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市场信息:以创新推动可持续发展 ——探讨中国金属包装涂料的创新和可持续发展之路
  首页-市场信息-有机废气治理行业年度发展综述  

 
 

有机废气治理行业年度发展综述

文/凤巢

【前沿导读

本报告为中国环保产业协会废气净委编写发布的《有机废气治理行业2016年发展综述年度报告》。综述了中国有机废气(VOCs)治理行业的发展环境,介绍了行业技术发展进展,分析了行业的经营状况及市场特点,针对行业发展存在的主要问题提出了解决对策和建议。

 

1. 2016年有机废气治理行业发展环境

 

2016年是“十三五”的开局之年,也是VOCs污染防治工作取得重要进展的一年,随着一系列的法规政策和管理制度的颁布实施,各地对VOCs的污染防治工作力度逐步加大,VOCs的污染防治工作得到了快速的发展。

 

1.1 新的《大气污染防治法》开始实施,为VOCs的污染防治工作提供了法律依据

 

新的《大气污染防治法》于2016年开始实施,对既有条款进行了大规模增删、调序、重新修订,大幅增加了与VOCs污染防治相关的条款与内容,要求分别从源头控制、清洁生产和排放管理等方面对VOCs进行全过程的控制。在源头控制方面,明确规定生产、进口、销售和使用含挥发性有机物的原材料和产品的,其挥发性有机物含量应当符合质量标准;在清洁生产和排放管理方面,要求产生挥发性有机物的生产服务活动必须在密闭空间中进行,并按照规定安装、使用污染防治设施,无法密闭的,应当采取措施减少废气排放。对于违反相关条款排放VOCs的,处以罚款、关停等处罚,严重时有机废气治理行业甚至要承担刑事责任。

新的《大气污染防治法》的颁布实施,从法律层面上将挥发性有机化合物(VOCs)纳入了大气污染防治监管范围,给排污企业带上了“紧箍咒”,为相应的政策、法规和管理制度的制定和VOCs的污染防治工作提供了法律依据。

 

1.2《挥发性有机物排污收费试点办法》的颁布实施,极大地推动了相关行业的VOCs治理工作

 

国家发展改革委、财政部和环境保护部联合发布了《挥发性有机物排污收费试点办法》(财税〔2015〕71号)和《关于制定石油化工及包装印刷等试点行业挥发性有机物排污费征收标准等有关问题的通知》(发改价格〔2015〕2185号),自2015年10月1日起在全国范围内对石油化工、包装印刷行业进行试点开征VOCs排污费。试点范围为石油化工行业中的原油加工及石油制品制造、有机化学原料制造、初级形态塑料及合成树脂造、合成橡胶制造、合成纤维单(聚合)体制造和仓储业,以及包装印刷行业的包装装潢印刷。《挥发性有机物排污收费试点办法》的颁布实施,对VOCs的污染防治工作起到了巨大的推动作用。

以此为基础,诸多省市在2016年纷纷制定了相应的实施方案,已经有北京市、上海市、江苏省、安徽省、湖南省、四川省、天津市、辽宁省、浙江省、河北省、山东省、山西省、海南省、湖北省、福建省、云南省和江西省等17个省市发布了VOCs排污收费办法(见表1)和实施细则,包括收费行业范围、收费费率和收费方式等。此外,北京、上海等地颁布了不同行业VOCs排放量核算方法体系。

在收费制度的重压之下,之前还在观望的企业特别是一些大型企业VOCs减排工作开始全面启动,企业的清洁生产水平与VOCs的减排能力已成为相关行业的核心竞争力之一,清洁生产水平高、VOCs排放量少的企业将会得以生存,反之将会面临被淘汰的危险,特别是在北京、上海等管理要求高、执法力度强的地区,这种趋势已成为共识。

 

1.3 国家和地方加大了重点行业排放标准的制定与实施力度,VOCs排放标准体系不断完善

 

为了推动VOCs的治理工作,“十二五”期间环境保护部全面启动了重点行业VOCs排放标准的制定工作。近年来出台了一批国家排放标准,如《石油炼制工业污染物排放标准》(GB31570-2015)、《石油化学工业污染物排放标准》(GB31571-2015)、《合成树脂工业污染物排放标准》(GB31572-2015)等3项国家大气污染物排放标准,2016年又增加了《烧碱、聚氯乙烯工业污染物排放标准》(GB15581-2016),目前涉及到VOCs的大气固定源污染物排放国家标准已经扩展至15项。新标准的制定强调从源头、过程和末端进行全过程控制,严格了常规污染物的排放限值,大幅度增加了涉及到VOCs的控制项目(目前VOCs的控制项目已经拓展到了76项),重视无组织排放控制,实行排放限值与管理性规定并重的原则,明确了无组织排放的管理要求。

由于排放标准的制定工作非常复杂,特别是涉及到VOCs排放标准的制定需要有相应的基础科研工作支撑,虽然近年来已经立项的重点行业排放标准制定工作还有很多,但总体上进展缓慢,还有一批行业标准尚在制定过程中。

和国家标准相比,近年来诸多省市区根据各地产业结构和减排方向,明显加大了与VOCs排放相关的地方排放标准的制定工作力度,被视为各地推动VOCs减排的主要政策依据。北京市已发布与VOCs有关的排放标准13项,上海市9项、广东省5项、重庆市4项、天津市3项、河北省2项、浙江省3项、江苏省3项、山东省1项。国家及地方发布的与VOCs有关的排放标准见表2、表3。

 

1.4 各地制定了VOCs综合治理规划和整治方案,公布了涉VOCs排放重点企业名单,全面启动了VOCs的污染防治工作

 

