化工行業VOCs治理技術研究

楊華

摘要：VOCs產生的土壤污染主要是通過其產品，也就是植物來表現。以降低VOCs對環境以及人體產生的危害為目的，提出一系列的VOCs治理技術。不同的VOCs治理技術使用的原理、針對的VOCs類型以及適用范圍存在較大差異。為了提高VOCs的治理效果，對現階段發展較為成熟的VOCs治理技術及其研究進展進行詳細分析。

關鍵詞：化工行業;VOCs治理技術;應用

前言

VOCs是揮發性有機化合物，也是工業生產、制藥和涂料等化學生產過程中產生的有機物。由于VOCs種類繁多，不同類型的VOCs具有不同的物理和化學性質，因此VOCs產生的影響程度和范圍相對較大。在紫外線作用下，VOCs中的烴類物質與氮氧化合物發生反應生成臭氧，加重溫室效應，對環境質量以及人體健康造成危害?？諝庵械腣OCs中有一部分溶解于水中，產生具有難聞氣味的難降解有機物，對環境造成嚴重危害。

1VOCs控制技術

1.1吸收法

通過吸收設備使廢氣中的污染組分被吸收凈化的過程，如用石灰乳液吸收煙氣中的二氧化硫，用堿性溶液吸收尾氣中的氮氧化物。

1.2吸附法

吸附法已廣泛應用于凈化室內空氣、大氣污染治理、石油化工、煤化工等領域VOCs的回收處理。其原理是利用多孔、比表面積較大的粒狀活性炭、碳纖維、硅膠、人工沸石等吸附劑，將VOCs中的污染組分吸附在固體表面，利用吸附劑的吸附、脫附性能達到凈化回收目的，吸附法適用于中低濃度有毒有害氣體的凈化，目前主要采用的方法有直接吸附法、吸附—回收法、吸附—催化燃燒法。

1.3氧化燃燒法

VOCs大多數是易燃燒的有機化合物，根據燃燒溫度不同，氧化燃燒技術可分為直接燃燒、蓄熱式燃燒和催化氧化燃燒。直接氧化燃燒是將VOC作為燃料與空氣充分接觸，直接燃燒的處理方法;催化氧化燃燒是通過加入催化劑，使VOCs在較低的溫度下充分氧化分解;蓄熱式氧化法是通過蓄熱陶瓷從處理后氣體中吸收并儲存熱量，再將熱量釋放給入口的低溫廢氣。

1.4生物降解法

一般包括3個步驟：（1）廢氣中的VOCs首先同水接觸并溶解于水中;（2）VOCs在濃度差的推動下進一步擴散到生物膜，并被其中的微生物捕獲;（3）進入微生物體內的有機污染物作為能源和營養物質被分解轉化成無害的化合物。生物處理法相比傳統工藝投資少、運行費用低、操作簡單。

1.5光催化降解法

光催化是藤島昭教授在1967年發現的，是以半導體材料為催化劑，以光為能量，將揮發性的有機污染物分解為CO2和H2O。以鈦酸丁酯為前驅體，采用溶膠-凝膠法制備了TiO2光催化涂料，在紫外燈照射下，涂料對NOx氣體的降解率在5min內可達85%。利用光沉積法制備的MoS2/CaIn2S4復合光催化劑，可以將甲苯和甲醛的降解速率提高2～3倍。

2煤化工行業VOCs治理

2.1污水處理裝置VOCs治理

2.1.1堿洗系統

堿洗系統主要用來處理臭氣中的硫化氫等酸性氣體，通過在塔內噴淋堿液，使堿液與廢氣逆流接觸，利用化學吸收法，使廢氣中的酸性氣體（如硫化氫）吸收在洗滌液中，達到去除酸性污染物的目的。

2.1.2生物濾池

生物濾池由預洗、滴濾、過濾三段組成?；旌蠚怏w首先在預洗區加濕除塵并去除可溶性有害氣體，之后進入生物滴濾區，VOCs氣體由塔底進入，在流動過程中與生物膜接觸而被凈化，凈化后的氣體由塔頂排出進入過濾塔，與已經接種掛膜的生物濾料接觸而被降解，最終生成CO2和H2O，凈化氣體由頂部排出。

2.1.3光催化氧化

光催化氧化幾乎對所有的細菌、病毒和有機物起到強效分解作用，在紫外線光束照射下，將廢氣中的三甲胺、甲硫醇、甲硫醚、甲苯等化合物的分子鏈斷裂并降解為低分子化合物，如CO2、H2O，從而減少其對環境的污染。

2.1.4活性炭吸附

處理后殘余的VOCs有機廢氣通過活性炭床，利用吸附劑的多孔結構，使廢氣中的VOCs被吸附劑吸附。堿洗作為預處理工藝，主要去除廢氣中的硫化氫等酸性氣體及一些水溶性介質;處理效率10%～40%，生物濾池作為主處理工藝，處理效率60%～80%，光氧催化作為輔助處理工藝，處理效率30%～70%，活性炭吸附處理效率60%～90%，采用以上四種組合工藝，可以達到國家排放標準要求。

2.2罐區VOCs治理

罐區VOCs大多為無組織排放，回收難度大，目前國內對罐區儲罐可回收利用的VOCs優選用冷凝、吸收、吸附等技術將其回收利用，不能回收利用的VOCs最終選用燃燒等技術。根據《石油化學工業污染物排放標準》（GB31571—2015），采用單一回收技術很難達到排放要求，一般采用組合工藝。

3 VOCs治理技術研究趨勢

在現有的廢氣治理方法中，等離子體治理技術具有很多優點。從人體健康和環境兩方面考慮，應該尋找更有效的治理VOCs的方法。利用現代、清潔的工藝，在石化工業中，不但可以提高原油的轉化率和使用率，而且還能降低污染物的排放;應該優先進行再燃，有效、及時地控制由VOCs引起的氣體形成，這對建筑和石油化工等行業同樣重要?？萍嫉奈磥戆l展依賴于科技的進步，國家將支持和鼓勵更好地治理揮發性有機物。這類材料的處理是通過對揮發性有機物的處理和綜合應用來優化處理，以得到更好的結果。

結束語

針對VOCs自身的揮發性和毒性等物理特性，提出一系列VOCs治理技術。從VOCs治理技術的研究進展來看，VOCs治理技術正逐漸由單一化向集成化和高新化轉型，并將部分治理效果佳、經濟成本較低的技術投入到實際的工業、化學生產領域，對于環境污染的管理工作具有重要意義。

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