淺析工業廢氣污染治理技術

李倩

摘?要：本文介紹了吸附法、吸收法、冷凝法和膜分離法四種VOCs 廢氣治理技術和直接燃燒法、熱力燃燒法、催化燃燒法、蓄熱氧化法四種VOCs降解技術。

關鍵詞：工業廢氣?治理?VOCs

一、VOCs 廢氣治理技術

（一）吸附法

吸附法是利用吸附性能好的材料與VOCs廢氣中烴類分子的親和力來吸附VOCs廢氣中的烴類。吸附劑達到飽和后，采用真空再生法或惰性氣體熱再生法對吸附的污染物進行解吸，處理后的吸附劑回用。VOCs廢氣吸附材料主要有活性炭、分子篩和硅膠等，活性炭是最常用的。吸附法適用于處理氣流穩定、成分簡單、濃度低的VOCs廢氣，去除率可達90%。吸附法具有能耗小、工藝簡單、處理率高等優點，應用廣泛，易于推廣。廢氣處理技術的難點在于吸附劑飽和后的再生處理增加了運行成本和二次污染風險。因此，研究開發新型吸附劑制備及更節能環保高效的脫附技術是吸附法的研究方向。

（二）吸收法

吸收法是利用低揮發性和非揮發性的溶劑和VOCs，廢氣中有機烴的親和力從廢氣中吸附有機烴，然后根據有機烴分子和吸收劑的不同物理性質進行分離。該技術廣泛應用于石油化工生產、儲運過程中。適用于高壓、高濃度、大體積、低溫等條件下處理石化VOCs廢氣，處理率可達95%～98%。吸收法的處理效率主要取決于吸收劑的性能和吸收處理設備的水平。目前，煤油和柴油被廣泛用作吸收劑。吸收法在應用過程中需要經常更換吸收劑，操作過程復雜，成本高。

（三）冷凝法

冷凝過程是將VOCs轉化為廢氣冷卻加壓，使有機物達到過飽和狀態后冷凝分離。該方法利用有機物在不同溫度和壓力條件下的不同飽和度來分離VOCs廢氣中的組分。該方法更適用于高沸點、高濃度VOCs廢氣的處理，操作性強，過程控制方便，廢氣處理率可達50%～90%。目前主要用于化工行業的油氣回收。這種方法要求設備提供高壓和低溫條件。在設備運行中，需要定期除霜。設備運行維護要求高。由于制冷設備的特殊性和能耗大，建設和運行成本高。在實際的VOCs處理中，為了降低廢氣處理成本，往往采用吸收和吸附相結合的方法。冷凝法的研究方向包括冷凝法與其他處理方法的結合應用和處理系統的工藝穩定性優化設計。

（四）膜分離法

膜分離法是利用VOCs廢氣中的不同氣體組分在不同壓力下滲透膜，使VOCs廢氣中不同組分的氣體在膜的兩側富集，實現VOCs廢氣的分離。該方法非常適合于天然氣的分離純化。目前常用的分離膜材料是硅橡膠，常用的膜分離技術有蒸汽滲透、氣膜分離和膜接觸器。膜分離技術具有許多優點，特別適用于高濃度、小流量的VOCs的分離和回收。膜分離技術設備成本高，膜組件成本高，膜的維護工作復雜。新型膜材料及分離系統的研究與開發是該技術的熱點和難點。

二、VOCs降解技術

（一）直接燃燒法

直接燃燒法是利用VOCs廢氣作為燃料或助燃劑進行高溫燃燒的方法。直接燃燒法適用于有機物濃度高于爆炸上限的VOCs廢氣的處理。該方法設備和操作相對簡單，燃燒后處理率高達99%，特別適用于無回收價值、高濃度的VOCs廢氣，主要用于煉油廠、油氣田放空火炬、石化廠火炬等。

（二）熱力燃燒法

熱力燃燒法是利用輔助燃料對VOCs廢氣燃燒凈化的一種處理方法，適用于VOCs廢氣中有機物含量低，不能按自身燃燒熱值連續燃燒的情況。焚燒爐是一種常用的熱力燃燒設備。該焚燒爐結構簡單，設備成本低，廢氣處理率高，能耗高，易產生二次污染。煉油廠氧化瀝青尾氣焚燒爐屬于熱燃燒處理裝置。在實際應用中，需要對VOCs廢氣的濃度和流量進行預處理，并配備完善的安全處理措施。

（三）催化燃燒法

催化燃燒法又稱催化氧化法或無焰燃燒法。反應溫度為200～450℃。該方法利用固體催化劑和氧氣的催化氧化活性，將VOCs廢氣中的有機物轉化為H2O和CO2，實現VOCs的凈化，其目的是使催化燃燒法的反應溫度遠低于直接燃燒法。處理工藝安全，不產生二次污染，能耗小。有機物去除率達99%以上。該方法適用于處理無回收值和中等濃度的VOCs。催化燃燒法的催化劑主要是貴金屬和稀土氧化物，其中貴金屬催化劑以其優異的性能在應用中起主導作用，但當有機物濃度超過一定范圍時，會導致催化劑中毒。

（四）蓄熱氧化法

再生氧化過程簡稱RTO。再生氧化反應裝置由燃燒器、燃氣開關閥、燃燒室、再生器和控制系統組成。再生器中安裝的再生器主要由陶瓷材料制成。燃燒器安裝在燃燒室內。這種燃料可以使用石油和天然氣。燃燒室的溫度通常在800℃～900℃之間。該方法可用于VOCs廢氣中的有機物氧化為H2O和CO2。在反應器運行過程中，VOCs廢氣通過再生器的方向不斷變化，再生器對VOCs廢氣進行加熱，并將燃燒熱傳遞到再生器。蓄熱法是VOCs廢氣降解技術中一種應用廣泛的處理方法。它基本上可以處理各種VOCs廢氣，具有濃度低、處理量大的特點，還可以處理含有少量固體顆粒和粉塵的廢氣。這種方法是在常壓下操作，由于占地面積大，處理系統需要配備大量的閥組和空氣分配器。

三、展望

石化企業在處理VOCs廢氣時，應首先從工業生產源頭進行減排，鼓勵VOCs廢氣的再利用。對高濃度VOCs廢氣，采用吸收法和冷凝法進行回收利用。對中等濃度VOCs廢氣，采用分離膜法和吸附法進行回收。對有回收價值的低濃度VOCs廢氣，可進行回收;對無回收價值的VOCs廢氣，可采用破壞性方法進行徹底處理，達標排放。

參考文獻

[1]張燦.工業廢氣污染治理技術的有效應用分析[J].環境與發展，2017（10）.

[2]李楓.治理工業廢氣污染技術發展分析[J].化工管理，2017（06）.