煤化工VOCs治理技術應用現狀及展望

李 輝，王登輝，惠世恩

(西安交通大學 能源與動力工程學院，陜西 西安 710049)

0 引 言

VOCs(Volatile organic compounds)被世界衛生組織(WHO)定義為：標準壓力(101.325 kPa)下熔點低于室溫而沸點在50～260 ℃的揮發性有機化合物。目前檢測出來的VOCs有300多種，其中1/3對人體有明顯毒副作用，可引發慢性中毒、內分泌失調，損害肝臟和神經系統。VOCs對環境的主要危害有：① PM2.5和O3前體物和參與物；② 能與O3等強氧化劑反應生成二次有機氣溶膠，是霧霾形成的前體物；③ 與SO2、NOx等發生光化學反應形成光化學煙霧；④ 幾乎所有VOCs都能吸收紅外線，加劇全球變暖[1-2]。近年來在《“十三五”生態環境保護規劃》指導下，我國VOCs總排放量略有下降，但總量依然巨大，2019年VOCs排放總量約為2 342萬t，“十四五”期間將持續加強對VOCs排放控制，要求總量下降30%左右[3-4]。

由于我國“富煤缺油少氣”的資源稟賦特點,煤的清潔高效利用具有國家戰略地位。煤化工是指用化學方法將煤炭轉化為化學和能源行業中的基礎原材料，包括煤的氣化、液化、煉焦以及低溫干餾等化學工藝，是VOCs的重點排放行業。煤氣化是煤化工最關鍵的工藝，煉焦是化學工業的重要組成部分[5-6]。

煤化工大多產品需要后期合成，產業鏈包含：煤制烯烴、煤制油、煤制醇醚燃料、合成氨及焦化等，合成還涉及一些不穩定因素(氧化、焦化、碳化等)，產品組分成分復雜，導致伴隨工藝過程產生的VOCs廢氣種類繁多。煤化工VOCs安全高效控制與減排事關全人類健康，為此我國對石化行業VOCs進行綜合整治，嚴格建設項目環境準入。環保部門印發《石化行業揮發性有機物綜合整治方案》，廢氣VOCs特征污染物及排放限值如下：甲醇、乙二醇、酚類、苯、甲苯分別為50、50、4、20、15 mg/m3，VOCs排放被嚴格要求。因此，煤化工VOCs的防控減排勢在必行。

1 煤化工VOCs排放特征及核算方法

1.1 煤化工VOCs排放特征

煤化工VOCs依據來源可分為有組織排放和無組織排放2類：有組織排放即VOCs廢氣經過排氣筒有規律的集中排放，污染源易定位分析，排放總量和排放特征可以測量核算，治理相對容易；無組織排放指生產過程中無密閉設備或密封措施不完善而導致有機物泄漏，無組織排放VOCs不易收集,排放量和排放時間具有不確定性，是VOCs治理的重點和難點。相關數據表明，煤化工行業中，50%以上VOCs排放為無組織排放[7-8]。低溫甲醇洗排氣中含有大量揮發的甲醇，同時伴隨大量羰基硫、H2S等；污水處理池逸散的VOCs主要有烷烴、烯烴、鹵代烴、芳香烴、醇類和硫醚等6類40多種有機化合物。煉焦過程涉及濕法息焦、冷鼓、硫銨、脫硫、脫苯等工藝過程，其散發的VOCs氣體有苯系物、酚、氰、硫氧化物以及碳氫化合物等。

現代煤化工VOCs廢氣來源主要有設備動靜密封點的泄漏、循環水冷卻系統釋放、有機液體儲存與調和揮發損失、有機液體裝卸揮發損失、廢水輸運及儲存過程逸散、爐窯燃燒煙氣排放、火炬燃燒煙氣排放、采樣泄漏、事故狀況下的廢氣排放等。國內典型煤化工VOCs排放源占比由高到低依次為：廢水輸運及儲存過程逸散>循環冷卻水釋放>設備動靜密封點泄漏>有機液體儲存與調和揮發損失>爐窯燃燒煙氣排放>有機液體裝卸揮發損失。某烯烴企VOCs污染源調查結果如圖1所示，與傳統石化企業VOCs主要以有機液體儲存與調和揮發損失明顯不同[9-10]。

