提高固定污染源VOCs廢氣治理效率的研究

姚美奎

（聊城市茌平區(qū)環(huán)境監(jiān)控中心，山東 聊城 252100）

VOCs的全稱是揮發(fā)性有機(jī)化合物，這種物質(zhì)具有易于揮發(fā)、具有刺激性氣味和成分較為復(fù)雜的特點(diǎn)。VOCs廢氣通常源于工業(yè)生產(chǎn)加工行業(yè)所產(chǎn)生的VOCs廢氣排放，其具有備覆蓋范圍廣、組成成分復(fù)雜、排放量較大等特點(diǎn)。VOCs廢氣的排放，將會(huì)導(dǎo)致較大范圍的大氣污染，對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)相關(guān)工作的開展十分不利，我們應(yīng)該采用科學(xué)合理的舉措對(duì)VOCs廢氣的排放量加以控制[1]。所以，加強(qiáng)VOCs廢氣的治理工作逐漸成為了當(dāng)前重點(diǎn)研究的內(nèi)容之一。

1 VOCs廢氣治理的關(guān)鍵技術(shù)

1.1 基于吸附和吸收的廢氣處理技術(shù)

1.1.1 吸附再生技術(shù)

在應(yīng)用吸附再生技術(shù)治理VOCs廢氣時(shí)，需要科學(xué)選取吸附材料，并要保證所選用的材料能夠與廢氣中存在的物質(zhì)相結(jié)合，以獲得更加良好的吸附效果，完成對(duì)氣體的凈化處理。然而在實(shí)際治理中，吸附劑并不能長(zhǎng)時(shí)間具有良好的吸附效果，當(dāng)其處于飽和狀態(tài)時(shí)，就需要采取抽真空的方法實(shí)施處理，以有效降解吸附劑內(nèi)部存在的污染物，確保其所具有的吸附作用能夠得到充分發(fā)揮。通過(guò)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明，硅膠、分子篩和活性炭是比較普遍的VOCs廢氣吸附材料。而在這幾種材料中，活性炭的實(shí)際應(yīng)用范圍最廣。使用活性炭作為吸附劑，針對(duì)VOCs廢氣的凈化處理效率能夠高達(dá)90%。利用該項(xiàng)技術(shù)對(duì)VOCs廢氣進(jìn)行治理，具有操作較為方便、處理效果良好以及處理工藝相對(duì)簡(jiǎn)單等諸多方面的優(yōu)勢(shì)，所以具有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值，但是由于吸附材料飽和造成的二次污染是需要我們予以高度關(guān)注的問題[2]。

1.1.2 吸收法

在石化企業(yè)的VOCs廢氣處理中，吸附法的應(yīng)用十分普遍。與吸附再生技術(shù)相比，該種VOCs廢氣處理方法主要是通過(guò)對(duì)低揮發(fā)性溶劑的運(yùn)用，使其與有機(jī)分子之間互為親和，對(duì)有機(jī)烴分子有效吸收，將其從中分離，這樣便實(shí)現(xiàn)了VOCs廢氣的整體處理過(guò)程。該種廢氣處理方法主要運(yùn)用在化工生產(chǎn)、產(chǎn)品儲(chǔ)存及運(yùn)輸過(guò)程中。對(duì)于石油化工企業(yè)而言，眾多VOCs廢氣都具備壓力較大、溫度較低以及濃度較高等特征，利用這樣的廢氣處理技術(shù)，實(shí)際處理效率能夠達(dá)到98%。然而值得關(guān)注的是，吸收法所能夠取得的實(shí)際運(yùn)用效果與所采用的設(shè)備及吸收劑性能之間存在著十分密切的關(guān)聯(lián)。企業(yè)需要多次更換使用的吸收劑，這樣才能取得更為良好的廢氣治理效果。正是因?yàn)檫@一方面的原因，如果利用該項(xiàng)技術(shù)針對(duì)VOCs廢氣實(shí)施處理，往往需要投入較大的成本。

1.2 以壓力原理作為基礎(chǔ)的廢氣處理技術(shù)

1.2.1 膜分離技術(shù)

