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[摘要]VOCs是造成霧霾天氣頻發(fā)的主要原因之一，而化工行業(yè)排放的vocs是造成污染的主要來源，因此，如何減少化工行業(yè)VOCs排放至關重要且備受關注。本文總結歸納了幾種常用的VOCs治理技術，介紹其優(yōu)缺點及適用范圍，根據廢氣實際產生狀況和特點、工程所在地特點，合理地選擇處理技術或組合使用。

[關鍵詞]化工行業(yè)；VOCs；治理技術

1引言

揮發(fā)性有機物(VOCs)是指能參與大氣光化學反應的有機化合物，根據行業(yè)特征以及相關要求，能夠以總揮發(fā)性有機物(TVOC)、非甲烷總烴(NMHC)為污染物控制項目來表征其總體排放情況[1]。化工行業(yè)排放的VOCs多數為有害、易燃易爆氣體，當產生的廢氣VOCs含量過高時不僅會對環(huán)境和人類生命健康產生不利影響，而且在遇到靜電或者火花的時候，極易引發(fā)火災爆炸，近年來該類事故屢屢發(fā)生[2-3]。因此，為了提高大氣環(huán)境質量、解決化工行業(yè)VOCs治理存在的一些問題，管理部門高度重視化工行業(yè)VOCs治理技術的發(fā)展，同時制定了大量相關政策及標準，目的是通過科學技術和手段來減少VOCs的排放，減少其對環(huán)境所帶來的污染。

2化工行業(yè)VOCs的來源

根據化工企業(yè)的具體生產過程，VOCs排放主要來自于設備動靜密封點泄漏、有機液體儲存與調和揮發(fā)損失、有機液體裝卸揮發(fā)損失、廢水集輸、儲存、處理處置過程逸散、燃燒煙氣排放、工藝有組織排放、工藝無組織排放、采樣過程排放、火炬排放、循環(huán)冷卻水系統釋放、非正常工況(含開停工及維修)排放、事故排放[4]。

