化工行業(yè)有機(jī)廢氣治理新技術(shù)

文/本刊編輯部

特別策劃/環(huán)保技術(shù)

化工行業(yè)有機(jī)廢氣治理新技術(shù)

文/本刊編輯部

如何治理化工企業(yè)的VOCs？——隨著國內(nèi)空氣污染問題的日趨嚴(yán)峻，全國各地都出臺(tái)了《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》實(shí)施方案，對化工企業(yè)征收VOCs排污費(fèi)，化工企業(yè)作為VOCs的主要來源，企業(yè)的廢氣處理技術(shù)也成為關(guān)注的焦點(diǎn)。

據(jù)相關(guān)調(diào)查研究表明，VOCs的排放源中化工企業(yè)的排放量居全國工業(yè)VOCs排放源第一位。化工企業(yè)中VOCs的產(chǎn)生主要有兩種形式。

一是生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的廢氣排放，排放氣體中的污染物與化工生產(chǎn)工藝過程和工序工況條件有關(guān)，種類多且性質(zhì)差異較大，這種排放有組織性，排放量可以估算。

二是通過其他環(huán)節(jié)揮發(fā)產(chǎn)生，產(chǎn)生的VOCs由于具有很強(qiáng)的擴(kuò)散性和反應(yīng)活性，能夠在一定條件下經(jīng)過各種復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生轉(zhuǎn)化，該類形式產(chǎn)生的VOCs的排放量無法準(zhǔn)確估計(jì)，產(chǎn)生源的分析也存在困難。

化工行業(yè)VOCs治理新技術(shù)

當(dāng)下對VOCs的治理方法可分為兩類，一類是回收技術(shù)，另一類是銷毀技術(shù)。

回收技術(shù)的核心思想是首先將化工企業(yè)中產(chǎn)生的VOCs進(jìn)行吸收、過濾和分離，其次進(jìn)行提純等處理，最后展開資源化循環(huán)利用，傳統(tǒng)的回收技術(shù)包括：吸收技術(shù)、吸附技術(shù)和膜分離技術(shù)等。

銷毀技術(shù)則是通過不同的化學(xué)反應(yīng)，將VOCs轉(zhuǎn)化為其他無毒無害物質(zhì)排出，達(dá)到減排的目的。傳統(tǒng)的銷毀技術(shù)主要指燃燒技術(shù)。近年來發(fā)展起來的新技術(shù)包括泄漏檢測與修復(fù)（LDAR）技術(shù)、等離子體技術(shù)、生物技術(shù)和光催化等技術(shù)。

泄漏檢測與修復(fù)技術(shù)

泄漏檢測與修復(fù)（LDAR）技術(shù)可用于化工企業(yè)中VOCs的無組織排放的治理中，該技術(shù)是在常溫下實(shí)行，采用固定或者移動(dòng)檢測設(shè)備（包括光離子化、非分散紅外等）對化工企業(yè)生產(chǎn)中可能會(huì)產(chǎn)生VOCs泄露的設(shè)備或空間源進(jìn)行定期監(jiān)測，來確認(rèn)是否存在發(fā)生泄露的設(shè)備，最后通過修復(fù)超過一定濃度的泄露處，從而達(dá)到控制原料泄露對環(huán)境造成的影響。

展開LDAR技術(shù)的流程包括：

● 確定需求分析，進(jìn)行方案的編制，確定允許泄露值和泄露檢測頻率；

● 展開定量和定性檢測；

● 展開對泄露點(diǎn)的修復(fù)及修復(fù)后檢測，并進(jìn)行最后的評估。

低溫等離子體技術(shù)

低溫等離子體技術(shù)是近年來發(fā)展起來的另一種VOCs治理新技術(shù)。低溫等離子體技術(shù)治理VOCs的主要原理是在較高的電場強(qiáng)度下，利用介質(zhì)放電產(chǎn)生的等離子體以極快的速度反復(fù)轟擊廢氣中的氣體分子，去激活、電離和裂解廢氣中的各種成分，破壞VOCs分子的結(jié)構(gòu)。通過氧化等一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，使復(fù)雜大分子污染物轉(zhuǎn)變?yōu)橐恍┬》肿拥陌踩镔|(zhì)或使有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒無害或低毒低害物質(zhì)。

低溫等離子體技術(shù)動(dòng)力消耗低，裝置簡單，占地面積小，使用方便，近年來得到迅速發(fā)展。

催化氧化技術(shù)

催化氧化技術(shù)的工作原理是VOCs在250～450℃溫度的環(huán)境和相關(guān)催化劑的條件下，發(fā)生氧化反應(yīng)，生成二氧化碳和水，從而達(dá)到處理VOCs的目的。光催化技術(shù)是指在光照在半導(dǎo)體的條件下，當(dāng)光子能量高過催化劑的吸收閾值時(shí)，半導(dǎo)體的價(jià)帶電子能夠從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶，產(chǎn)生光生電子和空穴，繼而空氣中的納米顆粒物表面形成超氧負(fù)離子，最后和催化劑表面形成的羥基自由基將揮發(fā)性有機(jī)物轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水無毒無害物質(zhì)。

生物處理技術(shù)

生物處理技術(shù)最早是應(yīng)用于廢氣脫臭，而隨著對VOCs治理技術(shù)研究的不斷深入，該技術(shù)逐步被應(yīng)用于揮發(fā)性有機(jī)污染物的治理領(lǐng)域。生物處理技術(shù)的原理是將化工企業(yè)中產(chǎn)生廢氣流經(jīng)帶有液體吸收劑的吸收裝置，該裝置中培養(yǎng)有經(jīng)過馴化的特種微生物，該種微生物可將廢氣分解代謝，從而達(dá)到廢氣治理的目的。生物處理技術(shù)按照工藝科分為生物洗滌技術(shù)、生物過濾技術(shù)和生物滴濾技術(shù)等，其對應(yīng)的處理裝置分別為生物洗滌塔、生物過濾池和生物滴濾塔等。

治理組合拳

不同化工企業(yè)中VOCs組成成分、濃度和氣體流量均不同，因此在處理技術(shù)的選擇上需靈活運(yùn)用。光催化氧化技術(shù)是空間內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)污染物凈化最受關(guān)注的技術(shù)，其可在室溫的條件下利用紫外光降解有機(jī)污染物，將其轉(zhuǎn)化為無危害的二氧化碳和水。等離子體技術(shù)則可以和催化相結(jié)合，能夠大大提高VOCs的脫除效率，以及能量效率，是新型的VOCs無害化處理技術(shù)。生物處理技術(shù)則最有希望代替燃燒法和吸附法廢氣處理技術(shù)。