圖1 國內某烯烴企業VOCs污染源調查結果

1.2 煤化工VOCs排放量核算

VOCs排放量的準確核算是有效開展防控工作的前提，煤化工VOCs治理處于起步階段，還未出臺相關核算指南與規范，通常參照《石化行業VOCs污染工作指南》(以下簡稱《指南》)[11]，目前對煤化工領域VOCs排放量的核算研究不多。主流的核算方法按核算準確性依次為：實測法>類比監測法>物料衡算法>模型/公式法>排放系數法。針對同一源項排放量核算而言，排放量核算要求越精確，核算工作量越大，關鍵核算參數要求越多。

魯君[12]對典型石化企業VOCs排放量進行核算，研究表明，核算方法不同可能會造成數量級的核算結果差異，因此本地化調查和實測法是最可靠的核算方法。

Zhang等[13]用氣相色譜法分析了焦化廠空氣樣本中VOCs，并通過MIR估算焦炭生產過程中VOCs的臭氧形成潛能(OFP)。研究表明，不同采樣廢氣中VOCs濃度和OFP特性依次為：焦爐煙囪(87.1 mg/m3)>出焦(4 mg/m3)>裝煤(3.3 mg/m3)>焦爐爐頂(1.1 mg/m3)；焦爐煙囪VOCs廢氣烯烴占66%，出焦和裝煤VOCs廢氣中烷烴是主要成分，焦爐爐頂廢氣中烯烴和烷烴占比相當,約30%。從測試結果來看，焦爐煙囪是焦化廠減少VOCs排放的關鍵源頭，烯烴是關鍵的減排物質。

Wei等[14]研究開發了一種逆擴散計算法(IDM)用于對典型烯烴廠VOCs排放量核算。基于假定的源排放效率，先確定排放源效率與環境濃度之間的相關系數，再根據環境實測的VOCs濃度，估算出復雜工業來源的VOCs排放量。

基于國內沒有較為準確核算煤液化裝置的相關方程，韓豐磊等[15]開展煤制油VOCs檢測方法研究，分別得到了煤直接液化閥門和開口泄漏特異性相關方程，并考慮溫度、壓力、篩選值、移動距離等參數對相關方程的影響，在此基礎上建立BP神經網絡模型，得到了逼近實際泄漏量較好的相關函數。

目前煤化工企業在VOCs排放量核算方面主要存在以下問題：① 源項識別不全及歸類解析錯誤；② 核算方法選擇不恰當；③ 實測數據不全；④ 關鍵核算參數選擇不當。因此，在針對煤化工VOCs核算規范出臺前，企業應根據《指南》制定自行檢測方案，開展有計劃、長周期的檢測，如強化完善VOCs管理臺賬記錄、VOCs管控信息平臺建設。

煤化工VOCs總排放特征為：排放節點多、差異大、組分復雜。這導致常規治理工藝及環保材料不能完全適應煤化工VOCs廢氣物性，如選擇性強的膜元件分離效果差，不適應活性炭吸附和脫附，低沸點黏性有機物(如萘)易冷凝堵塞換熱器。當前煤化工行業VOCs核算工作的技術體系(包括檢測方法、標準)不完善，導致核算結果存在較大誤差，嚴重影響對VOCs的精細化管控。

2 VOCs處理技術簡介

2.1 泄漏檢測與修復技術

泄漏檢測與修復技術(Leak detection and repair，LDAR)常用于對無組織排放源進行定性、定量檢測，實時監控易泄漏組件(輸送管道、閥門、法蘭、泵、壓縮機等)，及時發現泄漏并修復。對無組織VOCs排放源要做好密封工作，收集泄漏及逸散的氣體同有組織排放VOCs一起進入末端處理系統，末端治理方面應根據排放特征選擇排放要求與經濟性相適應的處理技術。