3化工行業(yè)VOCs治理技術

VOCs治理技術多種多樣，應根據應收盡收、應收則收的原則，從“源頭消減、過程控制、末端治理”三個方面對廢氣進行分類收集、分質處理。其中末端治理技術可以分為兩大類：回收技術和銷毀技術?；厥占夹g主要是通過改變溫度、壓力或采用選擇性吸附劑和選擇性滲透膜等物理方法來分離去除有機污染物，主要包括吸收技術、吸附技術、冷凝技術以及膜分離技術等；銷毀技術則是利用熱、光、催化劑等，通過一系列化學或生化反應，將有機化合物轉變?yōu)槎趸己退鹊姆椒?，主要包括高溫焚燒、催化燃燒、生物氧化、低溫等離子體破壞和多相(光)催化氧化技術等[5]。3.1吸收技術。在化工行業(yè)VOCs治理中，吸收技術是常用的一種技術，其主要是利用相似相溶的原理，通過一些氣液相反應裝置(如：噴淋塔、填料塔、板式塔等)，結合能夠與VOCs相溶或者反應的吸收劑，對VOCs廢氣進行分離、吸收、處理，該過程是一個循環(huán)的過程。吸收技術工藝簡單，投資運行成本低，適用于中、高濃度、中小風量廢氣治理，能夠使廢氣中一些可溶性成分及部分顆粒物去除，一般將其做為廢氣處理的前端預處理，可以保證后端處理運行穩(wěn)定、處理效果佳。3.2吸附技術。吸附技術主要是針對烴類廢氣來說的，利用內部孔隙結構發(fā)達、比表面積大的吸附材料來吸附VOCs，當吸附劑達到飽和時，采用蒸汽或者氮氣對其進行解吸，通常情況下，吸附劑是可以循環(huán)使用的。吸附技術在化工行業(yè)VOCs治理中至關重要，常用的吸附劑主要有顆?；钚蕴?、活性炭纖維、樹脂、硅藻土等，其中活性炭吸附是應用廣泛的一種治理技術。吸附技術工藝能耗低、操作簡單、前期建設費用較低，但后期運行維護相對麻煩且費用較高，同時還存在一定的安全隱患，吸附劑自身易成為危險廢物，因此單一的吸附技術已不被管理部門及排污企業(yè)認可。因此，可以將其作為廢氣處理的前期處理工藝，并與催化燃燒技術、冷凝技術等相結合，協同處理VOCs廢氣。3.3冷凝技術。冷凝技術去除VOCs主要是根據各物質在不同溫度下其飽和蒸汽壓的不同，通過降溫或是升壓，使廢氣中各有機組分的分壓等于該溫度下的飽和蒸汽壓，則有機組分冷凝成液體而從氣相中分離出來。冷凝技術適用于處理高濃度有機廢氣，凈化效率可達50%~90%，在化工行業(yè)VOCs治理過程中，一般可將其與其他技術相結合，如冷凝-吸附、冷凝-催化燃燒等，冷凝技術作為預處理工藝可以減輕后續(xù)處理工藝的負擔，提高廢氣處理效率。3.4膜分離技術。膜分離技術是近年來出現的一種新型的VOCs處理技術，由于VOCs各組分的滲透性不同，通過調整系統壓差，所選擇的特定的膜能夠對其進行分離，從而實現對VOCs廢氣進行治理。雖然該技術成本較高、運維工作復雜，但其具有工藝流程簡單、能耗低且不會產生二次污染等優(yōu)點，同時有較高的VOCs回收率，化工行業(yè)高濃度有機廢氣回收的時候通常采用該技術。3.5熱氧化技術。熱氧化技術是利用高溫將有毒有害的VOCs氧化成無毒無害的CO2和H2O的技術。根據工藝的不同，可將其分為直接燃燒法、蓄熱式氧化法等[6]。3.5.1直接燃燒法。直接燃燒法在化工行業(yè)VOCs廢氣治理過程中應用廣泛，以VOCs為燃料或助輔燃料進行燃燒處理。以此方法處理VOCs時，需確保廢氣中VOCs濃度非常高；濃度低時若想采用此方法，需添加助輔燃料或著濃縮之后再進行處理。直接燃燒法工藝技術成熟，但熱量回收效率卻只有40%~65%，而且燃燒室內須保持較高的溫度，因此運轉費用高。當廢氣中含有氯、溴代有機物和芳烴類物質時易產生NOx、二惡英和鹵素氧化物等污染物，并且對管道及焚燒爐爐體有一定的腐蝕性，因此在設計和操作過程要嚴格遵守相關標準規(guī)范。3.5.2蓄熱氧化法。與直燃法相比，蓄熱氧化法增加了陶瓷蓄熱材料，蓄留由燃燒室出來的高溫氣體的熱量，并對進入蓄熱床的VOCs廢氣進行預熱。它可以分為蓄熱熱力學氧化(RTO)、蓄熱熱力學催化氧化(RCO)，二者都含有蓄熱室，后者較前者增加了催化劑(能夠降低反應溫度)，從而降低運行成本。影響蓄熱氧化法處理效率的主要因素為：廢氣停留時間、爐內溫度和湍流(簡稱“3T”)。蓄熱氧化法的熱回收效率較高，一般能夠達到90%以上，當廢氣中VOCs濃度足夠高時，一般只需要補充少量的輔助燃料或者不需要燃料系統就可以維持自燃。3.6低溫等離子體技術。低溫等離子技術是指通過介質放電產生的高能粒子，經過一系列復雜反應(高能電子解離、電荷轉移和活性物質攻擊等)，將有毒有害的VOCs廢氣分解成無毒無害的物質的技術，是一種應用于處理有毒有害物及難降解有機廢氣的新技術。該技術適用于處理低濃度有機廢氣，運行成本低，但其技術不成熟、一次性投資大。

4結語

化工行業(yè)排放的VOCs成分復雜，且不同企業(yè)VOCs組成成分、濃度和流量均不相同，使用單一的處理技術在各方面均有一定的局限性，難以確保廢氣達標排放。因此，需要根據企業(yè)廢氣實際產生狀況和特點、工程所在地特點合理選擇處理技術或使用組合處理技術。VOCs廢氣治理技術需具備以下特點：(1)處理工藝適應性強，能夠適應多種污染物及廢氣濃度的變化。(2)盡量回收有用物質，減少污染物排放。(3)易于操作管理，安全系數高。(4)投資、運行費用低。

參考文獻

[1]趙琪．工業(yè)源VOCs氣體污染控制技術應用研究[J]．化工管理，2020(23)：64-65．

[2]解光春．催化燃燒法在VOCs治理應用中的安全問題及防范措施[J]．安徽科技，2019(07)：53-54．

[3]陳傳斌，鄭達，豆閌．化工企業(yè)VOCs治理技術研究進展[J]．環(huán)境與發(fā)展，2019，31(11)：68-69．

[4]江蘇省重點行業(yè)揮發(fā)性有機物排放量計算暫行辦法．

[5]赫潔．大氣污染區(qū)域聯防聯控中VOCs的控制研究[D]．河北工業(yè)大學，2012．

[6]田潔，劉寶友．VOCs治理技術分析及研究進展[J]．現代化工，2020，40(04)：30-35

作者:李瑞雪* 史風華 王文文 單位:江蘇南大華興環(huán)?？萍脊煞莨?/p>