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| 淺談石油化工VOCs治理技術 | |
| 發(fā)布時間:2017-10-20 14:15:29 | |
1VOCs治理的重要性
近年來，揮發(fā)性有機物(vocs)大量排放引起的霧霾、光化學煙霧等區(qū)域大氣污染問題，嚴重威脅公眾健康?！妒蜔捴乒I(yè)污染物排放標準》中對揮發(fā)性有機物的定義為：參與大氣光化學反應的有機化合物，或者根據(jù)規(guī)定的方法測量或核算確定的有機化合物。VOCs的種類繁多，成分復雜，是臭氧和二次有機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)性有機物綜合整治方案》中明確，到2017年，全國石化行業(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治理已成為國內(nèi)石化企業(yè)面臨的新課題，目前其技術路線主要分為源頭、過程控制和末端治理。源頭、過程控制主要包括改進工藝，更換設備和防止泄漏為主的預防性措施，如泄漏檢測與修復(LDAR)技術;末端治理技術目前常用或已有實際應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。末端治理技術又可分為回收技術和凈化技術。
2石油化工VOCs治理技術
2.1VOCs回收技術
(1)冷凝法。冷凝是利用污染物與載氣二者沸點不同進行分離的方法，主要用于含高濃度有機蒸汽和高沸點無機氣體的凈化回收或預處理。該方法所需設備和操作條件都比較簡單，所回收的VOC純度比較高，其回收率與初始濃度、沸點有關，VOC的初始濃度越大、沸點越高，回收率越高，一般情況下對有機物的凈化回收率在30%～70%，當VOCs組分比較單一且具有回收價值時，用冷凝法回收VOCs有明顯經(jīng)濟優(yōu)勢。
(2)吸收法。液體吸收是利用氣體溶解度的不同，通過廢氣與液體接觸，使氣態(tài)污染物轉入液相。本質(zhì)是濃縮過程，結合吸收液的解吸或精餾可分離回收有機物，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廢氣處理。但對于非極性有機物通常無法采用水溶液進行吸收，需采用一些大分子有機物(如柴油、白油等)，但此方法會存在吸收劑排放和分離產(chǎn)品的純度等問題。
(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)上也是一個富集濃縮過程。吸附與各種脫附技術組合后可實現(xiàn)連續(xù)可靠的凈化和回收。常見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。缺點是吸附劑的容量較小，吸附劑消耗大，設備龐大，費用較高。
2.2VOCs凈化技術
(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中可燃的有機物組分當作燃料直接燃燒，溫度一般在1100。C左右。該方法只適用于處理熱值較高的VOCs，因為只有燃燒時釋放的熱量能夠彌補向環(huán)境散失的熱量時，才能維持燃燒的過程，否則需要消耗大量的輔助燃料，提高處理成本。催化劑的存在使VOCs在燃燒時比直接燃燒法需要更少的停留時間和更低的溫度。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特定類型的化合物起作用，因此催化燃燒的應用在一定程度上受限。
(2)生物凈化技術。生物凈化技術是利用微生物氧化、代謝、消化等過程，對有機物進行自然分解、降解，最終轉化為二氧化碳和水等。流程是含VOCs氣體進入設備，加濕處理后通入生物濾床，沿著濾床均勻地緩緩移動，通過平流、擴散和吸附等綜合效應進入填料液膜中，進一步到生物膜中，與濾床上濾料表面生物菌種進行接觸，在微生物作用下發(fā)生一系列生物化學反應，使氣體中VOCs被分解、降解”。生物氧化技術優(yōu)點是成本低、設備統(tǒng)一、二次污染小、工藝過程簡單等。缺點是效率低、周期較長、設備體積大、處理過程緩慢、對VOCs處理普適性差、難以應用于混合VOCs廢氣、一些生物菌種對降解溫度及pH值等環(huán)境條件要求高等。
(3)低溫等離子體凈化技術。低溫等離子體(Non—ThermalPlasma，N’㈣化學活性高，反應速度快，對高、低濃度的有機物均有良好的去除效果。低溫等離子體技術是在外加電場作用下，通過介質(zhì)放電產(chǎn)生大量高能粒子，當高能粒子能量高于VOCs化學鍵能時，高能粒子不斷轟擊可使VOCs化學鍵斷裂、電離，從而破壞VOCs分子結構，生成小分子低毒無毒物質(zhì)，達到消除VOCs目的01。該技術具有工藝簡單、適用性強、易于操作和能耗低等優(yōu)點，已成為VOCs處理的前沿技術。這種方法主要適合低負荷的應用場合，同時需考慮采取措施，防止因氧化不完全產(chǎn)生中間產(chǎn)物，造成二次污染。
3結語
石油化工VOCs治理涉及工藝、技術、設備、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)排放的廢氣特征復雜，單一方法難以有效降解VOCs，因此傳統(tǒng)技術間的耦合和新技術的提高，將是VOCs控制的一個發(fā)展方向。本文對目前常用VOCs末端治理技術及其適用性進行了簡單介紹。需要說明的是，VOCs治理方法本身沒有好壞之分，只有針對VOCs廢氣排放不同的特點，確定合適的方法，才能取得良好的處理效果。
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