2.2 VOCs末端治理技術分類

目前，常用的VOCs治理技術分為回收和銷毀兩類[16]。回收技術指通過物理方法(改變溫度、壓力使用吸收劑或吸附劑、滲透膜等)分離回收VOCs氣體中有價值的組分，包括吸收法、吸附法、冷凝法、膜分離法。銷毀技術指通過化學和生物方法將VOCs分解為CO2、H2O等，包括氧化燃燒法、生物降解法、光催化法、等離子技術。常用VOCs氣體處理技術見表1。

表1 常用VOCs氣體處理技術原理和比較

對于組分復雜、有毒、有害、沒有回收價值的VOCs廢氣，氧化燃燒技術是處理效率極高的末端治理方法，在石化行業被廣泛應用。氧化燃燒技術對VOCs廢氣有良好的適應性，同時氧化過程會釋放廢氣的化學能，產生經濟價值。根據燃燒溫度不同，氧化燃燒技術可分為3類：直接燃燒(DTO)、蓄熱式燃燒(RTO)和蓄熱式催化燃燒(RCO)，3種氧化燃燒VOCs廢氣技術的比較分析見表2。

表2 氧化燃燒VOCs廢氣技術比較分析

RTO具有更高的熱回收效率，更能適應VOCs組成和濃度波動，是目前國內外應用最廣泛的VOCs氧化技術。Chou[17]等在750～950 ℃反應溫度下研究了二甲基甲酰胺(DMF)與甲基乙基酮(MEK)混合燃燒氣流中氮氧化物形成特征，研究發現：當RTO爐中只通入MEK時，沒有NOx生成；只通入DMF時,DMF氧化脫除率高于96%，且氧化脫除率隨DMF進口濃度的增加而增加，NOx(生成)/DMF(N氧化脫除)比值從0.76升至1.05；同時通入MEK和DMF時，DMF脫除效率隨進口MEK/DMF比值的增加而增加，NOx生成率在0.75～0.96。在燃燒數值模擬方面，Abanto等[18]采用CFD模擬控制RTO中穩態流場，為RTO設計提供理論指導。Frigerio等[19]建立兩相流動力模型，可較精確地預測有機物氧化處理率以及床內燃料的燃點。

RCO是一種處理低濃度有機廢氣的組合方法，優質催化劑的研發是RCO技術的關鍵。目前工業中主流的RCO催化劑多為負載型貴金屬催化劑，是將金、銀和鉑族(鉑、鋨、釕、銠、鈀)等貴金屬元素作為活性組分均勻分散于載體上。貴金屬催化劑具有良好的氧化性能，但其受成本和使用壽命的限制。為了找到可代替的優質催化劑，學者進行了廣泛研究，發現過渡金屬氧化物對VOCs催化燃燒具有媲美貴金屬催化劑的良好催化活性，且經濟性良好，是未來催化劑研究和開發的主流方向。Yang等[20]在高嶺土型納基沸石晶體(KL-NY)上負載氧化錳并摻雜Ce，發現在260 ℃時能完全氧化低濃度苯。Zhao等[21]制備了層狀核殼Al2O3@Pd-CoAlO微球用于甲苯的催化燃燒，相比于無Al2O3核芯的Pd-CoAlO納米微球，顯示出更優異的催化性能，原因是Al2O3上的二維層狀雙金屬氫氧化物能提高金屬的分散度，并使Pd-CoAlO與Al2O3載體之間產生強烈的相互作用。在過渡金屬氧化物催化劑中加入堿金屬制備鈣鈦礦催化劑也是當前研究的熱點。Zhu等[22]在氧化乙酸乙酯的研究中制備了La0.8M0.2MnO3(M=Ba,Ca,Ce,Mg和Sr)系列鈣鈦礦，研究顯示，Ce和Sr元素摻雜的鈣鈦礦活性顯著高于其他摻雜型鈣鈦礦，原因是這2種催化劑表面化學吸附氧濃度較高。Chang等[23]研究了晶格氧遷徙對La-Fe基鈣鈦礦催化氧化甲烷活性的影響，研究表明，Sr和Co的摻雜可以增強晶格氧的遷徙，提高催化氧化活性。Yeo等[24]采用稀土元素(La、Ce、Gd)和堿金屬(Mg、Ba、Ca)制備的鈣鈦礦催化劑表面不易出現硫沉積，原因是表面S元素易被氧化清除，該學者還發現貴金屬(Ru、Pt、Pd)和過渡金屬(Cu、Co、Fe)的摻雜可提高抗硫性能。目前對VOCs廢氣催化燃燒的研究主要集中在對催化劑性能提高的探索，由于試驗條件限制，大多研究都針對單一污染物，在治理成分復雜的煤化工VOCs廢氣方面仍有許多技術瓶頸，如一種催化劑難以同時具有良好的催化活性、抗毒性、穩定性。