进入“十三五”以后,各省市区在大气污染防治规划中均明确了VOCs的治理要求,重点城市也根据当地的产业结构和VOCs的排放污染情况,以PM2.5和O3的改善为目标,纷纷制定了相应的VOCs综合治理规划和相关的整治方案,公布了涉VOCs排污重点企业名单,全面启动了VOCs的污染防治工作。初步统计共有40个以上城市发布了相关的治理规划和工作方案。

江苏省颁布了《“两减六治三提升”专项行动方案》,该方案提出,到2020年江苏化工企业数量大幅减少,化工行业主要污染物排放总量大幅减少,化工企业入园率达到50%以上。加大化工企业淘汰力度,2018年底前,对重污染、高能耗、规模小、效益差的落后生产工艺、技术装备和产品,坚决予以淘汰,以及实施重点区域的化工企业关停并转迁、强化危化品生产、经营和储运企业监管,对违法违规的危化品生产、经营和储运企业一律予以关停等。随后颁布了《江苏省挥发性有机物污染治理专项行动实施方案》,要求2017年底前,全面完成化工园区和重点企业VOCs综合治理,重点工业行业VOCs排放总量较2015年削减10%以上。2017年底前,完成省52家化工园区(集中区)综合整治。

济宁市发布了《济宁市大气污染防治工作方案》,要求大力推广使用低VOCs含量涂料、有机溶剂、胶黏剂、油墨等原辅材料,配套改进生产工艺;全面实施泄漏检测与修复,建立完善管理制度;严格控制储存、装卸损失排放,优先采用压力罐、低温罐、高效密封的浮顶罐,有机液体装卸采取全密闭、下部装载、液下装载等方式,并实行高效油气回收措施,配备具有油气回收接口的车船;强化无组织排放废气收集,采取密闭措施,安装高效集气装置;加强有组织废气治理,配套安装焚烧装置等高效治理设施;非正常工况排放的有机废气应送火炬系统处理。

此外,常熟市颁布了《常熟市“两减六治三提升”专项行动挥发性有机物污染治理实施方案》,铜川市颁布了《铜川市铁腕治霾挥发性有机物污染整治专项行动方案》,河北廊坊市发布了131家挥发性有机物污染治理重点企业清单。化工园区和制造业园区的VOCs综合整治已经成为目前全国各地VOCs减排的重点。

 

1.5 政府部门的执法力度显著提高,促进了VOCs治理工作的全面开展

 

在新的《环境保护法》和《大气污染防治法》的颁布实施以后,针对VOCs的治理工作,各地环境保护部门明显加大了监管和处罚力度,特别是处于大气重污染区域的北京市、天津市、河北省、山东省等区域,环境保护部门通过明察暗访、限期治理等措施,对违规生产、治理延后、治理设施不达标等问题进行了严格执法和处罚,对有些企业实施了按日连续计罚等措施,对违规生产企业起到了极大的震慑作用。在2016年以上区域有一批涉VOCs排放企业由于超标排放、治理设施不完善、治理设施不正常运行、存在偷排等原因而受到了处罚,有的受到了关停处理。其中,环境保护部门的约谈机制在VOCs治理中也发挥了重要作用,促进了各地对VOCs污染的管理力度。

 

2. 2016年有机废气治理行业经营状况

 

2.1 基本状况

 

我国作为制造业大国,在诸如原料药制造、合成革(PU)、软包装印刷、电子终端产品制造、人造板、纤维板、木制家具制造、化学纤维(黏胶丝)、造船、集装箱制造、煤化工(焦化)、农药制造等VOCs的重污染行业承担了全球大部分的产能,VOCs的排放总量巨大,需要进行治理的行业和企业数量之多在其他国家的发展史上是没有过的。另一方面,由于我国VOCs的治理工作在“十二五”刚刚开始起步,因此治理任务艰巨,从近期来看由此催生的治理市场容量巨大。

VOCs减排与控制需要从重点行业入手,走行业减排的道路是目前全国各地VOCs综合整治的重点和必经之路。目前各地政府部门都是从重点行业开始抓起,提倡“行业减排”和“减量减排”的理念,从重点行业/重点污染源做起,分阶段、有步骤逐渐推进,以《大气污染防治行动计划》为依据,目前主要在石油化工、有机化工、工业涂装和包装印刷等重点行业开展治理工作。另外,目前在我国建立了众多不同类型的制造业工业园区,企业高度集中,园区中污染物排放也高度集中,对园区进行综合整治,开展VOCs污染综合治理工作会收到更好的效果。因此,目前各地治理的重点是抓园区的VOCs治理,如石化工业园区、制药工业园区、化工工业园区等。

2013~2015年,我国VOCs的治理重点区域主要集中在“三区”“十群”所规定的区域,其中京津冀地区由于空气污染严重,随着近年来京津冀一体化的推进,对VOCs的污染防治工作抓得最紧,各地的排放标准体系和管理制度体系推进的也最快;其次为长三角地区和珠三角经济发达地区。从2016年开始扩展到中西部地区,中西部地区虽然起步较晚,近两年来VOCs的治理工作也已经引起了重视,如重庆、成都、郑州、太原、石嘴山等地区。

“异味”的治理虽然对VOCs的减排贡献不大(通常异味成分中VOCs的浓度很低),但由于涉及到民生问题,影响社会稳定,而且涉及到的行业众多,治理难度大,政府部门对涉及到异味排放的企业抓得最紧,因此近年来异味治理的市场激增,从事异味治理的企业如雨后春笋般地呈现出爆发式的增长。

 

2.2 行业经营状况

 

