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淺談石油化工VOCs治理技術(shù)
VOCs，是形成PM2.5和臭氧的關(guān)鍵前體物。經(jīng)驗(yàn)表明.控制VOCs排放是減少灰霾和光化學(xué)煙霧污染的有效措施。VOCs除本身具有污染外，也是二次污染物特別是細(xì)顆粒物的重要成因因素，加強(qiáng)石油化工vOCs治理就顯得尤為重要。
1VOCs治理的重要性
近年來(lái)，揮發(fā)性有機(jī)物(vocs)排放引起的霧霾、光化學(xué)煙霧等區(qū)域大氣污染問(wèn)題，嚴(yán)重威脅公眾健康。《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物的定義為：參與大氣光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物，或者根據(jù)規(guī)定的方法測(cè)量或核算確定的有機(jī)化合物。VOCs的種類繁多，成分復(fù)雜，是臭氧和二次有機(jī)顆粒物的重要前體物，部分組分還具有毒性，刺激性和致癌作用。
環(huán)保部印發(fā)的《石化行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合整治方案》中明確，到2017年，石化行業(yè)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治理已成為國(guó)內(nèi)石化企業(yè)面臨的新課題，目前其技術(shù)路線主要分為源頭、過(guò)程控制和末端治理。源頭、過(guò)程控制主要包括改進(jìn)工藝，更換設(shè)備和防止泄漏為主的預(yù)防性措施，如泄漏檢測(cè)與修復(fù)(LDAR)技術(shù);末端治理技術(shù)目前常用或已有實(shí)際應(yīng)用的方法包括冷凝法、吸附法、吸收法、燃燒法、生物法、低溫等離子體凈化法等。末端治理技術(shù)又可分為回收技術(shù)和凈化技術(shù)。
2石油化工VOCs治理技術(shù)
2.1VOCs回收技術(shù)
(1)冷凝法。冷凝是利用污染物與載氣二者沸點(diǎn)不同進(jìn)行分離的方法，主要用于含高濃度有機(jī)蒸汽和高沸點(diǎn)無(wú)機(jī)氣體的凈化回收或預(yù)處理。該方法所需設(shè)備和操作條件都比較簡(jiǎn)單，所回收的VOC純度比較高，其回收率與初始濃度、沸點(diǎn)有關(guān)，VOC的初始濃度越大、沸點(diǎn)越高，回收率越高，一般情況下對(duì)有機(jī)物的凈化回收率在30%～70%，當(dāng)VOCs組分比較單一且具有回收價(jià)值時(shí)，用冷凝法回收VOCs有明顯經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。
(2)吸收法。液體吸收是利用氣體溶解度的不同，通過(guò)廢氣與液體接觸，使氣態(tài)污染物轉(zhuǎn)入液相。本質(zhì)是濃縮過(guò)程，結(jié)合吸收液的解吸或精餾可分離回收有機(jī)物，如二甲基甲酰胺(DMF)的吸收回收。主要適于大氣量和中等濃度的有機(jī)廢氣處理。但對(duì)于非極性有機(jī)物通常無(wú)法采用水溶液進(jìn)行吸收，需采用一些大分子有機(jī)物(如柴油、白油等)，但此方法會(huì)存在吸收劑排放和分離產(chǎn)品的純度等問(wèn)題。
(3)吸附法。吸附原理是廢氣與多孔固體接觸，其中氣態(tài)污染物分子被微孔表面捕集。吸附本質(zhì)上也是一個(gè)富集濃縮過(guò)程。吸附與各種脫附技術(shù)組合后可實(shí)現(xiàn)連續(xù)可靠的凈化和回收。常見(jiàn)的吸附劑有活性炭和疏水性沸石等。吸附法主要適用于中低濃度和高通量VOCs的回收，它具有高去除效率、低能耗和工藝成熟等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是吸附劑的容量較小，吸附劑消耗大，設(shè)備龐大，費(fèi)用較高。