2.3 VOCs處理技術適用情況

根據目前工業實際應用分析，吸收、膜分離法適用于中高風量、中低濃度VOCs廢氣的回收處理；吸附法適用于大風量、低濃度VOCs廢氣回收處理；冷凝法適用于低風量、高濃度VOCs廢氣回收處理；生物降解法對VOCs成分的可生化性要求較高，菌落對有機物成分具有較強的選擇性，需根據實際排放VOCs廢氣組分和濃度培養特定菌落；氧化燃燒技術適應性較好，大風量、高濃度、熱值較高、組分復雜、有毒的VOCs廢氣可以優先考慮；光催化和低溫等離子技術法都適用于低濃度小氣量場合，但光催化占地面積大，受氣候影響較大。

回收技術一般屬于物理過程，凈化效率一般較低，很少單獨使用。當VOCs有回收價值時，可結合回收技術聯合治理，如冷凝+吸附/吸收、膜分離+吸附/吸收等。銷毀技術一般屬于化學過程，對VOCs成分適應性較廣，當VOCs沒有回收價值、種類復雜，可以選用此類技術。相比于單一治理技術，組合末端治理技術具有凈化效率高、能耗低等優勢。吸附+洗滌吸收+光催化、吸附濃縮+催化燃燒+吸附、吸附濃縮+蓄熱氧化+吸附、洗滌吸收+低溫等離子+光催化等組合技術是當前研究的熱點，其中吸附濃縮+催化燃燒+吸附技術已取得廣泛應用[25]。

3 煤制氣企業VOCs治理

3.1 罐區VOCs廢氣治理

罐區VOCs大多為無組織排放，回收難度大，罐區VOCs治理的方式及技術選擇上應綜合考慮環境效益和經濟效益。

甲醇罐區廢氣一般氣量較小，且VOCs多為易溶于水的醇類，具有回收價值，可選用吸收法。再生水作為吸收劑，吸收到一定濃度后將含甲醇污水送回粗甲醇中間罐或直接送入甲醇精餾塔回收甲醇。通常在水洗塔需前增加堿洗塔，除去廢氣中的惡臭氣體。對于苯類儲罐或焦油類儲罐，廢氣為苯系物和焦油類物質(常溫為液態，且黏度較大)，采用回收技術很難達到理想的處理效果，推薦使用高溫氧化技術，以避免此類有機物的冷凝。根據其他行業經驗，采用等離子技術和光催化技術運行一段時間后在處理裝置前端產生油狀物質，達不到處理效果[26-27]。

延長油田勘探公司一廠甲醇回收采用水吸收+冷凝+精餾，甲醇廢氣處理流程如圖2所示[28]。現場試驗表明，預處理藥劑選用和給量、甲醇污水濃度直接影響甲醇回收率，甚至導致換熱器/精餾塔塔板結垢。

圖2 甲醇廢氣處理流程

劉春平[29]用Aspen Plus軟件對不同濃度石化罐區VOCs廢氣使用吸收、冷凝、膜分離3種工藝及其組合工藝的處理效果進行模擬，計算結果與工程實際數據接近。研究表明，高濃度尾氣經兩級耦合處理，VOCs去除率可以達到排放要求，中低濃度廢氣需要更深度處理，表明采用Aspen Plus評價罐區VOCs廢氣工藝流程具有一定可靠性。