随着新的《环境保护法》和《大气污染防治法》颁布实施、排放标准体系的不断完善和排污收费制度开始启动,VOCs的污染防治工作展现出巨大的市场潜力,相关治理业务快速增长,从事VOCs治理的企业数量快速增长。2015年我们统计的全国从事VOCs治理相关的企业在700~800家(一些小型的治理企业缺乏统计数据)。预计2016年从事VOCs治理、检测和服务(咨询、培训和运营服务)产值在1000万元以上的企业至少在800~900家以上,此外还有大量的产值低于1000万元以下的小型治理公司。

企业数量在快速增长,骨干企业的数量和规模也在逐渐扩大。根据调查统计,2016年年产值在5000万元以上的企业超过100家,其中年产值在1亿元以上的超过30家,大部分企业的年产值在几百万至5000万元之间,与前几年相比整个行业有了长足的发展。

新加入的企业主要来源于三个方面:一是原来从事其他业务的环保公司(如脱硫、脱硝、废水治理等)和从事化工等行业的公司纷纷转行或增加了VOCs治理业务;二是由于VOCs治理的门槛较低,大家看好VOCs治理市场,新成立了大量的小型治理公司;三是国外从事VOCs治理的工程公司纷纷开始介入中国市场,其中以日、美、欧、韩国以及我国台湾地区为主,全球知名的公司基本上都已介入,介入的形式包括合资公司、独资公司和代理公司等,也有的以技术输入的方式为国内公司提供相关技术和设备。国外公司和先进治理技术的进入,极大地促进了我国VOCs治理工作的发展,也为国内相关技术的改进起到了重要的推动作用。

 

3. 有机废气治理行业技术发展进展

 

由于市场需求巨大,近年来我国VOCs治理技术得到了快速发展。主流的治理技术,如吸附技术、焚烧技术、催化技术和生物治理技术得到了不断地拓展和完善,一些新的治理技术,如低温等离子体技术、常温催化氧化技术、光解技术、光催化技术等也在不断地完善过程中。

 

3.1 新的吸附工艺不断发展和完善

 

(1) 吸附回收技术

在有机废气治理领域,溶剂回收往往具有很好的经济效益。吸附回收技术研究的最多,应用的比较成熟。从目前的情况来看,很多行业的VOCs治理涉及到溶剂的吸附回收技术。如油气回收、包装印刷、石油化工、化学化工、集装箱喷涂、原料药制造等行业。从吸附工艺来讲,低压水蒸汽脱附再生技术依然是主流技术,工艺得到了不断地完善;近年来发展起来的氮气保护再生新工艺,避免了水蒸汽的使用,降低了回收溶剂提纯费用,并提高了设备安全性,因此得到了快速应用,特别是在包装印刷行业的应用最为广泛。此外,采用真空(降压)解吸的再生技术在高浓度的油气回收和储运过程中的溶剂回收领域也得到了大量应用。

(2 )吸附浓缩技术

在大部分的工业排放尾气中VOCs是以低浓度、大风量的形式排放的,为了降低治理费用,通常是利用吸附材料首先对低浓度废气进行吸附浓缩,然后再进行冷凝回收、催化燃烧或高温焚烧处理。吸附浓缩技术的应用近年来发展迅速,特别是以沸石(分子筛)为吸附材料的旋转式吸附浓缩技术(盘式转轮和立式转塔,采用多种类型的硅铝分子筛配伍作为吸附剂)已经成为很多行业低浓度VOCs治理的主流技术。沸石转轮吸附浓缩技术最早是从日本企业开始的,并在全世界范围内得到了应用。该技术净化效率高,尾气排放浓度稳定,采用高温热气流再生时安全性好,被视为诸如汽车制造等喷涂行业的最佳可行治理技术,国外的一些治理工程公司近年来开始在我国大规模地推广该技术,除了日本的几家公司以外,美国、韩国和我国台湾地区的一些公司也纷纷开始介入国内市场,并占领了很大一部分的市场份额。

国内的广州黑马环保科技公司最早通过自主开发掌握了该技术,技术上逐步走向成熟,已在不少行业得到良好的应用。青岛华世洁环保科技有限公司在2015年开发完成了该技术,并快速推广应用。此外,还有其他的一些公司和研究机构正在加快该技术的研究、开发与应用。

(3) 活性炭吸附集中再生技术

在诸如喷涂(如4S店喷涂)、印刷(包装印刷和书刊印刷)、化工、制药等行业,存在大量分散的小型VOCs排放企业,VOCs的排放量小、排放浓度低,但不能达到目前逐步严格的排放标准要求,这些企业的治理是目前VOCs减排与控制工作中的一个难题。活性炭吸附技术是简单易行、低成本的治理技术,是目前这些企业首选的治理技术。但目前碰到的难题是,对单个企业建立相应的活性炭再生系统费用高,小企业往往难以承担治理费用;如果采用更换活性炭的方式,由于吸附了有机物的活性炭是作为危废进行管理的,处置活性炭的费用高,企业同样承担不起更换费用。因此,虽然目前大量的排污企业安装了活性炭吸附装置,而没有配套的活性炭再生装置,需定期更换活性炭。由于更换活性炭的成本较高,更换下来的活性炭作为危废处理又增加了部分成本,因此在实际运行中缺乏监管的情况下吸附装置实际上成为摆设。各地环保管理部门已经逐步认识到了这个问题,为了减轻单个企业的治理费用,采用集中收集吸附使用过的活性炭,建立统一的活性炭异位(地)再生平台,是目前最为可行且成本低的一种治理模式。

该模式在VOCs排放集中的区域/城市/工业园区中得到了各地管理部门的极大重视。目前为止已在山东、河北和江苏等地建立了活性炭的集中再生基地,每个再生基地的活性炭年再生量都达到了几万吨的规模,很好地解决了分散吸附后活性炭的循环利用问题,被认为是工业园区(如化工园区、制药园区、纺织印染园区等)中小企业集中区域VOCs治理的一个可行的低成本的解决办法。

