石化企業(yè)VOCs廢氣治理技術(shù)研究

杜曉峰

摘 要： 如果石化企業(yè)對VOCs的廢氣排放不加以治理，不僅會對空氣造成一定的污染，還會對附近居民的身心健康造成一定的危害。因此，石化企業(yè)一定要重視對VOCs廢氣治理技術(shù)的提高。本文也主要以石化企業(yè)VOCs廢氣治理技術(shù)來展開。

關(guān)鍵詞： 石化企業(yè);VOCs廢氣;治理技術(shù)

【中圖分類號】X511 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-3733（2020）09-0229-02

現(xiàn)在，石化企業(yè)對VOCs廢氣治理技術(shù)研究普遍不夠重視。VOCs廢氣排放有些是具有回收價值的，VOCs石化企業(yè)可以利用相關(guān)的廢氣回收技術(shù)對VOCs廢氣進(jìn)行二次利用。但是更重要的是對VOCs廢氣進(jìn)行排泄源頭的減排。對石化企業(yè)來講，VOCs廢氣治理技術(shù)應(yīng)該作為一項重要的工作對待。

1 VOCs廢氣的簡要概述

對于VOCs廢氣來說就是我們稱之為的揮發(fā)性有機(jī)物，對于揮發(fā)性有機(jī)物來說烴類、氨類以及硫化物是其最為主要的成為，顧名思義VOCs廢氣是極為容易揮發(fā)的一種氣體在室溫夏飽和蒸氣壓超過133.3pa的情況下，而且對于VOCs來說其沸點一般是在550度到260度之間。只要在常溫下這種VOCs氣體就能夠揮發(fā)成液體或者說有機(jī)的固體。在大氣中VOCs氣體能夠形成一種光化學(xué)的煙霧，而且VOCs氣體具有的毒性也是非常強(qiáng)的，對于我國現(xiàn)如今出現(xiàn)的M2.5來說VOCs廢氣是其形成之前的一個重要參與物。近些年來我國的污染物數(shù)量在現(xiàn)代工業(yè)不斷發(fā)展和前進(jìn)的背景下也在逐漸的曾姐，這對于人們的日常生活來說有著很大的危害和影響，因為為了能夠根號的提高人們的生活質(zhì)量以及生態(tài)環(huán)境就需要重視對VOCs氣體的處理，相關(guān)的企業(yè)更需要重視VOCs尾氣的排放以及創(chuàng)新和優(yōu)化相關(guān)的處理工藝。但是對于我國目的VOCs廢氣處理極其來說并不成熟，在很多的企業(yè)和工廠中采用的仍然是傳統(tǒng)的處理工藝，這種技術(shù)已然不能夠很好的滿足VOCs廢氣處理的需求，因此就給我國的環(huán)境造成很大的影響，所以為了能夠更好的提高對環(huán)境的保護(hù)就需要不斷的優(yōu)化和改善VOCs氣體的處理技術(shù)。

2 VOCs氣體的來源和危害

對于VOCs廢氣來說其來源是非常廣泛，所涉及得到的領(lǐng)域也是非常多的，在我國很多的工業(yè)中都會產(chǎn)生這種VOCs廢氣，同時對于VOCs來說其種類也是非常多的，不僅僅局限于一種。生活中、農(nóng)業(yè)中、工程中以及交通中都會產(chǎn)生VOCs廢氣。在我國石油、煤以及天然氣為原料的工業(yè)都是產(chǎn)生VOCs廢氣的來源，同時對于一些其他的工業(yè)來說也會產(chǎn)生這種VOCs尾氣。我國的VOC廢氣排放量在2015年的時候就已經(jīng)達(dá)到了2503萬噸，由此可以看出我國的VOCs廢氣排放量是非常大的，在此之后最為嚴(yán)重的就是在工業(yè)中，其占據(jù)的比例是最大的，一般來說可以達(dá)到總量的百分之43，化工、石化以及工業(yè)的涂裝噴漆又是VOCs排放較大的行業(yè)。

