淺談石油化工VOCs治理技術

摘要：VOCs，是形成PM2.5和臭氧的關(guan) 鍵前體(ti) 物。國際經驗表明.控製VOCs排放是減少灰霾和光化學煙霧汙染的有效措施。VOCs除本身具有汙染外，也是二次汙染物特別是細顆粒物的重要成因因素，加強石油化工vOCs治理就顯得尤為(wei) 重要。

1VOCs治理的重要性

近年來，揮發性有機物(vocs)大量排放引起的霧霾、光化學煙霧等區域大氣汙染問題，嚴(yan) 重威脅公眾(zhong) 健康。《石油煉製工業(ye) 汙染物排放標準》中對揮發性有機物的定義(yi) 為(wei) ：參與(yu) 大氣光化學反應的有機化合物，或者根據規定的方法測量或核算確定的有機化合物。VOCs的種類繁多，成分複雜，是臭氧和二次有機顆粒物的重要前體(ti) 物，部分組分還具有毒性，刺激性和致癌作用。

環保部印發的《石化行業(ye) 揮發性有機物綜合整治方案》中明確，到2017年，國內(nei) 石化行業(ye) 基本完成VOCs綜合整治工作，VOCs排放總量較2014年削減30%以上。VOCs治理已成為(wei) 國內(nei) 石化企業(ye) 麵臨(lin) 的新課題，目前其技術路線主要分為(wei) 源頭、過程控製和末端治理。源頭、過程控製主要包括改進工藝，更換設備和防止泄漏為(wei) 主的預防性措施，如泄漏檢測與(yu) 修複(LDAR)技術;末端治理技術目前常用或已有實際應用的方法包括冷凝法、吸附法、吸收法、燃燒法、生物法、低溫等離子體(ti) 淨化法等。末端治理技術又可分為(wei) 回收技術和淨化技術。

2石油化工VOCs治理技術

2.1VOCs回收技術

(1)冷凝法。冷凝是利用汙染物與(yu) 載氣二者沸點不同進行分離的方法，主要用於(yu) 含高濃度有機蒸汽和高沸點無機氣體(ti) 的淨化回收或預處理。該方法所需設備和操作條件都比較簡單，所回收的VOC純度比較高，其回收率與(yu) 初始濃度、沸點有關(guan) ，VOC的初始濃度越大、沸點越高，回收率越高，一般情況下對有機物的淨化回收率在30%～70%，當VOCs組分比較單一且具有回收價(jia) 值時，用冷凝法回收VOCs有明顯經濟優(you) 勢。

(2)吸收法。液體(ti) 吸收是利用氣體(ti) 溶解度的不同，通過廢氣與(yu) 液體(ti) 接觸，使氣態汙染物轉入液相。本質是濃縮過程，結合吸收液的解吸或精餾可分離回收有機物，如二甲基甲酰胺(DMF)的吸收回收。主要適於(yu) 大氣量和中等濃度的有機廢氣處理。但對於(yu) 非極性有機物通常無法采用水溶液進行吸收，需采用一些大分子有機物(如柴油、白油等)，但此方**存在吸收劑排放和分離產(chan) 品的純度等問題。

(3)吸附法。吸附原理是廢氣與(yu) 多孔固體(ti) 接觸，其中氣態汙染物分子被微孔表麵捕集。吸附本質上也是一個(ge) 富集濃縮過程。吸附與(yu) 各種脫附技術組合後可實現連續可靠的淨化和回收。常見的吸附劑有活性炭和疏水性沸石等。吸附法主要適用於(yu) 中低濃度和高通量VOCs的回收，它具有高去除效率、低能耗和工藝成熟等優(you) 點。缺點是吸附劑的容量較小，吸附劑消耗大，設備龐大，費用較高。

2.2VOCs淨化技術

(1)燃燒法。燃燒法可分為(wei) 直接燃燒和催化燃燒。直接燃燒是把VOCs中可燃的有機物組分當作燃料直接燃燒，溫度一般在1100。C左右。該方法隻適用於(yu) 處理熱值較高的VOCs，因為(wei) 隻有燃燒時釋放的熱量能夠彌補向環境散失的熱量時，才能維持燃燒的過程，否則需要消耗大量的輔助燃料，提高處理成本。催化劑的存在使VOCs在燃燒時比直接燃燒法需要更少的停留時間和更低的溫度。但由於(yu) VOCs中含較多雜質，易引起催化劑中毒，而且催化劑常隻針對特定類型的化合物起作用，因此催化燃燒的應用在一定程度上受限。

(2)生物淨化技術。生物淨化技術是利用微生物氧化、代謝、消化等過程，對有機物進行自然分解、降解，轉化為(wei) 二氧化碳和水等。流程是含VOCs氣體(ti) 進入設備，加濕處理後通入生物濾床，沿著濾床均勻地緩緩移動，通過平流、擴散和吸附等綜合效應進入填料液膜中，進一步到生物膜中，與(yu) 濾床上濾料表麵生物菌種進行接觸，在微生物作用下發生一係列生物化學反應，使氣體(ti) 中VOCs被分解、降解”。生物氧化技術優(you) 點是成本低、設備統一、二次汙染小、工藝過程簡單等。缺點是效率低、周期較長、設備體(ti) 積大、處理過程緩慢、對VOCs處理普適性差、難以應用於(yu) 混合VOCs廢氣、一些生物菌種對降解溫度及pH值等環境條件要求高等。

(3)低溫等離子體(ti) 淨化技術。低溫等離子體(ti) (Non—ThermalPlasma，N’㈣化學活性高，反應速度快，對高、低濃度的有機物均有良好的去除效果。低溫等離子體(ti) 技術是在外加電場作用下，通過介質放電產(chan) 生大量高能粒子，當高能粒子能量高於(yu) VOCs化學鍵能時，高能粒子不斷轟擊可使VOCs化學鍵斷裂、電離，從(cong) 而破壞VOCs分子結構，生成小分子低毒無毒物質，達到消除VOCs目的01。該技術具有工藝簡單、適用性強、易於(yu) 操作和能耗低等優(you) 點，已成為(wei) VOCs處理的前沿技術。這種方法主要適合低負荷的應用場合，同時需考慮采取措施，防止因氧化不完全產(chan) 生中間產(chan) 物，造成二次汙染。

3結語

石油化工VOCs治理涉及工藝、技術、設備、管理、資金等多方麵，工作難度較大。在末端治理方麵，由於(yu) 企業(ye) 排放的廢氣特征複雜，單一方法難以有效降解VOCs，因此傳(chuan) 統技術間的耦合和新技術的提高，將是VOCs控製的一個(ge) 發展方向。本文對目前常用VOCs末端治理技術及其適用性進行了簡單介紹。需要說明的是，VOCs治理方法本身沒有好壞之分，隻有針對VOCs廢氣排放不同的特點，確定合適的方法，才能取得良好的處理效果。

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