莆田市家具企業發展現狀及VOCs治理工藝探討

姚俊冰

摘要：對莆田市家具企業VOCs有機廢氣展開了論述，提出了目前莆田市家具企業VOCs有機廢氣治理的有效方案，同時進一步研究探討了新的處理工藝，以保證VOCs有機廢氣達標排放，減少環境污染，促進可持續發展。

關鍵詞：莆田家具;VOCs有機廢氣治理;催化氧化法中圖分類號：X701

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944（2018）14-0002-02

1莆田市家具企業發展現狀

莆田家具企業中，仿占家具是莆田市工藝美術產業的一個重要支柱，仿古家具目前上漆主要有兩種：①采用純生漆（蠟）的刷漆（打蠟）工藝，使用在木質油性相對較大的原材料，如紫檀木、大紅酸枝、烏木等制作的仿古家具。②采用混合式上漆（即底漆用化學漆，面漆用生漆）的上漆工藝，市面上的花梨木、雞翅木等仿古家具許多采用此上漆工藝。除仿古家具以外的其他家具、木門、廚衛家具、木雕工藝品等則通常都有噴漆工藝。目前，莆田市具備大大小小噴（上）漆工藝的家具企業1000多家。噴涂油漆工藝會產生一定量的VOCs有機廢氣。現選取其中一個有代表性的企業探討該類廢氣的VOCs治理工藝。

2 目前較新型的4種VOCs治理工藝技術比較

2.1 生物法

該方法是利用微生物在正常的新陳代謝過程中需要營養物質這特點，把有機廢氣作為微生物的營養物質，轉化為無機物二氧化碳和水的過程，以此去除VOCs有機廢氣，處理過程中微生物附著在濾料上，有機廢氣經過濾料達到處理的效果。該處理工藝操作簡單，上手快，成本相對較低，但占用空間較大，一方面需培養微生物，有時溫度、濕度和pH值控制不好會導致微生物無法生存，另一方面濾料需要定期更換，不是每個企業都專業性強且適用。

2.2活性炭吸附法

這種技術通過活性炭吸附裝置將VOCs廢氣進行吸附處理，活性炭吸附裝置內裝有高效吸附性能的活性炭填料，通過調整適當風速，使活件炭充分吸收有機廢氣。該技術投資成本小，易于操作，但需要定期更換活性炭，通常3～6個月就要更換一次，且廢活性炭屬于危險廢物，需委托有資質單位進一步處理，產生二次污染物及二次處理投資費用。

2.3氧化法處理VOCs

2.3.1 催化氧化法

非貴金屬催化劑和貴金屬催化劑是現在最常用的催化劑，非貴金屬催化劑主要就是在粘合劑和過渡金屬氧化物（如二氧化錳）進行混合，最終生成的催化劑具有不同的形狀。而貴金屬催化劑主要有鉑和鈀，催化劑的載體卜分布著極細小的催化劑顆粒，載體通常以陶瓷及金屬的蜂窩狀為主，催化劑散裝填料。為避免催化活性在催化劑中毒后喪失，因此處理前，必須將能使催化劑中毒的東西完全清除。若無法清除掩飾催化劑的東西以及廢氣中含有VOCs的有毒催化劑，那么，催化氧化法就不能使用。

2.3.2熱氧化法

熱氧化法通常有熱力燃燒式熱氧化器、間壁式熱氧化器、蓄熱式熱氧化器等3種類別。其之問不同的熱量回收方法是其最重要的不同，可以結合催化法和這3種方式從而達到溫度降低的效果。

（1）間壁式熱氧化器。間壁式熱氧化就是將間壁式熱交換器加入到熱氧化裝置中，熱交換器就是將燃燒窒中出來的高溫氣體攜帶的熱量通過傳輸到達氧化裝置，再進到Ⅱ處低溫氣體，通過預熱再進行氧化反應。就現在而言，間壁式熱交換器回收熱的效率最高能達到85%，因此對于消耗燃料的量極大地減少了。

（2）熱力燃燒式熱氧化器。熱力燃燒式熱氧化器其實就是焚燒氣體的爐子。其組成包括燃燒室、助燃劑以及混合區。燃燒室就是將時間加長以及空間加犬為預熱的廢氣提供充足的條件促進氧化反應的完成，助燃劑就是輔助的材料，包含石油、天然氣等，在混合區將燃燒熱進行預熱VOCs廢氣。如果有充足的氧氣，“三T條件”就會決定氧化反應的進度（對于去除VOCs的最終的效率）：湍流的混合（ Turbulenoe）、反應的溫度（Temperature）以及駐留的時間（Time）狀況。“三T條件”之間互輔互助，如果在相應的范圍內將一個條件進行改變，那么就會降低其它的兩個條件。熱力燃燒式熱氧化器的燃料具有很高的價格是其最大的不足，所以裝置就有極高的操作費用。