對于VOCs廢氣來說如果沒有進(jìn)行有效的處理就排放到環(huán)境和空氣中，會給環(huán)境帶來很大的影響，破壞生態(tài)平衡。如果說VOCs廢氣達(dá)到一定程度的時候還會給人體帶來影響，嚴(yán)重的話還會造成死亡，因為在VOCs廢氣中芳香胺和多環(huán)芳烴都是具有致癌性的，而且人類細(xì)胞中的蛋白質(zhì)也會與VOCs廢氣中的苯酸類發(fā)生反應(yīng)，這樣一來就會在很大程度上是蛋白質(zhì)凝固。由此可以看出VOCs廢氣不僅僅會危害環(huán)境，還會給人們的生命安全帶來威脅，因此就需要相關(guān)的部門增強(qiáng)對其的關(guān)注和重視，不斷的創(chuàng)新和改善VOCs廢氣處理的技術(shù)，確保VOC廢氣符合標(biāo)準(zhǔn)之后再進(jìn)行排放。

3 VOCs廢氣治理途徑和技術(shù)

3.1 洗滌法

洗滌法的原理是：將石化企業(yè)排放的VOCs廢氣通過特定的系統(tǒng)進(jìn)入到洗滌塔中，在VOCs廢氣進(jìn)入洗滌塔時，洗滌塔中的填料床會將VOCs廢氣充分均勻的分布在洗滌塔內(nèi)，而洗滌塔內(nèi)含有能溶解VOCs廢氣的化學(xué)物質(zhì)，這些化學(xué)物質(zhì)能將VOCs廢氣進(jìn)行吸收或者廢除，從而使VOCs廢氣凈化。使用洗滌法有很多的優(yōu)點：第一溶解速度較快，在VOCs廢氣進(jìn)入洗滌塔時，能夠在很短的時間就與洗滌塔內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)。第二操作比較簡單。用洗滌法對VOCs廢氣進(jìn)行處理，主要處理工具洗滌塔幾乎不需要人工的系統(tǒng)操作，洗滌塔一般借助自動化技術(shù)進(jìn)行控制.，不僅操作簡單，而且效率也高。第三使用洗滌法具有較高的靈活性，VOCs廢氣中具體的氣體性質(zhì)并不是一成不變的，它可能會因為不同的原因發(fā)生不同的變化。而使用洗滌法對VOCs廢氣進(jìn)行處理，洗滌塔能夠根據(jù)VOCs廢氣中的氣體性質(zhì)去選擇能與之相溶解的洗滌劑。

3.2 燃燒法

燃燒法主要分為兩類，第一是催化燃燒法，第二是直接燃燒法。這兩種燃燒法原理不一樣，使用特點也不一樣，效果也不一樣。

首先是催化燃燒法，催化燃燒法對VOCs廢氣處理的主要作業(yè)是催化劑。石化企業(yè)產(chǎn)生的VOCs廢氣先經(jīng)過進(jìn)化換熱，再經(jīng)過加熱使VOCs廢氣達(dá)到可以催化的溫度，最后經(jīng)過催化劑使VOCs廢氣進(jìn)行有機(jī)分解。催化燃燒法具有一定的溫度限制，對于VOCs廢氣中的氣體性質(zhì)也有一定的要求。值得我們注意的是，催化燃燒法如果控制不好溫度更容易發(fā)生爆炸，需要我們提前做好相關(guān)的防爆措施。

其次是直接燃燒法。直接燃燒法相比于催化燃燒法的操作過程較為簡單。直接燃燒法可以直接通過輔助燃料使VOCs廢氣達(dá)到可分解氧化的溫度，對VOCs廢氣凈化的程度也比較高。直接燃燒法使用的設(shè)備較為穩(wěn)定，但是它對VOCs廢氣的化學(xué)成分有一定的要求，靈活性沒有那么高。

3.3 光解法

介紹光解法，首先介紹其中的有極紫外光解法。有極紫外光解法對于VOCs廢氣處理時的反應(yīng)溫度、粉塵量、相對濕度都有一定的限度和要求，這種方法也不適用于高濃度的VOCs廢氣處理。但是有極紫外光解法具備了很多的優(yōu)勢，這種光解法的建筑設(shè)施占地面積較小，而且還能通過自動化技術(shù)進(jìn)行操作，操作不僅簡單，靈活性也高。使用有極紫外光解法，不用使用大量的能量物質(zhì)就能夠把VOCs廢氣分解轉(zhuǎn)化。而且在達(dá)到條件和要求的情況下，它的凈化效率也非常的高。

