VOCs廢氣治理技術效率及其影響因素

尹艷如

（江蘇藍海工程設計咨詢有限責任公司，江蘇 連云港 222000）

0 引言

VOCs廢氣中包含了多種化合物，如酚、脂、酮、醛、烴等散發到空氣之后，通過滲透方式會進入到人體之中，給人們健康造成較大危害。以多環芳烴為例，它的致癌性相對較強，一旦人們在含有這種氣體的環境生活、工作時間較長時，即會增加患癌癥的概率。另外，VOCs廢氣散發至空氣中后，會間接對臭氧層造成破壞。所以在現代工業文明發展中對VOCs廢氣的治理十分重要。

1 VOCs廢氣治理技術及其效果分析

1.1 活性炭吸附技術

該技術以VOCs廢氣中的烴分子與具有吸附性能材料之間的親和作用為基本原理。應用時一般通過吸附、吸附劑飽和、抽真空再生（或者選擇惰性氣熱再生），解吸污染物并對吸附劑進行二次應用[1]。從應用效果看，該技術工藝簡單、能耗較少、兼容性好、處理效率相對較高，因此在應用推廣方面比較容易，適用于化工產品生產、產品貯藏、產品運輸方面的VOCs廢氣治理。

1.2 溶液吸收技術

溶液吸收包括不揮發性溶液、低揮發性溶液等，從原理上看，主要是通過溶液與有機烴之間的親和性為準，利用溶液將有機烴從VOCs廢氣進行吸收。應用經驗表明，吸收通常只是將有機物進行轉移，并不能實現分解。但是由于該技術投入成本低、運營費用少、治理效果穩定，受到了市場的青睞。目前，在石化VOCs廢氣治理方面的應用相對較好，尤其是在高壓力、高濃度、低溫度條件下，處理率可以達到95%到98%。

1.3 等離子凈化技術

等離子處理技術也被稱為低溫等離子處理技術，主要是借助集合了大量正負帶電離子、中性離子低溫等離子態（屬于準中性氣體），在高頻率反復轟擊條件下實現對異味氣體分子的轉化。簡單講，就是利用化學反應原理，將有害氣體轉化為無害氣體。該技術使用的裝置簡易、容易操作、占用空間相對較少。由于對二氧化碳選擇性較低，易產生二次污染問題。而且，當應用方法存在錯誤時要求配套地對技術進行改進與優化。由于電子能量不大于10ev，因而在石油化工中方面的廢氣處理效果相對較好，但是在具體應用中要求操作人員對電子的平均能量、密度、氣提溫度等進行全面而有效的控制[2]。

1.4 燃燒處理技術

燃燒處理技術類型較多，包括了熱力、催化以及常用的直接燃燒法。以直接燃燒法為例，要求在高溫條件下將VOCs廢氣當作燃料進行應用，設備簡單易操作、處理效率可以達到99%，適用于石油化工廠瓦斯火炬、油氣田放空氣體火炬、煉油廠等之類VOCs廢氣濃度高、回收價值較低的地方。以熱力燃燒法為例，以燃燒凈化原理為準，用輔助燃燒實現對VOCs廢氣的治理[3]。從適用性看，在低含量有機物及其燃燒持續性較低的條件下，應用焚燒爐可以較好地達到燃燒處理目標。雖然在成本投入、設備結構、處理效率方面的優勢比較明顯，可是二次污染現象也極易發生。目前在煉油廠氧化瀝青尾氣治理時需要先進行濃度、流量方面的預處理，再檢查無風險后可以妥善地應用該方法。催化燃燒法見下圖1：

圖1 催化燃燒法示意

1.5 微波催化氧化技術

該技術主要是以化學反應作為基本原理，對反應溫度控制條件十分嚴格。從實踐經驗看，將反應溫度控制到200到450攝氏度時，可以通過應用氧化、固體催化劑，在微波催化氧化后實現對VOCs廢氣的轉化、凈化治理目標，將工業廢氣中的有機物轉變為二氧化碳和水。目前，該方法在有機物去除方面，已經能夠達到99%的去除率。而且，在處理VOCs氣體方面的應用經驗表明該技術具有吸附能力強、消耗成本少、工作效率高、縮短廢氣吸附時間等優勢。尤其是它與污水處理技術方面存在經驗方面的相似性，可以吸收相關經驗，增強對該技術的應用效果[4]。

2 工業廢氣技術治理效率影響因素

2.1 技術因素

首先，從現用的工業廢氣治理技術看，雖然不同的技術可以起到一定的專業治理效果，可是由于治理技術本身的革新速度較慢，治理技術應用時二次污染的弊端仍然存在。其次，在全球社會主義市場經濟一體化發展背景下，工業廢氣治理已經成為全球性的共同難題，新型技術的持續創新發展，雖然能夠在局部起到化解二次污染的問題，可是，我國屬于發展中國家，在新技術的知識產權創造方面相對滯后。第三，在新時期的工業產業化時，分工越來越細、行業資源整合速度相對加快，但是，工業廢氣治理技術的工藝選擇過程中，大部分企業僅考慮成本投入小、效果立竿見影等需求，忽略了工藝技術選擇時的針對性、全面性，從而造成了對治理技術系統性應用不足的情況。

