化工企業VOCs治理技術研究進展

陳傳斌 鄭達 豆閌

摘要：VOCs是造成霧霾天氣頻繁發生的主要原因之一，而工業源是VOCs污染的主要來源。因此，化工企業VOCs治理技術的發展受到了社會和人們的廣泛關注。基于此，本文針對化工企業VOCs治理技術的發展情況進行一定的探討，分析幾種常用VOCs治理技術的優缺點，最后對化工企業VOCs治理技術將來的研究進展做出了展望。

關鍵詞：化工企業;VOCs治理技術;進展

中國分類號：X701 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）11-00-02

Abstract：VOCs are one of the main causes of frequent haze weather，and industrial sources are the main source of VOCs pollution.Therefore，the development of VOCs governance technology in chemical companies has received extensive attention from society and people.Based on this，this paper discusses the development of VOCs governance technology in chemical enterprises，analyzes the advantages and disadvantages of several common VOCs treatment technologies，and finally forecasts the future research progress of VOCs governance technology in chemical enterprises.

Keywords：Chemical enterprises;VOCs governance technology;Progress

VOCs（揮發性有機物）是化工企業生產過程中所排放的有機廢氣，其中烴類、酮類、醛類和醇類等都是有害氣體，嚴重威脅著人類的生命健康。而且化工企業所排放出來的VOCs常為易燃易爆氣體，稍不注意或者排放量超標，就有可能造成火災爆炸事件的發生，給人類生命和財產帶來危害。所以，解決化工企業VOCs的治理問題迫在眉睫。針對化工企業的這一行為，管理部門頒發了大量有關VOCs污染物的排放標準，同時加大了對化工企業VOCs治理技術發展的重視，希望通過科學技術來治理VOCs污染物，降低工業生產對環境所帶來的污染。

1 化工企業 VOCs 的來源及危害

1.1 化工企業VOCs的來源

相關資料顯示，在全國工業VOCs 排放源中，化工企業所排放的VOCs排放量占據首位。而根據對化工企業的具體生產過程來看，有三個環節會排放 VOCs，即：化工企業生產過程、儲存和裝卸過程以及廢水集輸過程等。比如說，煉制過程中產生的脫硫醇尾氣、堿渣再生氣等。而油品中間罐、成品油儲罐等在儲存和裝卸過程中，也會逸散廢氣。

1.2 化工企業 VOCs 的危害

化工企業所排放的VOCs主要包含烴類、 酮類、醛類和醇類等，這些大多都是有害物質，且可燃性高，給人類和社會安全帶來很大危害。

首先，造成環境污染并危害人類健康。根據毒性大小排序的話，VOCs 中硫化物的毒性最大，其次為芳香烴，毒性最小的為烷烴。很多化工企業VOCs 排放大多都是無序排放，這樣的排放形式會給環境帶來很大的影響。相關人員研究發現，人體能直接或間接的吸收揮發出來的苯系物，損害著人體的中樞神經系統，當空氣中的苯濃度超過2%時，人們就會出現中毒現象，甚至引起死亡。而硝基苯則可影響肝、脾以及神經系統的功能等。

其次，容易引起安全風險。近年來，關于化工企業發生氣體爆炸、造成大量人員傷亡以及財產損失的報道很多，之所以出現這種情況，和化工企業自身所排放的VOCs有直接的關系。當VOCs濃度較高時，遇到靜電或者火花時，很容易發生爆炸，引起安全風險。

2 化工企業VOCs治理技術

根據對當前相關資料的整理，和對化工企業VOCs治理技術的了解發現，目前關于化工企業VOCs治理技術，主要包含兩種，即回收技術和去除技術。具體如下圖所示。

當前，在化工企業VOCs治理中，使用最多，發展又比較成熟的治理技術主要有以下幾種：

2.1 冷凝技術

冷凝法是利用有機物質在不同溫度和壓力條件下的飽和度不同對 VOCs 廢氣中各組分進行分離。該法操作性強，處理率比較高，可達到50%-90%，目前，被化工企業用到油氣回收中。但要特點注意，冷凝法對設備有一定的要求，需要設備提供低溫和高壓條件，而且對設備的運行和維護要求也比較高，要定期對設備進行除霜工作，運行起來所投入的成本相對較高，能耗也比較大。在對化工企業 VOCs廢氣治理中，若想將成本降低，最好將此方法和吸附法、吸收法聯合使用，目前，比較常用的技術是冷凝+吸附工藝，此工藝系統獨立性較強，可直接獲得液體油品。

2.2 膜分離技術

膜分離法主要是利用VOCs廢氣中不同組分在通入選擇性膜時，只有部分氣體能通過選擇性膜，以此實現VOCs廢氣的分離。該技術屬于選擇性透過技術，具有處理費用比較低的優點，適用范圍比較廣。根據膜分離法的工作原理來看它比較適用于天然氣的化工分離和提純。在分離膜材料方面，目前聚二甲基硅氧烷是比較好的分離膜材料。而蒸汽滲透、膜接觸器和氣體膜分離在化工企業中比較常用。雖然說膜分離法的處理費用低，但設備成本和膜元件造價都比較高，膜維化工護工作也比較的復雜，使其在很多時候只作為冷凝前的處理工序。由此來看，加強分離系統和新型膜材料的研發是此技術將來的重點。

2.3 吸附技術

吸附法是針對VOCs 廢氣中的烴類來說的，其主要原理是選擇具有良好吸附性的材料，與VOCs 廢氣中烴分子進行親和作用，來吸附烴類。當吸附劑達到飽和時，利用熱蒸汽或氮氣對吸附的污染物進行解吸。一般來說，吸附劑是可以循環利用的，只要按照操作流程進行處理可以多次使用。吸附法是化工企業中一種極為重要的VOCs廢氣治理技術。其中活性炭纖維、多孔粘土礦石、顆粒活性炭、分子篩和高聚物吸附樹脂等都是比較常用的吸附劑，但由于活性炭吸附效果好，價格比較低廉，應用較廣。但活性炭吸附法也有一定的缺點，其具體如下表所示：

3 研究進展

在當前大氣污染物中，VOCs是除粉塵以外的第二大污染源，對人類和環境都帶來了不可估量的危害，受到了人們的高度重視。加強對化工企業VOCs 排放的控制，成為了當前降低霧霾天氣急需解決的問題，而采取有效措施和利用科學先進的治理技術是降低VOCs的有效途徑。近年來，VOCs治理技術得到了快速的發展，并在應用中取得了一定的成效。通過以上對化工企業中所用到的VOCs 治理技術也可以看出，很多技術都有自己的優勢，對VOCs 治理都能發揮有效作用。同時也可以看出，每項技術還都不很成熟，但都有自己的發展前景。化工企業在VOCs治理過程中需根據企業自身廢氣排放的特點，結合各種技術的優勢，選擇適用于自己的治理技術，方能有效解決企業VOCs污染問題。

參考文獻

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收稿日期：2019-09-09

基金項目：江蘇省環保科研課題經費（2016016）;國家重點研發計劃“大氣污染成因與控制技術研究”專項（2016YFC0209200）。

作者簡介：陳傳斌（1989-），男，漢族，碩士，中級工程師，研究方向為揮發性有機物污染防治技術開發及工程應用。