石化企业VOCs废气治理技术研究

杜晓峰

摘 要： 如果石化企业对VOCs的废气排放不加以治理，不仅会对空气造成一定的污染，还会对附近居民的身心健康造成一定的危害。因此，石化企业一定要重视对VOCs废气治理技术的提高。本文也主要以石化企业VOCs废气治理技术来展开。

关键词： 石化企业;VOCs废气;治理技术

【中图分类号】X511 【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）09-0229-02

现在，石化企业对VOCs废气治理技术研究普遍不够重视。VOCs废气排放有些是具有回收价值的，VOCs石化企业可以利用相关的废气回收技术对VOCs废气进行二次利用。但是更重要的是对VOCs废气进行排泄源头的减排。对石化企业来讲，VOCs废气治理技术应该作为一项重要的工作对待。

1 VOCs废气的简要概述

对于VOCs废气来说就是我们称之为的挥发性有机物，对于挥发性有机物来说烃类、氨类以及硫化物是其最为主要的成为，顾名思义VOCs废气是极为容易挥发的一种气体在室温夏饱和蒸气压超过133.3pa的情况下，而且对于VOCs来说其沸点一般是在550度到260度之间。只要在常温下这种VOCs气体就能够挥发成液体或者说有机的固体。在大气中VOCs气体能够形成一种光化学的烟雾，而且VOCs气体具有的毒性也是非常强的，对于我国现如今出现的M2.5来说VOCs废气是其形成之前的一个重要参与物。近些年来我国的污染物数量在现代工业不断发展和前进的背景下也在逐渐的曾姐，这对于人们的日常生活来说有着很大的危害和影响，因为为了能够根号的提高人们的生活质量以及生态环境就需要重视对VOCs气体的处理，相关的企业更需要重视VOCs尾气的排放以及创新和优化相关的处理工艺。但是对于我国目的VOCs废气处理极其来说并不成熟，在很多的企业和工厂中采用的仍然是传统的处理工艺，这种技术已然不能够很好的满足VOCs废气处理的需求，因此就给我国的环境造成很大的影响，所以为了能够更好的提高对环境的保护就需要不断的优化和改善VOCs气体的处理技术。

2 VOCs气体的来源和危害

对于VOCs废气来说其来源是非常广泛，所涉及得到的领域也是非常多的，在我国很多的工业中都会产生这种VOCs废气，同时对于VOCs来说其种类也是非常多的，不仅仅局限于一种。生活中、农业中、工程中以及交通中都会产生VOCs废气。在我国石油、煤以及天然气为原料的工业都是产生VOCs废气的来源，同时对于一些其他的工业来说也会产生这种VOCs尾气。我国的VOC废气排放量在2015年的时候就已经达到了2503万吨，由此可以看出我国的VOCs废气排放量是非常大的，在此之后最为严重的就是在工业中，其占据的比例是最大的，一般来说可以达到总量的百分之43，化工、石化以及工业的涂装喷漆又是VOCs排放较大的行业。

对于VOCs废气来说如果没有进行有效的处理就排放到环境和空气中，会给环境带来很大的影响，破坏生态平衡。如果说VOCs废气达到一定程度的时候还会给人体带来影响，严重的话还会造成死亡，因为在VOCs废气中芳香胺和多环芳烃都是具有致癌性的，而且人类细胞中的蛋白质也会与VOCs废气中的苯酸类发生反应，这样一来就会在很大程度上是蛋白质凝固。由此可以看出VOCs废气不仅仅会危害环境，还会给人们的生命安全带来威胁，因此就需要相关的部门增强对其的关注和重视，不断的创新和改善VOCs废气处理的技术，确保VOC废气符合标准之后再进行排放。

3 VOCs废气治理途径和技术

3.1 洗涤法

洗涤法的原理是：将石化企业排放的VOCs废气通过特定的系统进入到洗涤塔中，在VOCs废气进入洗涤塔时，洗涤塔中的填料床会将VOCs废气充分均匀的分布在洗涤塔内，而洗涤塔内含有能溶解VOCs废气的化学物质，这些化学物质能将VOCs废气进行吸收或者废除，从而使VOCs废气净化。使用洗涤法有很多的优点：第一溶解速度较快，在VOCs废气进入洗涤塔时，能够在很短的时间就与洗涤塔内的化学物质进行反应。第二操作比较简单。用洗涤法对VOCs废气进行处理，主要处理工具洗涤塔几乎不需要人工的系统操作，洗涤塔一般借助自动化技术进行控制.，不仅操作简单，而且效率也高。第三使用洗涤法具有较高的灵活性，VOCs废气中具体的气体性质并不是一成不变的，它可能会因为不同的原因发生不同的变化。而使用洗涤法对VOCs废气进行处理，洗涤塔能够根据VOCs废气中的气体性质去选择能与之相溶解的洗涤剂。