(4) 活性炭吸附回收的溶剂集中提纯利用技术

在很多行业中,如包装印刷、服装涂布整理、化工、制药、锂电池生产、化纤生产等行业,溶剂使用量大,进行溶剂回收具有很好的经济效益。但回收的溶剂往往是混合溶剂,或者含水量高,或者存在溶剂变质的问题,在大多数情况下不能直接回用于生产,需要进行精馏提纯以提高回收溶剂的价值。依靠单个企业建立溶剂提纯装置费用高,通常企业难以承受。在企业集中的地区,如各类工业园区,由政府部门出面组织,引入第三方运营机制,建立统一的溶剂提纯回收中心,可以大大降低企业的负担。目前已经有锂电池行业、服装涂布行业、包装印刷行业等采用该模式进行VOCs的综合治理,并取得了很好的治理效果。随着目前各地对工业园区综合治理规划的实施,预计该模式将会进一步得到推广。

 

3.2 蓄热式(催化)燃烧技术逐步替代传统的(催化)燃烧技术

 

催化燃烧技术和高温焚烧技术是目前VOCs治理的主流技术,也是最为有效彻底的治理技术。无论是热力焚烧法还是催化燃烧法都需要将废气加热到相应的燃烧温度。如果废气中有机物的浓度较高,废气燃烧后所产生的热量可以维持有机物分解所需要的反应温度,采用燃烧法是一种经济可行的方法。传统的催化燃烧技术和高温焚烧技术由于换热效率低,当废气中有机物浓度较低时需要大量能耗,治理设备运行费用高。为了提高热利用效率,降低设备的运行费用,近年来蓄热式热力焚烧技术(RTO)和蓄热式催化燃烧技术(RCO)得到了广泛应用,技术水平也得到了很大提升。蓄热系统是使用具有高热容量的陶瓷蓄热体,采用直接换热的方法将燃烧尾气中的热量蓄积在蓄热体中,高温蓄热体直接加热待处理废气,换热效率可达到90%以上,而传统的间接换热器的换热效率一般在50%~70%。蓄热式(催化)燃烧技术的发展大大拓宽了催化燃烧技术和高温焚烧技术的应用范围,可以在较低浓度下使用,近年来得到了广泛应用,并在很多行业中逐步替代了传统的(催化)燃烧技术(特别是在低浓度范围的VOCs废气治理),其中2016年蓄热式热力焚烧设备(RTO)在不同行业应用超过了500台/套。

 

3.3 生物技术的发展不断深入,适用范围逐渐拓宽

 

生物法最早应用于废气脱臭。近年来随着对有机污染物治理技术研究的不断深入,生物法逐步被应用于有机污染物的治理领域。生物法具有设备简单,投资及运行费用低,无二次污染等优点,但由于生物法对有机污染物的降解速率较低,只是在处理低浓度有机废气时才具经济性。此外,由于生物菌种对有机物的降解具有专一性,只适合于易生物降解的有机物的净化,普适性较差。

由于具有绿色环保和处理费用较低等优点,近年来生物法处理有机废气的研究工作进展很快,各种生物菌剂和新的生物填料的开发不断取得突破,除了在除臭领域应用外,近年来逐步拓展到酮类、醛类、酯等多种类型的有机物的净化(在低浓度情况下使用),已经成为某些行业有机废气(特别是恶臭气体)治理的主要技术之一,适用范围不断拓宽。

 

3.4 除臭市场需求巨大,除臭技术近年来得到迅速发展

 

异味扰民问题已经成为影响现阶段我国经济发展和社会稳定的问题之一,由于异味扰民引起的投诉事件近年来不断增加,异味的治理工作已经成为各地环境保护部门最为关注的问题。

异味的产生源包括工业源和生活源。工业源包括炼油、塑料、橡胶、合成纤维、精细化工、日用化工、化学制药、生物制药、农药、化肥、纺织印染、工业污水处理、食品加工、肉产品加工、海产品加工、饲料加工等众多行业;生活源包括垃圾储存与转运、垃圾填埋与焚烧处理、生活污水处理、堆肥、餐饮油烟等。异味污染物排放浓度低,一般在几十ppm以下,有的甚至在ppb级,治理困难。由于涉及的行业众多,加之之前经济快速发展过程中异味污染的遗留问题多,目前异味治理的市场巨大,为此近年来涉及到异味治理的相关技术发展迅速。

异味治理技术涉及到吸附技术、吸收技术、生物技术、低温等离子体技术、常温催化氧化技术、光氧化及光催化技术等,各种治理技术目前均有所应用。其中以吸附技术、吸收技术、生物技术、低温等离子体技术为主,光氧化及光催化技术近年来也部分得到了应用,但具体的、长期的治理效果有待进一步考察与评估。此外,采用植物液掩蔽法去除异味在诸如垃圾转运站等场合也得到了大量应用。从目前的实际治理情况来看,治理企业普遍缺乏针对不同来源废气排放特征的认识,光催化、光氧化等技术效率低、处理排放成分解析又非常困难,在技术选择上存在一定的盲目性,导致治理效果不佳的情况发生。

 

3.5 不同工艺交互融合,组合技术发展迅速

 

VOCs治理的难点在于成分极其复杂,不同类型的化合物性质各异,在大多数行业中所产生的VOCs又是以混合物的形式排放。因此采用单一的治理技术往往难以达到治理效果,在经济上也不合理,通常情况下需要采用多种治理技术组合的治理工艺。因此近年来各种组合治理工艺发展迅速,如吸附浓缩+催化燃烧技术、吸附浓缩+高温焚烧技术、吸附浓缩+吸收技术、低温等离子体+吸收技术、低温等离子体+催化技术等。采用组合治理技术,净化效果上考虑是为了实现污染物的达标排放,从成本上则可以降低治理费用,以最低的代价实现治理效果。从目前的治理实践来看,大部分行业中VOCs的治理都需要采用组合技术,有些行业甚至需要采用两种以上的组合技术以实现治理效果。