其次是無極紫外光解法。無極紫外光解法是借助微波發(fā)生器內(nèi)產(chǎn)生的紫外光對VOCs廢氣進(jìn)行分解氧化。使用這種光解法去除了對電極的使用，一系列由于使用電極而造成的氧化、損耗等問題也不會出現(xiàn)，能量損耗也非常的小。但是這種光解法的效率不高，受到加熱的作用，其中的無極燈很容易出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，嚴(yán)重的甚至?xí)纭?/p>

3.4 生物法

生物法對VOCs廢氣處理的效率較高，而且效果也很明顯。利用生物法對VOCs廢氣進(jìn)行處理的具體步驟主要為三步：第一步，將需要處理的VOCs廢氣和水溶解在一起形成混合性的污水。第二步，通過對VOCs廢氣中的氣體性質(zhì)進(jìn)行分析，選擇相應(yīng)的微生物放入到混合性污水中，并將污水中的VOCs廢氣進(jìn)入到微生物體內(nèi)。第三步，進(jìn)入到微生物體內(nèi)的VOCs廢氣被微生物分解消化，從而使VOCs廢氣中的有害氣體得以廢除。使用生物法對VOCs廢氣進(jìn)行分解和利用具有許多明顯的優(yōu)勢。首先它的費用非常的低，不需要花費高的成本對一些設(shè)備進(jìn)行購買，大多的消費是用于對微生物前期的馴化和為微生物添加營養(yǎng)物質(zhì)，但是微生物生長的后期就不再需要進(jìn)行馴化也不需要添加營養(yǎng)物質(zhì)。其次，利用生物法對VOCs廢氣處理的程度較高，不僅不會有第二次污染，而且最后分解的物質(zhì)大多是良性的。值得一提的是，生物法也可以進(jìn)行自動化控制，在運用生物法對VOCs廢氣進(jìn)行處理時，只是相關(guān)工作人員進(jìn)巡視即可。而且生物法的運行還比較穩(wěn)定，運行時間也較長，非常值得推薦使用。

3.5 吸附法

VOCs氣體吸附可以使用活性炭、硅膠、分子篩等，但是運用最多的就是活性炭。吸附法的主要原理是，使用相關(guān)的吸附劑與廢氣中的油氣、空氣結(jié)合，組成相關(guān)結(jié)合力大小，從而使一定的空氣和油氣之間進(jìn)行分離。使用吸附法對廢氣進(jìn)行處理，在石化工業(yè)中比較常見。2000年時，美國活性炭吸附法在油氣回收市場中所占比例已經(jīng)達(dá)到了45%。而現(xiàn)在，我國的石化企業(yè)對活性炭吸附法的使用和發(fā)展也有了很大的提升。使用吸附法對廢氣的去除率較高，在VOCs處理上也廣泛的應(yīng)用。但是吸附法也有它的缺點。對沸點較高的VOCs需要熱再生，然而，熱再生的費用比較高，它所產(chǎn)生的蒸汽還會產(chǎn)生一定的廢水，而且還有自燃的風(fēng)險。因此，在使用活性炭吸附法時，一定要注意與一些沸點較高的物質(zhì)進(jìn)行分離，比如瀝青、有機(jī)硫化物、辛醇等。

3.6 冷凝法

使用冷凝法對VOCs廢氣處理的原理是：利用相關(guān)物質(zhì)在不同的溫度下會出現(xiàn)不同飽和蒸汽壓，從而使廢氣中的各種不利成分得以分離。冷凝法使用的冷卻劑可以是水，制冷劑，液氮，低溫鹽水等。冷凝法使用的冷凝器有直接接觸式和表面換熱式兩種形式，使用冷凝器的冷凝集數(shù)也有高低之分。在1970年代中后期，第一代冷凝法在美國迅速得到運用，當(dāng)時采用的是三級制冷工藝。冷凝法在美國油氣回收市場的占比大概是15%至20%左右。對于石化企業(yè)的廢氣處理，冷凝發(fā)也是一個比較受用的方法冷凝方法。但是冷凝板也會受到氣液相平衡的限制，對VOCs廢氣的去除率也不夠高，而且制冷壓縮機(jī)作為動設(shè)備故障率也比較高。因此，冷凝法不適合于對廢氣末端的處理?，F(xiàn)在，國內(nèi)外大多采用的是吸附加冷凝組合的工藝，這兩者工藝的結(jié)合一定程度上彌補了冷凝法和吸附法的不足，但是卻有耗能較高的缺點。