3.2 燃烧法

燃烧法主要分为两类，第一是催化燃烧法，第二是直接燃烧法。这两种燃烧法原理不一样，使用特点也不一样，效果也不一样。

首先是催化燃烧法，催化燃烧法对VOCs废气处理的主要作业是催化剂。石化企业产生的VOCs废气先经过进化换热，再经过加热使VOCs废气达到可以催化的温度，最后经过催化剂使VOCs废气进行有机分解。催化燃烧法具有一定的温度限制，对于VOCs废气中的气体性质也有一定的要求。值得我们注意的是，催化燃烧法如果控制不好温度更容易发生爆炸，需要我们提前做好相关的防爆措施。

其次是直接燃烧法。直接燃烧法相比于催化燃烧法的操作过程较为简单。直接燃烧法可以直接通过辅助燃料使VOCs废气达到可分解氧化的温度，对VOCs废气净化的程度也比较高。直接燃烧法使用的设备较为稳定，但是它对VOCs废气的化学成分有一定的要求，灵活性没有那么高。

3.3 光解法

介绍光解法，首先介紹其中的有极紫外光解法。有极紫外光解法对于VOCs废气处理时的反应温度、粉尘量、相对湿度都有一定的限度和要求，这种方法也不适用于高浓度的VOCs废气处理。但是有极紫外光解法具备了很多的优势，这种光解法的建筑设施占地面积较小，而且还能通过自动化技术进行操作，操作不仅简单，灵活性也高。使用有极紫外光解法，不用使用大量的能量物质就能够把VOCs废气分解转化。而且在达到条件和要求的情况下，它的净化效率也非常的高。

其次是无极紫外光解法。无极紫外光解法是借助微波发生器内产生的紫外光对VOCs废气进行分解氧化。使用这种光解法去除了对电极的使用，一系列由于使用电极而造成的氧化、损耗等问题也不会出现，能量损耗也非常的小。但是这种光解法的效率不高，受到加热的作用，其中的无极灯很容易出现不稳定现象，严重的甚至会熄灭。

3.4 生物法

生物法对VOCs废气处理的效率较高，而且效果也很明显。利用生物法对VOCs废气进行处理的具体步骤主要为三步：第一步，将需要处理的VOCs废气和水溶解在一起形成混合性的污水。第二步，通过对VOCs废气中的气体性质进行分析，选择相应的微生物放入到混合性污水中，并将污水中的VOCs废气进入到微生物体内。第三步，进入到微生物体内的VOCs废气被微生物分解消化，从而使VOCs废气中的有害气体得以废除。使用生物法对VOCs废气进行分解和利用具有许多明显的优势。首先它的费用非常的低，不需要花费高的成本对一些设备进行购买，大多的消费是用于对微生物前期的驯化和为微生物添加营养物质，但是微生物生长的后期就不再需要进行驯化也不需要添加营养物质。其次，利用生物法对VOCs废气处理的程度较高，不仅不会有第二次污染，而且最后分解的物质大多是良性的。值得一提的是，生物法也可以进行自动化控制，在运用生物法对VOCs废气进行处理时，只是相关工作人员进巡视即可。而且生物法的运行还比较稳定，运行时间也较长，非常值得推荐使用。

3.5 吸附法

VOCs气体吸附可以使用活性炭、硅胶、分子筛等，但是运用最多的就是活性炭。吸附法的主要原理是，使用相关的吸附剂与废气中的油气、空气结合，组成相关结合力大小，从而使一定的空气和油气之间进行分离。使用吸附法对废气进行处理，在石化工业中比较常见。2000年时，美国活性炭吸附法在油气回收市场中所占比例已经达到了45%。而现在，我国的石化企业对活性炭吸附法的使用和发展也有了很大的提升。使用吸附法对废气的去除率较高，在VOCs处理上也广泛的应用。但是吸附法也有它的缺点。对沸点较高的VOCs需要热再生，然而，热再生的费用比较高，它所产生的蒸汽还会产生一定的废水，而且还有自燃的风险。因此，在使用活性炭吸附法时，一定要注意与一些沸点较高的物质进行分离，比如沥青、有机硫化物、辛醇等。

