化工企業(yè)VOCs治理技術(shù)研究進(jìn)展

陳傳斌 鄭達(dá) 豆閌

摘要：VOCs是造成霧霾天氣頻繁發(fā)生的主要原因之一，而工業(yè)源是VOCs污染的主要來(lái)源。因此，化工企業(yè)VOCs治理技術(shù)的發(fā)展受到了社會(huì)和人們的廣泛關(guān)注?；诖?，本文針對(duì)化工企業(yè)VOCs治理技術(shù)的發(fā)展情況進(jìn)行一定的探討，分析幾種常用VOCs治理技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，最后對(duì)化工企業(yè)VOCs治理技術(shù)將來(lái)的研究進(jìn)展做出了展望。

關(guān)鍵詞：化工企業(yè);VOCs治理技術(shù);進(jìn)展

中國(guó)分類號(hào)：X701 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2019）11-00-02

Abstract：VOCs are one of the main causes of frequent haze weather，and industrial sources are the main source of VOCs pollution.Therefore，the development of VOCs governance technology in chemical companies has received extensive attention from society and people.Based on this，this paper discusses the development of VOCs governance technology in chemical enterprises，analyzes the advantages and disadvantages of several common VOCs treatment technologies，and finally forecasts the future research progress of VOCs governance technology in chemical enterprises.

Keywords：Chemical enterprises;VOCs governance technology;Progress

VOCs（揮發(fā)性有機(jī)物）是化工企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中所排放的有機(jī)廢氣，其中烴類、酮類、醛類和醇類等都是有害氣體，嚴(yán)重威脅著人類的生命健康。而且化工企業(yè)所排放出來(lái)的VOCs常為易燃易爆氣體，稍不注意或者排放量超標(biāo)，就有可能造成火災(zāi)爆炸事件的發(fā)生，給人類生命和財(cái)產(chǎn)帶來(lái)危害。所以，解決化工企業(yè)VOCs的治理問(wèn)題迫在眉睫。針對(duì)化工企業(yè)的這一行為，管理部門頒發(fā)了大量有關(guān)VOCs污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)加大了對(duì)化工企業(yè)VOCs治理技術(shù)發(fā)展的重視，希望通過(guò)科學(xué)技術(shù)來(lái)治理VOCs污染物，降低工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境所帶來(lái)的污染。

1 化工企業(yè) VOCs 的來(lái)源及危害

1.1 化工企業(yè)VOCs的來(lái)源

相關(guān)資料顯示，在全國(guó)工業(yè)VOCs 排放源中，化工企業(yè)所排放的VOCs排放量占據(jù)首位。而根據(jù)對(duì)化工企業(yè)的具體生產(chǎn)過(guò)程來(lái)看，有三個(gè)環(huán)節(jié)會(huì)排放 VOCs，即：化工企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程、儲(chǔ)存和裝卸過(guò)程以及廢水集輸過(guò)程等。比如說(shuō)，煉制過(guò)程中產(chǎn)生的脫硫醇尾氣、堿渣再生氣等。而油品中間罐、成品油儲(chǔ)罐等在儲(chǔ)存和裝卸過(guò)程中，也會(huì)逸散廢氣。

1.2 化工企業(yè) VOCs 的危害

化工企業(yè)所排放的VOCs主要包含烴類、 酮類、醛類和醇類等，這些大多都是有害物質(zhì)，且可燃性高，給人類和社會(huì)安全帶來(lái)很大危害。

首先，造成環(huán)境污染并危害人類健康。根據(jù)毒性大小排序的話，VOCs 中硫化物的毒性最大，其次為芳香烴，毒性最小的為烷烴。很多化工企業(yè)VOCs 排放大多都是無(wú)序排放，這樣的排放形式會(huì)給環(huán)境帶來(lái)很大的影響。相關(guān)人員研究發(fā)現(xiàn)，人體能直接或間接的吸收揮發(fā)出來(lái)的苯系物，損害著人體的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，當(dāng)空氣中的苯濃度超過(guò)2%時(shí)，人們就會(huì)出現(xiàn)中毒現(xiàn)象，甚至引起死亡。而硝基苯則可影響肝、脾以及神經(jīng)系統(tǒng)的功能等。

其次，容易引起安全風(fēng)險(xiǎn)。近年來(lái)，關(guān)于化工企業(yè)發(fā)生氣體爆炸、造成大量人員傷亡以及財(cái)產(chǎn)損失的報(bào)道很多，之所以出現(xiàn)這種情況，和化工企業(yè)自身所排放的VOCs有直接的關(guān)系。當(dāng)VOCs濃度較高時(shí)，遇到靜電或者火花時(shí)，很容易發(fā)生爆炸，引起安全風(fēng)險(xiǎn)。

2 化工企業(yè)VOCs治理技術(shù)

根據(jù)對(duì)當(dāng)前相關(guān)資料的整理，和對(duì)化工企業(yè)VOCs治理技術(shù)的了解發(fā)現(xiàn)，目前關(guān)于化工企業(yè)VOCs治理技術(shù)，主要包含兩種，即回收技術(shù)和去除技術(shù)。具體如下圖所示。