2.2 設備因素

工業廢氣治理時需要配置一定的設備，如直接燃燒技術應用時需要應用高爐火炬裝置、排空火炬裝置、瓦斯火炬裝置等。可是由于VOCs廢氣中的化學物種類較多，在不同的行業應用工業廢氣治理技術時，不能排除直接購買設備不能滿足實際需求的情況。此時，對于舊設備的改造、新設備的購置均十分必要。尤其是自2018年開始實施“互聯網+”改革后，舊設備的信息化改造，盡管提升了應用效率，同時也增加了設備的運行負擔。加上改造設備與新設備之間的聯合應用，進一步縮短了舊設備的使用壽命。

2.3 人才因素

新一輪工業化改革過程中，我國大部分工業類企業已經完成了新舊人才的更新換代，并且，根據實際選擇的治理技術，可以設置相應的崗位、配置對口型專業技術人才。然而，在治理技術的應用管理方面，由于缺乏對工業廢氣治理技術應用產業鏈條的全面剖析，往往忽略了研發設計人才、運維管理人才的引進與培育，容易導致技術專業應用較好、治理效率較低的矛盾現象。因而，在新時期仍然需要從現代人力資源管理的角度，更為合理地調整人才結構。

3 工業廢氣治理技術應用效率提升措施

3.1 加大技術研發，優化廢氣治理技術

在現代工業廢氣治理過程中，建議企業從治理技術產品生產制造產業鏈條角度出發，合理地配置各項資源，滿足技術研發需求。例如，目前大部分企業在VOCs廢氣治理技術應用時，往往會根據所在行業、經營業務，選擇匹配的治理技術。此時，企業可以通過產品經理，對現用工業廢氣治理技術進行全面評估。然后，根據優化目標、優化環節（如技術產品設計環節、材料環節、運維環節等）構成要素，設置對應的優化指標。最后，按照“優化要素-優化指標”的對應關系，配置相應的資本、人才、場地、數據等資源，推進對相關技術的優化等。如果存在難度較大的優化需求，建議選擇與科研機構合作的方式。

3.2 增加資金投入，更新廢氣治理設備

現階段，在舊設備改造、新設備購置應用條件下，形成了新舊設備混用的現象，容易使改造后的設備損耗增大、壽命縮短，并降低新設備的使用效率。因此，建議在“十四五”建設階段，積極以數字化作為牽引方向，盡可能結合多元方式籌集資金，增加VOCs廢氣治理設備方面的資金投入。如此，有利于通過全面更新廢氣治理設備，而在整體上提升治理技術的應用效率，延長設備使用壽命、擴增治理設備應用效用。需要注意的是，設備使用過程中存在一定的損耗，缺乏匹配的設備運維管理時，容易增加損耗成本并使追加投資變得愈加困難。因此，建議在更新廢氣治理設備的過程中，盡可能按照設備使用要求，做好設備系統性應用方案設計，將損耗成本降低到最小程度。

3.3 加強人才培養，提高技術應用效果

首先，建議運用現代人力資源管理方案，從檔案管理出發，對現有人才的類型、數量、技術水平、綜合素質等進行全面評估。其次，以評估結果為準，設置VOCs廢氣治理技術應用專題，先從產業鏈條角度出發，梳理清楚此類技術產品生產制造、安裝應用的基本流程，使現用人才能夠從整體上對其有一個全面理解，實現對其知識結構的優化。第三，應該從工業廢氣治理技術產品產業鏈條構成環節出發，結合工業廢氣治理技術設計人才、治理技術安裝人才、治理技術使用人才、治理技術及設備運維管理人才等，全面地開展相關技能培訓[5]。從當前的實踐經驗看，建議運用現代人才資源管理中的團隊管理方法，將培訓后具備綜合素質的人才，按照專業優勢配置到對應的治理技術應用崗位，使其在具體崗位上通過履行職責發揮專業優勢，在整體上借助協同合作方式，擴大協同效應。進而打造出一支綜合素質全、工業廢氣治理技術應用技能好的專業團隊，以此提高相關技術應用效果。

4 結語

總之，在新一輪的工業化改革過程中，我國工業實現了向集約化方向的轉型，并且形成了生態文明主導下的工業文明可持續發展態勢。通過以上初步分析可以看出，新時期工業廢氣治理技術相對較多，專業化的治理效率較高。然而，受到技術、設備、人才等因素制約，在工業廢氣治理方面的產業化仍然處于初級發展階段。因此，建議在“十四五”建設階段，積極加大在技術研發、增加資金投入、加強人才培養，從而實現對廢氣治理技術的優化、設備的更新、技術應用效果的提高等目標。