關(guān)于膜分離技術(shù)，其實(shí)是一種降解減排技術(shù)。對(duì)于VOCs廢氣的各種成分而言，通過(guò)壓力的實(shí)際作用，各種成分透過(guò)膜的程度也不盡相同。該項(xiàng)技術(shù)正是基于這一原理，針對(duì)VOCs廢氣中所含的一些組成成分實(shí)施分離，這樣便完成了凈化和提純處理。針對(duì)膜分離技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果，膜材料具有相對(duì)較大的依賴性，硅橡膠是一種使用較為普遍的材料，且實(shí)際運(yùn)用效果也得到了公眾的普遍認(rèn)同。該項(xiàng)技術(shù)具有分離率較高的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，但是需要投入較大成本。在今后的發(fā)展中，開發(fā)全新的膜材料是該項(xiàng)技術(shù)獲得更加廣泛應(yīng)用的重點(diǎn)所在。

1.2.2 冷凝回收技術(shù)

在VOCs廢氣處理中應(yīng)用冷凝回收技術(shù)，主要是采取對(duì)氣體實(shí)施加壓和冷卻處理的方式，利用這樣的方式可以確保廢氣中的有機(jī)物漸漸實(shí)現(xiàn)飽和，這樣便能夠完成對(duì)其的分離。在實(shí)際應(yīng)用該項(xiàng)廢氣處理技術(shù)的過(guò)程中，應(yīng)該綜合考慮氣體的濃度和沸點(diǎn)等相關(guān)參數(shù)，若VOCs廢氣濃度和沸點(diǎn)都相對(duì)較高，該項(xiàng)技術(shù)便能夠獲取良好運(yùn)用[3]。冷凝回收技術(shù)具有較強(qiáng)的可控性，且操作性相對(duì)較強(qiáng)，然而廢氣處理的實(shí)際效率卻差強(qiáng)人意，最低處理效率僅有50%。另外，使用這一技術(shù)，要想獲取更加良好的制冷效果，就要加大相關(guān)輔助性設(shè)施的投入，所以實(shí)際應(yīng)用通常會(huì)受到一定限制。

1.3 以燃燒原理為基礎(chǔ)的廢氣處理技術(shù)

1.3.1 蓄熱氧化工藝

針對(duì)廢氣實(shí)施處理可以利用蓄熱氧化反應(yīng)裝置。通常使用的蓄熱氧化反應(yīng)裝置包含多個(gè)基本組成部分，具體如表1所示。每一部分的實(shí)際作用有所不同。通常情況下，燃燒器在燃燒室內(nèi)，主要作用是給燃料的燃燒提供充足的空間，室內(nèi)溫度通常在800～900 ℃。在對(duì)VOCs廢氣進(jìn)行燃燒處理之后，其中包含的有機(jī)物會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，生成二氧化碳和水。通過(guò)該項(xiàng)技術(shù)對(duì)VOCs廢氣實(shí)施處理，可以處理大量廢氣，且具有較高的效率，并可以排除廢氣內(nèi)含有的粉塵。然而因?yàn)橄鄳?yīng)設(shè)備需要占據(jù)較大空間，加之設(shè)備的維護(hù)管理較為困難，所以企業(yè)應(yīng)結(jié)合本身經(jīng)營(yíng)狀況進(jìn)行選用。

表1：蓄熱氧化反應(yīng)裝置基本組成

1.3.2 催化氧化技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)同蓄熱氧化工藝具有相似的特點(diǎn)，針對(duì)VOCs廢氣主要是通過(guò)高溫實(shí)施處理。相對(duì)來(lái)講，該項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際處理溫度偏低，通常在200～450 ℃。利用該項(xiàng)技術(shù)對(duì)VOCs廢氣進(jìn)行處理，也會(huì)生產(chǎn)二氧化碳和水，完成對(duì)廢氣的凈化處理。該項(xiàng)技術(shù)具有無(wú)污染的特點(diǎn)，同時(shí)對(duì)于各種能源的實(shí)際消耗量和需求量都相對(duì)偏低[4]。實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明，使用該項(xiàng)技術(shù)實(shí)施處理VOCs廢氣，可以獲取99%甚至更高的處理效率。在實(shí)施催化氧化處理時(shí)，應(yīng)使用稀土元素和貴金屬作為催化劑，其中，貴金屬具有更加良好的性能。然而需要注意的是，在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，若無(wú)機(jī)物濃度相對(duì)偏高，容易出現(xiàn)催化劑中毒的情況。