3.7 氧化法

氧化法在治理VOCs廢氣的各種方法中可以說是最為合適的一種方式，這種方法的原理就是通過氧化反應(yīng)來使VOCs廢氣形成水和二氧化碳，然后在進(jìn)行排放，這樣一來就能夠在最大程度上降低對環(huán)境的危害和影響，同時還能夠進(jìn)行廢氣的二次利用。在我國熱氧化法以及催化氧化法是氧化法的最主要的兩種氧化方式，對這兩種氧化的方式老來壽熱氧化法的處理效率比催化氧化法是更高的，因此在我國倍受人們的廣泛應(yīng)用和推廣，但是就處理的速度來說催化氧化的方式又是更高的，因此在應(yīng)用的過程中就可以根據(jù)實際的需要來進(jìn)行VOCs廢氣的處理，來實現(xiàn)處理的最終目的。熱氧化法：對于熱氧化法來說，這是一種較為簡單同時又是較為容易操作的VOCs廢氣處理方式，在熱氧化法中又可以進(jìn)行分類，例如間壁式、燃燒式以及蓄熱式，劃分這些類型主要是依據(jù)其對熱量的回收方式，在廢氣熱氧化處理的時候為了能夠?qū)崿F(xiàn)成本的最低化通常來說會將這幾種的方式進(jìn)行綜合的使用，這樣就能夠在最大的程度上進(jìn)行VOCs廢氣的處理。催化氧化;對于一些的企業(yè)來說為了能夠?qū)崿F(xiàn)熱回收效率的最大化就會在進(jìn)程VOCs廢氣處理的時候采用催化氧化法，這種氧化的方式在進(jìn)程VOCs處理的時候通長是通過催化劑的使用來實現(xiàn)VOCs廢氣的處理，同時還能夠有效的降低能源的消耗。對于催化氧化法來說在選取催化的時候一般會采用非貴金屬的催化劑，然后再與粘合劑進(jìn)行混合使用，這樣就能夠在最大程度上實現(xiàn)熱回收效率的提升。

3.8 低溫等離子法

在VOCs廢氣處理的工藝中低溫等離子法也是其中極其重要的方式，對于VOCs處理的效率來首也是非常好的，因此在我國很多的工廠和企業(yè)都在應(yīng)用。對于低溫等離子法來說其是一種交叉的綜合性技術(shù)，也就是在低溫等離子法中其包含和物理學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)以及環(huán)境學(xué)等多種的學(xué)科。等離子體中的高能電力在進(jìn)行VOCs氣體分解的過程中有著十分重要的作用和意義，VOCs廢氣在進(jìn)行低溫等離子處理的時候其中的氣體分子會和幾萬度的高能電子發(fā)生碰撞，對于這種碰撞來說是彈性的，然后這些分子就會將其中的能量轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，然后形成一種活躍的狀態(tài)。通常來說在電子能力小于10eV的時候這些分子就會活性的自由基，這樣一來在進(jìn)行定向的化學(xué)反應(yīng)之后就能夠被有效的脫除，從而達(dá)到處理的效果，對于低溫等離子法來說電子的密度、氣體的溫度以及電子的平均能量都會直接的影響到化學(xué)反應(yīng)的類型，從而影響到處理的效果。

4 VOCs處理技術(shù)的前景

近些年來由于我國的VOCs廢氣排放量越來越大，因為國家對于VOCs行業(yè)領(lǐng)域的監(jiān)管力度也在不斷的提高，越來越多的技術(shù)規(guī)范和要求被提出，為了就是能夠很好的提高對VOCs廢氣的處理效果。VOCs廢氣處理技術(shù)在環(huán)保行業(yè)的發(fā)張過程中必然會更加的多元化，但是對于一些的處理工藝來說仍然是最為主要的工藝、例如等離子處理法、吸收法好光催化法等。

5 結(jié)束語

對VOCs廢氣的處理是石化企業(yè)必須的工作。在考慮運用哪種方法對VOCs廢氣進(jìn)行處理時，可以根據(jù)石化企業(yè)所產(chǎn)生VOCs廢氣的氣體性質(zhì)。對VOCs廢氣的處理不僅僅是要求對其進(jìn)行分解，還要求對一些可以二次利用的氣體進(jìn)行提取利用。本文主要介紹了幾種對VOCs廢氣處理的方法，希望能提供一定的借鑒意義。

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