在低浓度VOCs和异味治理技术中,近年来一些组合或协同治理技术的研究工作已有所突破。其中,由淄博宝泉环保工程有限公司研究开发的“常温催化氧化技术”获得了突破。该技术采用自主研发的复合催化剂,在臭氧辅助下可促进大部分异味化合物的分解,净化效率高,近年来在制药、农药、化工、工业废水处理尾气等行业得到了大量应用,被评为2016年度国家重点环保实用技术示范工程项目。

 

3.6 实施清洁生产,从源头上减少有机物使用和排放量是VOCs减排控制的发展趋势

 

对于挥发性有机废气的治理,首先应该从污染源头进行控制,减少生产工艺中VOCs的排放量。主要包括变更原材料,使用低污染的原材料取代高污染原材料;改善生产操作条件,降低有机物的无组织逸散;采用新工艺,尽量减少有机溶剂的使用量,限制污染物的产生。采取源头治理,改变粗放型的生产工艺,可以从根本上减少VOCs的排放,降低末端治理负荷。

随着VOCs污染排放控制政策法规和管理制度体系的逐步建立,进行末端治理的代价提高,特别是VOCs排污收费制度的实施和排放标准的逐步加严,倒逼企业开始注重清洁生产工艺的提升,从源头上减少VOCs的使用量和排放量。特别是在涉及到喷涂(涂料的使用行业)、包装印刷(油墨和胶黏剂的适用行业)、胶黏(胶黏剂的使用行业)和清洗(清洗剂的使用行业)等工艺的行业,尤其需要从源头减排做起,这也是西方国家VOCs治理的经验。近年来在汽车制造行业开始大面积推广使用水性涂料,VOCs的排放大大减少,末端治理成本也随之大大降低;集装箱、造船等行业也在探索使用水性涂料;在包装印刷行业的复合膜制造过程中,开始大量推广无溶剂复合技术,在印刷过程中开始推广无苯无酮和单一溶剂油墨,可以大大降低末端治理的成本;在纺织涂布行业中大大减少了使用溶剂的种类,便于溶剂的回收利用,使治理成本大大降低;制定淘汰目录,在工业生产的清洗工艺过程中限制使用高毒性、高污染的清洗剂。

 

4. 2016年市场特点及重要动态

 

VOCs的减排和污染防治工作涉及到产业结构调整、清洁生产水平提升、末端治理设施建设和检测/监测/监管能力的提升等方面,要实现VOCs的减排必须从以上诸多方面入手,由此所派生的治理市场可以划分为以下四部分:

 

4.1 源头减排市场

 

在很多行业首先是提高清洁生产水平,从源头上实现VOCs的减排。涉及到对企业的提质改造,包括生产工艺、生产设备和原材料的更改与改进。如汽车和家具生产行业喷涂生产线的改造,换用水性涂料和低VOCs含量的涂料;包装印刷行业复合与印刷生产工艺改进,换用水性油墨和水性胶黏剂等。从短期来看,生产工艺、生产设备和原材料的更改与改进投入大;但从长期来看,很多行业可以借此促进产业升级,大幅度降低VOCs的排放,减少VOCs的末端治理成本,提高企业的核心竞争力。从VOCs减排的潜力来看,由于目前我国很多行业尚处于粗放型生产阶段,源头减排的潜力巨大,由此催生的环保型原材料,如涂料、油墨、胶黏剂、清洗剂等的市场需求巨大。

 

4.2 末端治理市场

 

VOCs的排放所涉及的行业众多,据不完全统计,涉及到VOCs排放的工业行业至少在120个以上(按照工业行业分类表进行统计),其中年排放量在1万吨以上的行业有50个以上,有的行业如包装印刷行业甚至超过100万吨。除了通过源头替代减排以外,大部分的污染源需要进行末端治理。除了工业源以外,尚有大量的生活源,如餐饮油烟、汽车维修(4S店)、加油站、垃圾转运与处理等所产生的VOCs和异味源也需要进行治理。由于目前我国尚未建立VOCs污染企业的源清单(个别地区和城市除外),对VOCs治理市场难以进行准确的预测,从目前一些金融机构所做的分析来看,“十三五”期间VOCs末端治理市场每年将达到600亿元左右。

 

4.3 VOCs检测/监测市场

 

VOCs的种类多(最为常见的有200多种),涉及到的行业和企业数量多,排放条件复杂,监管非常困难,检测/监测已经成为目前制约VOCs治理的一个关键问题,从长远来看,VOCs检测/监测市场需求巨大。VOCs检测/监测市场主要包括以下方面:

(1) 对污染源的常规检测

污染源的常规检测主要是为污染治理设备的选择与建设提供基础数据,也是为环境保护部门的执法服务。在石化与化工行业,对于无组织排放的泄漏检测与修复(LDAR技术)工作目前已经在全国范围内展开,通常都是由第三方负责完成,目前已经有大量的第三方服务公司在从事检测服务工作,由于检测项目多,通常检测周期较长,检测费用高。

(2) 污染源的在线检测装置

为了对污染源进行有效的监管,工业固定源(特别是较大型的污染源)的在线检测是今后的一个发展趋势。目前天津市和上海市已经明确规定了VOCs污染源的在线检测要求,其他地区在实际操作过程中也已经增加了在线检测的要求。对于一般污染源,可以只考虑非甲烷总烃的检测,检测设备费用较低,约需要20万元;但对于苯系物等控制要求较高的污染因子,除了对非甲烷总烃的检测要求外,还需要对特殊污染因子进行检测,检测设备的投入较高,可能需要50万~100万元。考虑到VOCs污染源的数量众多,在线监测设备的需求量非常大。如上海市规定排风量达到1万m3/h的污染源必须安装在线监测设备,污染企业数量在2000家以上,如果只考虑非甲烷总烃的检测设备费用就需要4亿元。实际上一家企业可能有多个监测点,如果再考虑对特征污染因子的检测,实际检测设备的投入要远超过4亿元。