（3）蓄熱式熱氧化器。蓄熱式熱氧化器（Regenera-tive Tharmal Oxidizer，也簡稱RTO），就是將蓄熱式熱交換器加入到熱氧化裝置中，對VOCs廢氣進行預熱，從而發生氧化反應。RTO最普遍的就是閥門切換式RTO。通過切換閥門有機廢氣進入多個陶瓷的蓄熱床，閥門切換過程氣壓的不斷變化，從而不斷改變氣流方向，最終實現全部VOCs廢氣的充分加熱氧化。該法處理效率雖然較高，但投資成本相對也較高。

2.4

UV光解凈化器

UV光解凈化器是利用高能紫外光在催化劑的作用下，最終將有機廢氣分解為二氧化碳和水的過程，是目前比較先進的一種有機廢氣治理工藝，催化劑通常為TiO₂等半導體材料，催化效果強，且無公害。該技術運行穩定，且運行成本低，操作簡單，占地小，因此可以考慮UV光解凈化器和其他處理工藝組合式的方法來處理不同類型企業的有機廢氣。

3案例分析

3.1工程概述

福建華閩華居家居股份有限公司主要從事紅術家具和木雕工藝品的研發、設計、生產，在其生產過程中的噴漆工藝中會產生一定量的VOCs有機廢氣、三苯及其它有機物、漆霧等。

若不經過處理，直接外排將會對環境造成一定的影響。為使有機廢氣達標排放，減少對大氣環境的污染，在綜合考慮該廢氣的特征后制定相應的有機廢氣處理方案。

3.2工藝設計

該處理方案根據生產廢氣的成分、濃度、排放速率、溫度等性質，考慮其處理效果、投資及運行成本等因素，決定采用噴漆房水簾柜十室外噴淋塔+除塵霧器+UV光解凈化器4道綜合處理方式對該噴漆廢氣進行治理。

（1）首先，噴漆工序設單獨噴漆房，保障噴漆工序與外環境隔離，噴漆房內配套水簾柜，該廢氣中總揮發性有機物的水溶性較好，該方法可去除一大部分VOCs有機廢氣、漆霧顆粒物，水簾柜的水可循環使用，一段時間后會形成一定量的飽和液，周期約為3～5個月，該飽和液和漆渣交由有資質的單位統一處理。

（2）經過第一道噴漆房內水簾柜的處理，已經大大降低了外排有機廢氣及漆霧的濃度，進而廢氣通過引風機引到室外進一步采用噴淋塔處理工藝，本項目噴淋塔采用三級噴淋十脫水工藝。廢氣在引風機作用下以一定的速度從塔底進入噴淋塔內，噴淋水在一級填料層形成一層水膜，VOCs等有機廢氣及漆霧經過一級水膜時大部分被水膜吸收，剩余VOCs廢氣再經過噴淋塔內二級及三級噴淋區，從而去除廢氣中的VOCs有機廢氣。

為了避免廢氣中帶有噴淋液進入下一道處理工藝，在噴淋塔塔頂部布設一層隔霧層，有效隔離噴淋液。噴淋液在塔內循環使用，不排放，噴淋塔底部配有過濾循環水池，通過自動補水器自動補充運營中蒸發的噴淋液。

（3）除霧塵器的作用是進一步保障經過噴淋塔處理后的廢氣中可能極少量水霧和顆粒物更徹底地被隔離，確保廢氣進入下一道處理工藝中僅剩余低濃度的有機廢氣。

（4）最后，剩余低濃度的有機廢氣再經過高效光催化- UV光解凈化器處理后達標排放。

3.3經濟分析及處理結果

該家具企業廢氣排放量按30000m³//h設計，整套設施總投資30萬元，投資適中，運行成本在5萬元/年以內，運行費用低。經實測，噴漆廢氣經過噴漆房水簾柜十室外噴淋塔十除塵霧器+UV光解凈化器處理后，非甲烷總烴排放濃度20.9 mg/m³，排放符合GB16 297-1996《大氣污染物綜合排放標準》，VOCs濃度為28.8mg/m³，排放符合閩環保大氣（2017）9號《福建省環保廳關于印發福建省重點行業揮發性有機物排放監控要求（試行）》，可實現達標排放（表1）。

4結語

采取噴漆房水簾柜十室外噴淋塔十除塵霧器+UV光解組合式的處理方式能達標處理莆田家具行業的噴漆廢氣，但治理VOCS廢氣任重而道遠，應進一步研究新技術，不斷推陳出新，采取多元化組合方式處理家具行業的VOCs有機廢氣，不斷優化莆田家具行業噴漆有機廢氣VOC。的治理方法，讓家具行業在創造精工細琢的產品的同時，做到VOCs有機廢氣達標排放，不影響環境。