石化行業(yè)VOCs治理工藝技術(shù)比選

于瑩

摘要：VOCs氣體治理技術(shù)是當(dāng)今石化行業(yè)的熱門話題，為實(shí)現(xiàn)GB31570-2015《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中VOCs氣體在2017年7月1日前達(dá)標(biāo)的要求，各石化企業(yè)紛紛研究探討并立項(xiàng)建設(shè)VOCs治理裝置，而技術(shù)的選擇則是達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：VOCs;比選

一、VOCs治理工藝技術(shù)對(duì)比

目前針對(duì)VOCs治理的工藝歸類為兩種，即破壞法和非破壞法。破壞法即氧化法，包括燃燒法、催化氧化法、光氧法等，將VOCs全部轉(zhuǎn)換成CO2和H2O;非破壞法包括吸附法、吸收法、冷凝法等。各治理工藝技術(shù)對(duì)比如下^[1]：

二、各工藝在石化行業(yè)污水處理場(chǎng)的適用性

石化行業(yè)污水處理場(chǎng)廢氣的成分比較復(fù)雜，屬于多組分有機(jī)廢氣，必須采取多種方法組合處理。各廢氣治理工藝適用性分析如下：

1、光氧化法：污水處理場(chǎng)的廢氣濃度普遍在500mg/m3以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了光氧化法能處理的濃度范疇;

2、生物法：用于污水處理場(chǎng)的廢氣治理時(shí)能有效去除惡臭類氣體（硫化氫、氨），能去除一部分VOCs氣體，需與活性炭吸附工藝配套使用;

3、等離子法：污水處理場(chǎng)的廢氣濃度同樣超出了等離子法能處理的濃度范疇，且等離子法存在嚴(yán)重安全隱患，部分地區(qū)已明令禁止使用等離子法;

4、催化氧化法：

（1）污水處理場(chǎng)的廢氣屬于多組分中低濃度大風(fēng)量有機(jī)廢氣，若采用以催化氧化法為主要工藝的治理方法，需額外補(bǔ)入能源，增加運(yùn)行能耗;

（2）CO催化劑使用壽命短，需頻繁更換，運(yùn)行費(fèi)用高;污水處理場(chǎng)的廢氣中含有硫化氫氣體，若在生物段和堿洗段未能脫除干凈的話，少量的硫元素即可引起CO催化劑中毒，造成催化劑失活，增加更換頻率;

（3）廢氣中有機(jī)物催化氧化后產(chǎn)生大量CO₂，與我國(guó)“碳減排”理念背離，后續(xù)勢(shì)必會(huì)被其他工藝取締。

5、吸附法：活性炭對(duì)小分子、大分子及低沸點(diǎn)、高沸點(diǎn)的物質(zhì)均能有效吸附，且對(duì)濃度波動(dòng)的適應(yīng)能力強(qiáng)，但吸附高濃度廢氣產(chǎn)生大量吸附熱，需配套完善的安全保護(hù)措施。

三、石化行業(yè)VOCs工藝技術(shù)比選

根據(jù)石化行業(yè)VOCs氣體的成分特點(diǎn)，污水場(chǎng)的VOCs治理技術(shù)適合使用催化氧化法CO和活性炭吸附法，將兩種技術(shù)的優(yōu)劣勢(shì)比較如下：

1、CO技術(shù)的優(yōu)劣勢(shì)

CO技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是能將高濃度的VOCs廢氣通過催化氧化技術(shù)去除掉，反應(yīng)徹底，VOCs氣體達(dá)標(biāo)排放。劣勢(shì)是該技術(shù)即使在保證連鎖自保完善，操作工操作精細(xì)的情況下，也會(huì)因?yàn)檫B鎖反應(yīng)和閥門動(dòng)作的滯后性，造成催化劑床層局部反應(yīng)劇烈引起閃爆。CO工藝要求進(jìn)入催化氧化反應(yīng)器前的廢氣首先要經(jīng)過均化，總烴濃度和溫度達(dá)到規(guī)定值后，再與催化燃燒劑作用發(fā)生氧化反應(yīng)。如果進(jìn)反應(yīng)器前總烴濃度過高或溫度過高，會(huì)連鎖配風(fēng)，廢氣自動(dòng)與空氣混合，使?jié)舛群蜏囟葷M足催化反應(yīng)器的進(jìn)氣要求，只有該操作達(dá)到及時(shí)準(zhǔn)確，才能保證裝置穩(wěn)定運(yùn)行。

2、活性炭吸附-再生技術(shù)的優(yōu)劣勢(shì)

活性炭吸附-再生技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是吸附脫附速度快，再生快，安全性高，一般不會(huì)發(fā)生閃爆。劣勢(shì)是再生氣經(jīng)過換熱后形成的冷凝液雖然能夠分離回收，但是再生氣中有一部分是不凝氣，這部分氣體只能再次回到吸附工藝的前端，造成不凝氣中的非甲烷總烴濃度集聚循環(huán)，無法排出系統(tǒng)，形成“死循環(huán)”。這樣勢(shì)必會(huì)造成活性炭吸附技術(shù)在運(yùn)行過程中發(fā)生活性炭失效快、再生周期縮短的現(xiàn)象。而CO技術(shù)能徹底解決“死循環(huán)”問題。

四、總結(jié)

對(duì)催化氧化燃燒技術(shù)和活性炭吸附-再生技術(shù)可總結(jié)為“達(dá)標(biāo)的技術(shù)不安全，安全的技術(shù)不成熟”。CO技術(shù)能夠保證VOCs氣體長(zhǎng)期穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，但存在極大的安全風(fēng)險(xiǎn);活性炭吸附-再生技術(shù)雖然安全性高，能實(shí)現(xiàn)短期達(dá)標(biāo)，但由于不凝氣“死循環(huán)”問題沒有解決，技術(shù)仍然不成熟。因此，石化行業(yè)內(nèi)VOCs治理技術(shù)仍然不成熟，技術(shù)選擇上應(yīng)根據(jù)各企業(yè)實(shí)際情況合理取舍，或者采用以某種技術(shù)為主的組合工藝，配以完善安全措施。

參考文獻(xiàn)

[1]席勁瑛，武俊良，胡洪營(yíng)，等.工業(yè)VOCs氣體處理技術(shù)應(yīng)用狀況調(diào)查分析[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué)。2012，32（11）：1995·1960.