淺析工業(yè)廢氣污染治理技術(shù)

李倩

摘?要：本文介紹了吸附法、吸收法、冷凝法和膜分離法四種VOCs 廢氣治理技術(shù)和直接燃燒法、熱力燃燒法、催化燃燒法、蓄熱氧化法四種VOCs降解技術(shù)。

關(guān)鍵詞：工業(yè)廢氣?治理?VOCs

一、VOCs 廢氣治理技術(shù)

（一）吸附法

吸附法是利用吸附性能好的材料與VOCs廢氣中烴類分子的親和力來吸附VOCs廢氣中的烴類。吸附劑達(dá)到飽和后，采用真空再生法或惰性氣體熱再生法對吸附的污染物進(jìn)行解吸，處理后的吸附劑回用。VOCs廢氣吸附材料主要有活性炭、分子篩和硅膠等，活性炭是最常用的。吸附法適用于處理氣流穩(wěn)定、成分簡單、濃度低的VOCs廢氣，去除率可達(dá)90%。吸附法具有能耗小、工藝簡單、處理率高等優(yōu)點，應(yīng)用廣泛，易于推廣。廢氣處理技術(shù)的難點在于吸附劑飽和后的再生處理增加了運(yùn)行成本和二次污染風(fēng)險。因此，研究開發(fā)新型吸附劑制備及更節(jié)能環(huán)保高效的脫附技術(shù)是吸附法的研究方向。

（二）吸收法

吸收法是利用低揮發(fā)性和非揮發(fā)性的溶劑和VOCs，廢氣中有機(jī)烴的親和力從廢氣中吸附有機(jī)烴，然后根據(jù)有機(jī)烴分子和吸收劑的不同物理性質(zhì)進(jìn)行分離。該技術(shù)廣泛應(yīng)用于石油化工生產(chǎn)、儲運(yùn)過程中。適用于高壓、高濃度、大體積、低溫等條件下處理石化VOCs廢氣，處理率可達(dá)95%～98%。吸收法的處理效率主要取決于吸收劑的性能和吸收處理設(shè)備的水平。目前，煤油和柴油被廣泛用作吸收劑。吸收法在應(yīng)用過程中需要經(jīng)常更換吸收劑，操作過程復(fù)雜，成本高。

（三）冷凝法

冷凝過程是將VOCs轉(zhuǎn)化為廢氣冷卻加壓，使有機(jī)物達(dá)到過飽和狀態(tài)后冷凝分離。該方法利用有機(jī)物在不同溫度和壓力條件下的不同飽和度來分離VOCs廢氣中的組分。該方法更適用于高沸點、高濃度VOCs廢氣的處理，操作性強(qiáng)，過程控制方便，廢氣處理率可達(dá)50%～90%。目前主要用于化工行業(yè)的油氣回收。這種方法要求設(shè)備提供高壓和低溫條件。在設(shè)備運(yùn)行中，需要定期除霜。設(shè)備運(yùn)行維護(hù)要求高。由于制冷設(shè)備的特殊性和能耗大，建設(shè)和運(yùn)行成本高。在實際的VOCs處理中，為了降低廢氣處理成本，往往采用吸收和吸附相結(jié)合的方法。冷凝法的研究方向包括冷凝法與其他處理方法的結(jié)合應(yīng)用和處理系統(tǒng)的工藝穩(wěn)定性優(yōu)化設(shè)計。

（四）膜分離法

膜分離法是利用VOCs廢氣中的不同氣體組分在不同壓力下滲透膜，使VOCs廢氣中不同組分的氣體在膜的兩側(cè)富集，實現(xiàn)VOCs廢氣的分離。該方法非常適合于天然氣的分離純化。目前常用的分離膜材料是硅橡膠，常用的膜分離技術(shù)有蒸汽滲透、氣膜分離和膜接觸器。膜分離技術(shù)具有許多優(yōu)點，特別適用于高濃度、小流量的VOCs的分離和回收。膜分離技術(shù)設(shè)備成本高，膜組件成本高，膜的維護(hù)工作復(fù)雜。新型膜材料及分離系統(tǒng)的研究與開發(fā)是該技術(shù)的熱點和難點。