3.6 冷凝法

使用冷凝法对VOCs废气处理的原理是：利用相关物质在不同的温度下会出现不同饱和蒸汽压，从而使废气中的各种不利成分得以分离。冷凝法使用的冷却剂可以是水，制冷剂，液氮，低温盐水等。冷凝法使用的冷凝器有直接接触式和表面换热式两种形式，使用冷凝器的冷凝集数也有高低之分。在1970年代中后期，第一代冷凝法在美国迅速得到运用，当时采用的是三级制冷工艺。冷凝法在美国油气回收市场的占比大概是15%至20%左右。对于石化企业的废气处理，冷凝发也是一个比较受用的方法冷凝方法。但是冷凝板也会受到气液相平衡的限制，对VOCs废气的去除率也不够高，而且制冷压缩机作为动设备故障率也比较高。因此，冷凝法不适合于对废气末端的处理。现在，国内外大多采用的是吸附加冷凝组合的工艺，这两者工艺的结合一定程度上弥补了冷凝法和吸附法的不足，但是却有耗能较高的缺点。

3.7 氧化法

氧化法在治理VOCs废气的各种方法中可以说是最为合适的一种方式，这种方法的原理就是通过氧化反应来使VOCs废气形成水和二氧化碳，然后在进行排放，这样一来就能够在最大程度上降低对环境的危害和影响，同时还能够进行废气的二次利用。在我国热氧化法以及催化氧化法是氧化法的最主要的两种氧化方式，对这两种氧化的方式老来寿热氧化法的处理效率比催化氧化法是更高的，因此在我国倍受人们的广泛应用和推广，但是就处理的速度来说催化氧化的方式又是更高的，因此在应用的过程中就可以根据实际的需要来进行VOCs废气的处理，来实现处理的最终目的。热氧化法：对于热氧化法来说，这是一种较为简单同时又是较为容易操作的VOCs废气处理方式，在热氧化法中又可以进行分类，例如间壁式、燃烧式以及蓄热式，划分这些类型主要是依据其对热量的回收方式，在废气热氧化处理的时候为了能够实现成本的最低化通常来说会将这几种的方式进行综合的使用，这样就能够在最大的程度上进行VOCs废气的处理。催化氧化;对于一些的企业来说为了能够实现热回收效率的最大化就会在进程VOCs废气处理的时候采用催化氧化法，这种氧化的方式在进程VOCs处理的时候通长是通过催化剂的使用来实现VOCs废气的处理，同时还能够有效的降低能源的消耗。对于催化氧化法来说在选取催化的时候一般会采用非贵金属的催化剂，然后再与粘合剂进行混合使用，这样就能够在最大程度上实现热回收效率的提升。

3.8 低温等离子法

在VOCs废气处理的工艺中低温等离子法也是其中极其重要的方式，对于VOCs处理的效率来首也是非常好的，因此在我国很多的工厂和企业都在应用。对于低温等离子法来说其是一种交叉的综合性技术，也就是在低温等离子法中其包含和物理学、生物学、化学以及环境学等多种的学科。等离子体中的高能电力在进行VOCs气体分解的过程中有着十分重要的作用和意义，VOCs废气在进行低温等离子处理的时候其中的气体分子会和几万度的高能电子发生碰撞，对于这种碰撞来说是弹性的，然后这些分子就会将其中的能量转化成内能，然后形成一种活跃的状态。通常来说在电子能力小于10eV的时候这些分子就会活性的自由基，这样一来在进行定向的化学反应之后就能够被有效的脱除，从而达到处理的效果，对于低温等离子法来说电子的密度、气体的温度以及电子的平均能量都会直接的影响到化学反应的类型，从而影响到处理的效果。

4 VOCs处理技术的前景

近些年来由于我国的VOCs废气排放量越来越大，因为国家对于VOCs行业领域的监管力度也在不断的提高，越来越多的技术规范和要求被提出，为了就是能够很好的提高对VOCs废气的处理效果。VOCs废气处理技术在环保行业的发张过程中必然会更加的多元化，但是对于一些的处理工艺来说仍然是最为主要的工艺、例如等离子处理法、吸收法好光催化法等。

5 结束语

对VOCs废气的处理是石化企业必须的工作。在考虑运用哪种方法对VOCs废气进行处理时，可以根据石化企业所产生VOCs废气的气体性质。对VOCs废气的处理不仅仅是要求对其进行分解，还要求对一些可以二次利用的氣体进行提取利用。本文主要介绍了几种对VOCs废气处理的方法，希望能提供一定的借鉴意义。

参考文献

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