(3) 环境空气质量监测站点的建设

之前大部分地区在进行环境空气质量监测站点的建设时未考虑VOCs的检测,目前很多地区在常规空气质量监测站点中已经开始考虑增加总VOCs和非甲烷总烃检测项目,需要对检测装置进行改造,增加相应的检测设备。为了更好地管控区域空气质量,目前在制造业园区(化工园区)开始建设或增加检测站点或移动式检测装置,对VOCs检测/监测设备的需求非常大。

 

4.4 VOCs治理的服务市场

 

由于我国VOCs治理工作起步较晚,第三方服务市场目前尚未形成规模,但从近几年的发展趋势来看,第三方服务将成为今后的一个发展趋势。

(1) VOCs治理的咨询和培训业务近年来逐渐兴起

VOCs的治理技术体系非常复杂,治理技术的合理选择是困扰业主单位的一个主要问题。很多企业由于技术选择不当,治理效果达不到预期要求,造成重复投资的问题非常突出。因此,VOCs治理的咨询和培训业务近年来逐渐兴起,主要是为企业提供系统解决方案,以及为政府部门的VOCs治理进行总体规划/策划等。

(2) 治理设施的第三方运营服务市场潜力巨大

通常VOCs治理设施的运营专业性要求很高,业主单位缺乏相应的运营方面的人才,由第三方负责运营可以更好地保障运行效果,目前的国家政策也提倡由第三方运营服务。此外,对于VOCs排放集中区域/园区中VOCs的治理,如溶剂的集中提纯回收、活性炭的集中再生等,涉及到溶剂提纯基地和活性炭再生基地的建设,也需要由第三方来负责管理和运行工作。第三方运营服务将会成为今后VOCs治理的发展趋势。

 

5. 有机废气治理行业主要骨干企业发展情况

 

“十二五”期间从事VOCs治理的企业主要集中在江苏、浙江、广东、山东、上海、福建、天津和北京等沿海地区和经济发达地区,近年来开始向全国发展,中西部地区如河北、重庆、湖北、湖南等省市也得到了快速发展,成立了大量的从事VOCs治理的工程公司、检测机构和服务公司。按照技术类型粗略地对一些治理企业进行如下划分:

吸附(回收)技术:广州黑马科技有限公司、泉州天龙环境工程有限公司、福建利邦环境工程公司、武汉旭日华科技发展有限公司、石家庄天龙环保科技有限公司、洛阳天宝环保科技公司、清本环保工程(杭州)有限公司、北京明泰来环保科技有限公司、上海申榕环保设备有限公司、广州恒晨环保科技有限公司等。

吸附与催化/焚烧技术:北京绿创环保集团、上海东化环境工程有限公司、广州怡森环保设备工程有限公司、杭州彩虹环保技术工程有限公司、河北先河正源环境治理技术公司、淄博宝泉环保工程有限公司、中机工程(西安)启源公司、可迪尔空气技术(北京)有限公司等。

焚烧、燃烧技术:恩国环保企业公司、扬州恒通环保科技公司、科迈科(杭州)环保设备公司、苏州苏净环保股份有限公司、山东皓隆环境科技有限公司等。

低温等离子体、光解、光催化技术:山东派力迪环保工程公司、宁波东方兴达环保设备公司、北京大华铭科环保科技有限公司、苏州易柯露环保科技有限公司、中科新天地(合肥)环保科技公司、广州紫光公司等。

生物技术:青岛金海晟环保设备公司、浙江工业大学、广东南方环保生物科技公司、江苏朗逸环保公司、东莞市博大环保科技公司等。

综合性技术公司:凯天环保科技股份有限公司、嘉园环保有限公司、上海梅思泰克环境股份有限公司、青岛华世洁环保科技公司、北京首创博桑环境科技股份有限公司、上海安居乐环保科技股份有限公司等。

油气回收技术:中石化安全工程研究院、海湾环境科技(北京)股份公司、大连欧科膜技术工程公司等。

油烟净化技术:波东方兴达环保设备公司、上海昊元净之王环保设备有限公司、广州郎洁环保科技有限公司等。

功能材料企业:宁夏华辉活性炭公司、江苏苏通碳纤维有限公司、淄博正轩功能材料公司、景德镇佳奕新材料有限公司、杭州凯明股份有限公司、山西新华化工有限公司、淄博鹏达环保公司、昆明贵研有限公司等。

 

6. 有机废气治理行业企业的国内竞争力状况

 

西方国家早在二十世纪七八十年代已经开始重视VOCs的治理与减排工作,相关的治理与减排技术,如吸附回收技术、吸附浓缩技术、催化燃烧技术、高温焚烧技术、生物技术以及相关的清洁生产技术同时得到了开发与应用,经过长期的应用与不断地改进提高,技术发展已经非常成熟。国内的VOCs治理工作虽然从二十世纪九十年代开始就已经在逐步开展,并开发了一些实用的治理技术,但由于在国家层面上对VOCs的治理工作尚没有强制要求,没有系统地组织进行相关的技术开发和技术储备。进入“十二五”后,我国VOCs治理技术的开发工作开始加速,特别是近年来由于巨大的市场需求的推动,我国VOCs的整体治理技术水平得到了快速发展,企业竞争力也得到了一定提升,和国外先进治理技术的差距正在逐步缩小。