3.2 低溫甲醇洗排氣治理

低溫甲醇洗排氣有以下特點:① 氣量大，VOCs廢氣可燃組分濃度適中；② VOCs廢氣主要成分為甲烷等低碳烴，沸點很低，均難溶于水，化學性質穩定，不易被強酸、堿吸收，回收價值不大；③ CO2含量高，且含H2S氣體[30-31]。根據GB 37822—2019《揮發性有機物無組織控制標準》，需將尾氣中的甲醇、硫化氫體積分數分別降至<35×10-6、<3.3×10-6。冷凝法、吸附法、吸收法、膜分離法、生物法顯然都不適用，低溫甲醇洗廢氣量大，故不宜選用光催化、等離子技術和直燃式氧化技術。催化燃燒法可以滿足技術要求，但廢氣中含有硫會導致催化劑不可逆失活，因此選用RTO較宜。

馬劍飛等[32]用4套煙氣反吹式RTO裝置對煤制氣低溫甲醇洗排氣中的VOCs進行脫除，補充42.1萬Nm3/h(標準狀況下的體積流量)空氣，在800 ℃下對有機物進行深度氧化，大部分煙氣在蓄熱室放熱后直接排放，少部分煙氣引入廢氣鍋爐。非甲烷總烴脫除率達到95%以上，并附帶產生50 t/h 的1.3 MPa水蒸氣，提高VOCs脫除裝置的經濟性。姜成旭等[33]分析甲醇低溫洗排氣的排放特征，得出RTO是最適合治理CO2尾氣VOCs的技術。討論CO2抑制燃燒的特性對RTO治理低溫甲醇洗VOCs排氣的影響，指出補充空氣量不能以常規氧含量計算。新疆某煤制氣項目的低溫甲醇洗VOCs排氣經RTO處理后，排放尾氣中非甲烷總烴(NMHC)低于120 mg/m3、甲醇低于50 mg/m3,實現達標排放[34]。大唐阜新煤制氣項目[35]低溫甲醇洗廢氣采用RTO處理，熱效率>95%，凈化率>99%，實現達標排放，且對廢氣中的富余熱量回收，生產蒸汽。河南心連心化學工業集團有限公司合成氨聯醇項目中[36]，在H2S濃縮塔后段增加多級冷卻低溫分離罐，低溫冷凝回收甲醇洗排氣中夾帶的甲醇，回收甲醇純度為99.5%以上，同時實現尾氣中VOCs達標排放。

3.3 污水池廢氣治理技術選擇

污水池VOCs廢氣一般具有排量小、成分復雜、回收價值較低、含有惡臭及腐蝕性氣體等特點。氧化燃燒法的優勢在于經過高溫氧化處理后的廢氣，異味污染物處理徹底，末端再增設活性炭吸附處理，去除率一般可達98%以上。污水池廢氣濃度低、熱值較低，因此高溫燃燒需要消耗燃料，運行費用高；且廢氣和燃料的燃燒會產生SO2、NOx、顆粒物等大氣污染物，需要增加堿洗和水洗設備。若單獨采用光催化技術或等離子技術很難達到理想的處理效果，能耗很大；污水池VOCs廢氣處理常用的組合末端治理技術見表3。

表3 4種污水池VOCs廢氣組合治理技術比較

通過比較幾種處理方式可知，熱值較高、成分復雜、濃度較高的VOCs廢氣宜選用高溫燃燒蓄熱氧化(RTO)+活性炭吸附治理技術，廢氣進入脫硫反應器后再進入燃燒反應器，可有效減少SO2二次污染；熱值較低、濃度較低、排放量小、含有惡臭氣體的VOCs廢氣宜選用“化學洗滌吸收+光催化氧化+活性炭吸附”或“化學洗滌吸收+低溫等離子體技術+活性炭吸附”；濃度較低、排放量小、成分簡單、可生化性好的VOCs廢氣可選用“生物凈化+活性炭吸附”治理技術。

山西潞安高硫煤清潔利用示范項目的污水池含有成分復雜的惡臭氣體、無機廢氣和油脂類。該廠采用生物滴濾凈化工藝+活性炭吸附技術除臭工藝處理廢氣，用真空泵使吸附在活性炭上的廢氣脫附，并送入冷凝裝置回收活性炭上有回收價值的有機組分，經檢測該處理方式能實現污水池廢氣達標排放[37]。生物濾池在去除臭氣及VOCs方面表現出優越的經濟性，具有良好的應用前景。研究表明，生物凈化技術起主導作用的是濾料的吸附/吸收凈化和生物降解凈化，臭氣去除率隨濾料含水率、空床停留時間(EBRT)的增加而提高[38-40]。