2.2VOCs凈化技術(shù)
(1)燃燒法。燃燒法可分為直接燃燒和催化燃燒。直接燃燒是把VOCs中可燃的有機(jī)物組分當(dāng)作燃料直接燃燒，溫度一般在1100。C左右。該方法只適用于處理熱值較高的VOCs，因?yàn)橹挥腥紵龝r(shí)釋放的熱量能夠彌補(bǔ)向環(huán)境散失的熱量時(shí)，才能維持燃燒的過(guò)程，否則需要消耗的輔助燃料，提高處理成本。催化劑的存在使VOCs在燃燒時(shí)比直接燃燒法需要更少的停留時(shí)間和更低的溫度。但由于VOCs中含較多雜質(zhì)，易引起催化劑中毒，而且催化劑常只針對(duì)特定類型的化合物起作用，因此催化燃燒的應(yīng)用在一定程度上受限。
(2)生物凈化技術(shù)。生物凈化技術(shù)是利用微生物氧化、代謝、消化等過(guò)程，對(duì)有機(jī)物進(jìn)行自然分解、降解，終轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水等。流程是含VOCs氣體進(jìn)入設(shè)備，加濕處理后通入生物濾床，沿著濾床均勻地緩緩移動(dòng)，通過(guò)平流、擴(kuò)散和吸附等綜合效應(yīng)進(jìn)入填料液膜中，進(jìn)一步到生物膜中，與濾床上濾料表面生物菌種進(jìn)行接觸，在微生物作用下發(fā)生一系列生物化學(xué)反應(yīng)，使氣體中VOCs被分解、降解”。生物氧化技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是成本低、設(shè)備統(tǒng)一、二次污染小、工藝過(guò)程簡(jiǎn)單等。缺點(diǎn)是效率低、周期較長(zhǎng)、設(shè)備體積大、處理過(guò)程緩慢、對(duì)VOCs處理普適性差、難以應(yīng)用于混合VOCs廢氣、一些生物菌種對(duì)降解溫度及pH值等環(huán)境條件要求高等。
(3)低溫等離子體凈化技術(shù)。低溫等離子體(Non—ThermalPlasma，N’㈣化學(xué)活性高，反應(yīng)速度快，對(duì)高、低濃度的有機(jī)物均有良好的去除效果。低溫等離子體技術(shù)是在外加電場(chǎng)作用下，通過(guò)介質(zhì)放電產(chǎn)生高能粒子，當(dāng)高能粒子能量高于VOCs化學(xué)鍵能時(shí)，高能粒子不斷轟擊可使VOCs化學(xué)鍵斷裂、電離，從而破壞VOCs分子結(jié)構(gòu)，生成小分子低毒無(wú)毒物質(zhì)，達(dá)到消除VOCs目的01。該技術(shù)具有工藝簡(jiǎn)單、適用性強(qiáng)、易于操作和能耗低等優(yōu)點(diǎn)，已成為VOCs處理的技術(shù)。這種方法主要適合低負(fù)荷的應(yīng)用場(chǎng)合，同時(shí)需考慮采取措施，防止因氧化不*產(chǎn)生中間產(chǎn)物，造成二次污染。
3結(jié)語(yǔ)
石油化工VOCs治理涉及工藝、技術(shù)、設(shè)備、管理、資金等多方面，工作難度較大。在末端治理方面，由于企業(yè)排放的廢氣特征復(fù)雜，單一方法難以有效降解VOCs，因此傳統(tǒng)技術(shù)間的耦合和新技術(shù)的提高，將是VOCs控制的一個(gè)發(fā)展方向。本文對(duì)目前常用VOCs末端治理技術(shù)及其適用性進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹。需要說(shuō)明的是，VOCs治理方法本身沒(méi)有好壞之分，只有針對(duì)VOCs廢氣排放不同的特點(diǎn)，確定合適的方法，才能取得良好的處理效果。