活性炭(活性碳纤维)吸附回收技术是目前溶剂回收的主流技术。由于溶剂回收通常具有定的经济效益,因此国内开展的研究工作较早。早在二十世纪八十年代末就开始引进日本技术,并在此基础上不断地进行改进提高,目前在颗粒活性炭吸附、水蒸汽再生工艺以及颗粒活性炭吸附、氮气保护再生工艺方面的总体技术水平已经和国际接轨。因此,目前在工业废气溶剂回收方面,国内企业占了绝大部分的市场份额。

在采用颗粒活性炭吸附、降压(真空)解吸油气回收方面,海湾环境科技(北京)股份有限公司在2006年左右率先引进了国外技术,中石化安全工程研究院、大连欧科膜技术工程公司等近年来也自主开发了相关的油气回收技术。以上公司占了我国油气回收市场的大部分份额,但在核心吸附材料(油气回收用活性炭)的开发应用方面明显滞后,目前还主要依赖国外产品。

沸石转轮吸附浓缩技术近年来已经成为我国汽车制造、包装印刷、化学化工等行业低浓度大风量VOCs治理的主流技术,据不完全统计,2016年旋转式沸石转轮的销售量预计在300台/套以上,主要使用的是日本和美国的产品。广州黑马和青岛华世杰等公司也开发了相关技术,总体技术水平也有了很大提高,占据了部分市场份额。其他的一些大型企业和研究机构正在加紧进行该技术的开发工作,在核心吸附材料分子筛的开发方面已取得了进展。

蓄热式焚烧技术(RTO)和蓄热式催化燃烧技术(RCO)近年来也得到了广泛应用,是目前中低浓度VOCs治理的主流技术。除了加拿大科迈科较早进入我国市场外,近年来国外的其他公司采用建立独资公司、合资公司和技术支持引进等形式也纷纷进入我国市场,如恩国、杜尔以及韩国、日本的一些企业等,占据了我国如石化、汽车制造等一些高端市场。国内一些企业的技术水平近年来也得到了很大提升,如扬州恒通环保科技有限公司、江苏中电联瑞玛节能技术有限公司等,也占据了很大的国内市场份额。

生物技术应用于VOCs的治理,特别是用于恶臭异味的治理在国外已经有了近五十年的历史,应用范围不断扩大,在国外的低浓度VOCs治理中占比较高。国内生物技术用于VOCs和恶臭异味治理的研究起步较晚,但在近年来也得到了快速发展,目前已有大量的工程公司从事生物技术VOCs治理工作,技术水平不断提升。但与国外的公司相比,主要在生物菌种的开发方面和总体净化工艺设计方面尚存在一定差距,在一些大型治理工程上缺乏设计经验。

解决恶臭异味扰民问题是近年来政府部门主抓的重点。由于市场需求巨大,国内企业开发了以解决异味净化为主要目的的一些治理技术,如低温等离子体破坏技术、光催化和光氧化技术、低温(常温)催化氧化技术以及一些组合净化技术。目前有大量的工程公司从事以上一些技术的推广应用工作,也有众多的研究机构针对以上技术在进行相关研究工作。总体来讲这些治理技术对于恶臭异味都有一定的净化效果,随着近年来研究工作的不断深入,适用范围也在逐渐扩大,特别是与之相关的一些组合或协同治理技术的发展较快,提高了净化效率。

7. 有机废气治理行业发展存在的主要问题及对策

 

7.1 排放标准体系的制定进展迟缓,严重制约了VOCs治理工作的总体推进

 

排放标准体系是重点行业进行VOCs治理的主要依据。针对VOCs的治理工作,在“十二五”期间环境保护部开始立项的相关排放标准非常多,涉及到很多重点行业。但由于之前的研究基础薄弱,缺乏基础数据,很多行业排放标准的制定工作遇到了很大困难,致使总体进展缓慢,到目前为止发布实施的和VOCs排放相关的标准只有15项,2016年新发布的涉及VOCs的排放标准只有1项(《烧碱、聚氯乙烯工业污染物排放标准》(GB15581-2016)),“十二五”期间已经立项的有17项还在制定过程中,迟迟未能出台。此外,还有一些重点行业的排放标准尚未立项,如黏胶带制造行业、乳胶手套生产行业、家电生产行业、造船行业、集装箱制造行业、制鞋行业、漆包线制造行业等等,这些行业的

VOCs排放量都已经达到了万吨以上的水平,有的甚至达到了十万吨以上,急需相关的排放标准进行规范。在经制定的排放标准中,由于包含的范围太广,如石油化学工业排放标准,包含的产品和工艺太多,实际上执行起来比较困难,下一步还需要进行细化。

 

7.2 《重点行业VOCs污染控制技术指南》尚未出台,已成为目前VOCs治理的瓶颈问题

 

由于VOCs治理技术体系非常复杂,之前又缺乏相关的治理经验,无论是业主单位还是管理部门对具体的污染源治理工作都没有相关的经验可参考,在进行技术和工艺选择时感到无从下手,往往由于技术选择不当,难以实现达标排放,造成重复治理的现象较普遍。从国外的经验来看,针对VOCs的治理,在一个排放标准颁布后,相关的治理技术指导一定要尽快跟进,以指导相关行业的治理工作。虽然目前个别地区(上海、广东等)发布了相关的治理技术指导,但由于VOCs治理技术的复杂性,缺乏针对不同技术的选择原则,实际上很难起到具体的指导作用。《重点行业VOCs污染控制技术指南》的制定工作已成为目前VOCs治理的当务之急,应该尽快组织制定并颁布实施,以规范VOCs治理市场,为业主单位和管理部门提高技术指导。

 

7.3 VOCs检测市场管理混乱,需要尽快规范

 

