速，m/s；

F—操作口面积，m2；

如图表6所示，依据简明通风设计手册规范，对于集气罩收集情况下，其相关风速的管控要求。对于挥发性有机物收集，《挥发新有机物无组织排放控制标准》（GB 37822-2019）管控为0.3m/s。

 

表6：控制点控制风速

污染物放散情况	最小控制风速（m/s)	举例
以轻微的速度放散到相当平静的空气中	0.25~0.5	槽内液体的蒸发;气体或烟从敞口容器中外逸
以较低的初速放散到尚属平静的空气中	0.5~1.0	喷漆室内喷漆;断续地便倒右尘展的干物料到容器中，焊接
以相当大的速度放散出来，或是放散到空气运动迅速的区城	1~2.5	在小喷涞室内用高压力喷漆:快速装袋或装桶:往运输器上给料
以高速放散出来，或是放散到空气运动很迅速的区域	2.5~10	磨削;重破碎，滚简清现

针对于集气罩收集情况，主要依据挥发性有机物排放控制标准管控要求，同时结合表6要求，通过对最远点的管控速度，反推算出集气罩罩口的风速，集气罩的收集风量按下式计算：

L—收集风量，m3/h；

v—罩口风速，m/s；

F—罩口面积，m2；

无组织排放收集是个系统性工程，涉污企业在新建或者改造过程中，必须高度重视相关的收集工作。收集工作的开展，必须通过对污染源的识别，重点分析相关污染源的排放特征，选择合适的收集方式和手段，再根据相关的收集方式，采用相应的设计规范，反向推算出合理的收集风量。唯有在风量，收集方式相互匹配的情况下，无组织变有组织效果方可保障。