2 提高VOCs廢氣治理效果的相關(guān)措施

2.1 提高廢氣回收率

VOCs廢氣的治理存在諸多方面的困難，如廢氣的排放覆蓋面較廣、廢氣組成成分具有一定復(fù)雜性、廢氣實(shí)際排放量相對(duì)較高等問題。就當(dāng)前VOCs廢氣治理的效果而言，很多企業(yè)相關(guān)的廢氣收集裝置依然不夠完善，針對(duì)VOCs廢氣排放的控制不足，相應(yīng)排放系統(tǒng)仍然有待完善。要想使揮發(fā)性有機(jī)化合物廢氣治理的實(shí)際效果有所提升，加強(qiáng)相關(guān)化合物廢氣的吸收十分關(guān)鍵。要對(duì)污染源進(jìn)行有效收集，并對(duì)污染企業(yè)加以限制[5]。針對(duì)廢氣收集系統(tǒng)，要盡量與VOCs廢氣排放源接近。若是在實(shí)際操作中不能順利接近，便需要采取相應(yīng)措施對(duì)其加以處理，以獲取更加良好的治理效果。我們可以針對(duì)受到污染的部分實(shí)施封閉處理，然后采用微負(fù)壓針對(duì)受污染部分實(shí)施有效處理，并提供一定的封閉空間，這樣可以大幅提高廢氣的實(shí)際回收率。

2.2 加強(qiáng)綜合處理能力

為進(jìn)一步加強(qiáng)自我監(jiān)測(cè)技術(shù)能力及污染源廢氣的監(jiān)測(cè)能力，并為環(huán)境監(jiān)測(cè)相關(guān)系統(tǒng)的更換提供幫助，有關(guān)部門應(yīng)召集相關(guān)專業(yè)人員，對(duì)廢氣進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)便攜式監(jiān)測(cè)。緊緊圍繞怎樣實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)采樣以及選用現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)，組織有關(guān)如何保障監(jiān)測(cè)質(zhì)量等方面的講座活動(dòng)，特別是應(yīng)把監(jiān)測(cè)質(zhì)量的控制和標(biāo)準(zhǔn)的驗(yàn)證作為重點(diǎn)內(nèi)容。通過(guò)這種形式，可有效處理監(jiān)測(cè)工作人員開展具體工作時(shí)遇到的困難，并能夠確保監(jiān)測(cè)工作人員更加全面而深入地掌握污染源排放的相關(guān)知識(shí)。此外，通過(guò)與相關(guān)監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)的溝通和學(xué)習(xí)，環(huán)境監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)水平將顯著提高。

2.3 提高工藝水平

為了提高污染物監(jiān)測(cè)能力，需加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)污染物監(jiān)測(cè)的整體操作水平，加強(qiáng)VOCs廢氣治理的技術(shù)能力也是非常關(guān)鍵的，因此有必要進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。我們應(yīng)該掌握固定來(lái)源的低顆粒物采樣，對(duì)污染的實(shí)際來(lái)源進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，排除環(huán)境空氣凈化中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，把握固定污染源處理的相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)[6]。在所采用的技術(shù)處理方案中，需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)中出現(xiàn)的問題作出分析，比如硫酸霧排放的監(jiān)測(cè)技術(shù)和硫酸霧的主要來(lái)源等。只有提高現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)工作人員的技術(shù)水平，才能有效提高處理監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)各種突發(fā)故障的能力，保證現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)工作的有效開展，并同時(shí)實(shí)施整體監(jiān)測(cè)與相關(guān)技術(shù)處理，來(lái)提高治理效果。所以，采用更有效的技術(shù)處理措施可以顯著提高VOCs廢氣的處理效果，減少污染物中VOCs廢氣的排放，確保實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)。

3 結(jié)論

總之，隨著工業(yè)化的快速發(fā)展，VOCs廢氣排放的問題也日益嚴(yán)峻。為有效控制VOCs廢氣對(duì)環(huán)境的污染，應(yīng)大力研究VOCs廢氣治理的相關(guān)技術(shù)，并結(jié)合VOCs廢氣排放的實(shí)際情況，選擇更加合理的技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)VOCs廢氣的有效治理，創(chuàng)造出更加適合人類生活的環(huán)境條件。