由于涉及到的物质种类繁多,VOCs的检测工作非常复杂,工作量大,专业性强。环保监管部门由于条件限制本身难以承担相关检测工作,目前主要是由第三方检测机构承担。从目前的实际情况来看,第三方检测机构的检测结果存在问题较多,目前普遍存在简化检测程序,甚至数据造假等问题,造成环境保护部门无法对污染源进行有效监管。此外,对检测仪器设备尚未有统一要求,目前市场上使用的检测仪器五花八门。针对非甲烷总烃的检测仪器近年来发展较快,在市场上使用的国内外的仪器种类较多,没有统一要求,致使检测数据差异较大;针对重点行业特征污染物的VOCs检测设备目前使用的国外仪器较多,国内一些仪器制造商近年来也开发了相应的检测仪器,但一般价格昂贵,除了一些大型的排放源可以用作在线检测外,对于大量的中小型污染源检测费用难以承担。

针对以上问题,首先应该加快VOCs检测仪器设备的国产化开发,对于目前开始实施的污染源在线监测要求,特别是针对中小型污染源的检测要求,开发低成本的检测仪器;其次是尽快制定VOCs污染源与环保治理设施的检测规范,统一检测要求;第三是完善第三方检测机构的考核与管理制度,加强对第三方检测机构的监管,以规范检测市场。

 

7.4 目前中国VOCs的治理技术与国外先进技术相比还存在较大差距,需要国家和企业进一步加大研发力度

 

近年来,国外的工程公司开始纷纷介入到我国的VOCs治理领域,并带来了一些先进的治理技术和治理理念。虽然通过近几年的努力国内企业的总体技术水平已经有了一定提升,但国内企业的总体技术水平和国外先进技术相比还存在一定差距。具体体现在以下几个方面:1)治理工艺的总体设计水平较低,缺乏相应的产品设计规范;2)对技术细节考虑不够,工艺环节比较简单,难以保证治理设施的稳定运行;3)在净化材料(如吸附材料、催化材料、生物填料、蓄热材料等)性能方面尚存在一定差距,或者对控制材料的选择不当,造成控制净化效果较差。

针对以上问题,“十三五”期间国家已经明显加大了的相关技术的研究力度,2016年成立了两个国家级的工程实验室—“挥发性有机物污染控制材料和技术国家工程实验室”和“挥发性有机物污染控制技术和装备国家工程实验室”,吸收了国内从事VOCs治理的一些研究机构和知名企业参与其中。另外,批准了包装印刷、化工、涂装行业挥发性有机物控制3个国家重点研发项目,国内一些有实力的研究机构和企业参与其中,展开了从基础材料研究、技术研发、装备研发到工程化建设的研究链条。国内一些知名企业也纷纷加大了开发力度,在诸如沸石转轮吸附浓缩技术、生物技术、低温(常温)催化氧化技术等方面取得了一定的研究进展,与国外相关技术的差距在逐步缩小。下一步应该注重集成技术的研究开发与应用技术的研究,并针对不同行业的排放特征有针对性地研究开发适合各行业的实用治理工艺技术。

 

7.5 VOCs的污染量大、面广、分散,监管困难,治理设施运行率低,需要加强监管力度

 

由于VOCs的污染量大、面广,对污染源的监管工作非常困难。虽然相关的法律法规和管理制度在不断完善,很多污染企业被动地进行了污染源的治理,但由于监管工作不能同步跟进,很大一部分的排污企业抱着应付的思想进行治理。目前存在的问题是:1)压低治理费用,低价中标的情况非常普遍,治理设施很难实现达标排放和稳定运行;2)治理设施不按规范运行,控制材料(吸附材料、催化剂、蓄热体等)不按规定进行更换,实际上达不到治理效果;3)即使上了治理设备,只是抱着应付的思想,为了降低治理费用在验收以后就搁置起来。

根据调查,一些大型污染源如石化行业、汽车制造行业等的治理设施设计上比较完善,管理上比较到位。但对于大量的中小型污染源,如4S店、加油站、小型包装印刷企业、餐饮油烟、精细化工等行业的治理施普遍处在运行状态不佳,甚至应付环保检查的问题。特别是大量使用活性炭吸附的治理设施,没有活性炭的再生手段,更换活性炭的费用高,大部分没有按照要求定期更换活性炭。对于中小型污染源一般没有在线检测装置,环境保护部门难以进行有效监管。

因此,要达到VOCs减排的目的,针对大量的中小型污染源环境保护部门需要进一步加大执法和监管力度,使排污企业不敢违法,保证治理设备的正常运行。

 

7.6 从事VOCs治理的人才队伍严重缺乏,应进一步加大人才培养力度

 

VOCs的污染治理技术体系复杂,对设计人员的综合要求高,需要掌握化学化工、通排风、机械设计、自动控制等专业的人才。由于我国VOCs的治理工作起步较晚,从事VOCs治理的企业一般规模较小,不注重人才培养,严重缺乏有经验的、综合型的从事VOCs治理的人才队伍,企业人才储备不足,设计力量受限,很多企业只有极少数的有经验的设计人员,有很多企业甚至没有考取环境工程师资格的人员,不具备环境工程设计的基本条件,严重制约了企业发展。特别是在一些大型的VOCs治理工程的设计上,国内企业的综合设计水平和国外公司相比还存在较大差距。由于VOCs的治理业务近年来呈现爆发式的增长,人才短缺的问题变得日益突出。

针对人才短缺的问题,除了在具体的工程实践中锻炼以外,在国家层面上应该依托环保产业协会、行业组织、工程实验室等,建立联合研究与培训机构;各地政府部门在进行VOCs综合治理规划时也应重视技术培训工作;大型的工程公司应该建立相应的研发机构,组织研发团队,加大人才培养力度。

 

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