當(dāng)前，在化工企業(yè)VOCs治理中，使用最多，發(fā)展又比較成熟的治理技術(shù)主要有以下幾種：

2.1 冷凝技術(shù)

冷凝法是利用有機(jī)物質(zhì)在不同溫度和壓力條件下的飽和度不同對(duì) VOCs 廢氣中各組分進(jìn)行分離。該法操作性強(qiáng)，處理率比較高，可達(dá)到50%-90%，目前，被化工企業(yè)用到油氣回收中。但要特點(diǎn)注意，冷凝法對(duì)設(shè)備有一定的要求，需要設(shè)備提供低溫和高壓條件，而且對(duì)設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)要求也比較高，要定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行除霜工作，運(yùn)行起來(lái)所投入的成本相對(duì)較高，能耗也比較大。在對(duì)化工企業(yè) VOCs廢氣治理中，若想將成本降低，最好將此方法和吸附法、吸收法聯(lián)合使用，目前，比較常用的技術(shù)是冷凝+吸附工藝，此工藝系統(tǒng)獨(dú)立性較強(qiáng)，可直接獲得液體油品。

2.2 膜分離技術(shù)

膜分離法主要是利用VOCs廢氣中不同組分在通入選擇性膜時(shí)，只有部分氣體能通過(guò)選擇性膜，以此實(shí)現(xiàn)VOCs廢氣的分離。該技術(shù)屬于選擇性透過(guò)技術(shù)，具有處理費(fèi)用比較低的優(yōu)點(diǎn)，適用范圍比較廣。根據(jù)膜分離法的工作原理來(lái)看它比較適用于天然氣的化工分離和提純。在分離膜材料方面，目前聚二甲基硅氧烷是比較好的分離膜材料。而蒸汽滲透、膜接觸器和氣體膜分離在化工企業(yè)中比較常用。雖然說(shuō)膜分離法的處理費(fèi)用低，但設(shè)備成本和膜元件造價(jià)都比較高，膜維化工護(hù)工作也比較的復(fù)雜，使其在很多時(shí)候只作為冷凝前的處理工序。由此來(lái)看，加強(qiáng)分離系統(tǒng)和新型膜材料的研發(fā)是此技術(shù)將來(lái)的重點(diǎn)。

2.3 吸附技術(shù)

吸附法是針對(duì)VOCs 廢氣中的烴類來(lái)說(shuō)的，其主要原理是選擇具有良好吸附性的材料，與VOCs 廢氣中烴分子進(jìn)行親和作用，來(lái)吸附烴類。當(dāng)吸附劑達(dá)到飽和時(shí)，利用熱蒸汽或氮?dú)鈱?duì)吸附的污染物進(jìn)行解吸。一般來(lái)說(shuō)，吸附劑是可以循環(huán)利用的，只要按照操作流程進(jìn)行處理可以多次使用。吸附法是化工企業(yè)中一種極為重要的VOCs廢氣治理技術(shù)。其中活性炭纖維、多孔粘土礦石、顆?；钚蕴俊⒎肿雍Y和高聚物吸附樹脂等都是比較常用的吸附劑，但由于活性炭吸附效果好，價(jià)格比較低廉，應(yīng)用較廣。但活性炭吸附法也有一定的缺點(diǎn)，其具體如下表所示：

3 研究進(jìn)展

在當(dāng)前大氣污染物中，VOCs是除粉塵以外的第二大污染源，對(duì)人類和環(huán)境都帶來(lái)了不可估量的危害，受到了人們的高度重視。加強(qiáng)對(duì)化工企業(yè)VOCs 排放的控制，成為了當(dāng)前降低霧霾天氣急需解決的問(wèn)題，而采取有效措施和利用科學(xué)先進(jìn)的治理技術(shù)是降低VOCs的有效途徑。近年來(lái)，VOCs治理技術(shù)得到了快速的發(fā)展，并在應(yīng)用中取得了一定的成效。通過(guò)以上對(duì)化工企業(yè)中所用到的VOCs 治理技術(shù)也可以看出，很多技術(shù)都有自己的優(yōu)勢(shì)，對(duì)VOCs 治理都能發(fā)揮有效作用。同時(shí)也可以看出，每項(xiàng)技術(shù)還都不很成熟，但都有自己的發(fā)展前景?；て髽I(yè)在VOCs治理過(guò)程中需根據(jù)企業(yè)自身廢氣排放的特點(diǎn)，結(jié)合各種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，選擇適用于自己的治理技術(shù)，方能有效解決企業(yè)VOCs污染問(wèn)題。

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收稿日期：2019-09-09

基金項(xiàng)目：江蘇省環(huán)?？蒲姓n題經(jīng)費(fèi)（2016016）;國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“大氣污染成因與控制技術(shù)研究”專項(xiàng)（2016YFC0209200）。

作者簡(jiǎn)介：陳傳斌（1989-），男，漢族，碩士，中級(jí)工程師，研究方向?yàn)閾]發(fā)性有機(jī)物污染防治技術(shù)開發(fā)及工程應(yīng)用。