二、VOCs降解技術(shù)

（一）直接燃燒法

直接燃燒法是利用VOCs廢氣作為燃料或助燃劑進(jìn)行高溫燃燒的方法。直接燃燒法適用于有機(jī)物濃度高于爆炸上限的VOCs廢氣的處理。該方法設(shè)備和操作相對簡單，燃燒后處理率高達(dá)99%，特別適用于無回收價值、高濃度的VOCs廢氣，主要用于煉油廠、油氣田放空火炬、石化廠火炬等。

（二）熱力燃燒法

熱力燃燒法是利用輔助燃料對VOCs廢氣燃燒凈化的一種處理方法，適用于VOCs廢氣中有機(jī)物含量低，不能按自身燃燒熱值連續(xù)燃燒的情況。焚燒爐是一種常用的熱力燃燒設(shè)備。該焚燒爐結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備成本低，廢氣處理率高，能耗高，易產(chǎn)生二次污染。煉油廠氧化瀝青尾氣焚燒爐屬于熱燃燒處理裝置。在實際應(yīng)用中，需要對VOCs廢氣的濃度和流量進(jìn)行預(yù)處理，并配備完善的安全處理措施。

（三）催化燃燒法

催化燃燒法又稱催化氧化法或無焰燃燒法。反應(yīng)溫度為200～450℃。該方法利用固體催化劑和氧氣的催化氧化活性，將VOCs廢氣中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為H2O和CO2，實現(xiàn)VOCs的凈化，其目的是使催化燃燒法的反應(yīng)溫度遠(yuǎn)低于直接燃燒法。處理工藝安全，不產(chǎn)生二次污染，能耗小。有機(jī)物去除率達(dá)99%以上。該方法適用于處理無回收值和中等濃度的VOCs。催化燃燒法的催化劑主要是貴金屬和稀土氧化物，其中貴金屬催化劑以其優(yōu)異的性能在應(yīng)用中起主導(dǎo)作用，但當(dāng)有機(jī)物濃度超過一定范圍時，會導(dǎo)致催化劑中毒。

（四）蓄熱氧化法

再生氧化過程簡稱RTO。再生氧化反應(yīng)裝置由燃燒器、燃?xì)忾_關(guān)閥、燃燒室、再生器和控制系統(tǒng)組成。再生器中安裝的再生器主要由陶瓷材料制成。燃燒器安裝在燃燒室內(nèi)。這種燃料可以使用石油和天然氣。燃燒室的溫度通常在800℃～900℃之間。該方法可用于VOCs廢氣中的有機(jī)物氧化為H2O和CO2。在反應(yīng)器運(yùn)行過程中，VOCs廢氣通過再生器的方向不斷變化，再生器對VOCs廢氣進(jìn)行加熱，并將燃燒熱傳遞到再生器。蓄熱法是VOCs廢氣降解技術(shù)中一種應(yīng)用廣泛的處理方法。它基本上可以處理各種VOCs廢氣，具有濃度低、處理量大的特點，還可以處理含有少量固體顆粒和粉塵的廢氣。這種方法是在常壓下操作，由于占地面積大，處理系統(tǒng)需要配備大量的閥組和空氣分配器。

三、展望

石化企業(yè)在處理VOCs廢氣時，應(yīng)首先從工業(yè)生產(chǎn)源頭進(jìn)行減排，鼓勵VOCs廢氣的再利用。對高濃度VOCs廢氣，采用吸收法和冷凝法進(jìn)行回收利用。對中等濃度VOCs廢氣，采用分離膜法和吸附法進(jìn)行回收。對有回收價值的低濃度VOCs廢氣，可進(jìn)行回收;對無回收價值的VOCs廢氣，可采用破壞性方法進(jìn)行徹底處理，達(dá)標(biāo)排放。

參考文獻(xiàn)

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