Saber等[41]在加州某煉焦廠污水和中央污水處理廠測定了43種VOCs(包括15種酚、18種多環芳香烴PAHs、6種苯系物BTEX和其他4種化合物)。研究發現：生物降解是去除苯酚的主要機理，去除率為94.1%～99.9%；處理氯化苯酚和PAHs主要通過吸附到活性污泥中而被去除，去除率為60.2%～75.9%；空氣汽提是去除BTEX的主要機理，去除率為59.8%～73.8%。

上海某石化企業將儲罐和污水池排氣收集，末端治理采用低溫采油吸收+堿液脫硫+蓄熱氧化組合工藝[42]。混合氣體在總烴均化罐內混合、均化，送入RTO反應器中氧化處理，整體流程如圖3所示。凈化氣中非甲烷總烴(NMHC)、SO2、NOx排放濃度分別低于10、25、25 mg/m3，實現達標排放。

圖3 儲罐、污水池VOCs廢氣綜合治理流程

罐區無組織VOCs治理應從優化罐型、優化罐體設計等源頭控制著手，結合高效的末端處理措施，實現廢氣達標排放。低溫甲醇洗排氣回收價值不大，一般采用氧化燃燒技術，RCO的燃燒溫度低于RTO，導致操作成本低于RTO，若能開發高抗硫催化劑，RCO將具有更優越的經濟性。與其他技術相比，生物凈化技術處理污水廠惡臭氣體具有處理氣量大、運行和維護成本低的優勢，在滿足排放要求的前提下，應當優先考慮[43]。

4 煤制焦企業VOCs治理

4.1 煤制焦VOCs廢氣來源及排放特征

焦化行業VOCs以無組織排放為主，來源非常廣泛，種類眾多，毒性大，對環境產生嚴重污染。煤制焦行業VOCs主要排放源在化產回收區和污水處理區。化產回收區包含冷鼓工段、脫硫工段、硫銨工段和脫苯工段，是整個工藝產生VOCs最多的區域，焦化VOCs廢氣排放特征和組分見表4。不同工段特征污染物組分、濃度和排放溫度均有所差異，煤制焦行業VOCs排放有五大特征：排放節點多、差異大、組分復雜、異味重、回收價值低，因此焦化各工段VOCs廢氣都可采用銷毀技術[44]。

表4 焦化VOCs廢氣排放特征和處理工藝

4.2 焦化企業廢氣治理

相較于常規的回收銷毀技術，焦化化產回收區VOCs放散氣的治理可利用初冷器前煤氣總管的負壓回收裝置槽罐放散氣，使焦化槽體的尾氣經初冷器前負壓系統吸收、洗滌，此工藝流程稱為負壓煤氣凈化系統。該系統最大程度將無組織排放VOCs轉化為有組織排放VOCs，工藝簡單，運行成本低，因此負壓煤氣凈化系統是焦化工藝化產回收必不可少、優先考慮的環節。不具備回收條件的VOCs放散氣通常考慮引入焦爐燃燒回收熱量。冷鼓、脫硫、脫氨工段排氣濃度低，回收價值較低，可直接作為助燃風引入焦爐，既能回收熱量又能氧化分解廢氣。脫苯工段及苯儲槽、裝車等VOCs逸散氣易回收，具有回收價值，因此可引入煤氣負壓系統或采取吸附/冷凝回收工藝。

與煤制氣有所不同，焦化廠污水處理區域廢氣中含有更多苯系物、氨和硫化氫，直接采用RTO法或低溫等離子技術會產生大量SO2、NOx等二次污染，不滿足排放要求；直接采用RCO或光催化法會增加催化劑失活頻率；酸堿物質會破壞微生物菌群并腐蝕填料。焦化廠污水治理需首先對污水處理工段設施設備進行加蓋密封，逸散氣體經收集匯總后送入酸洗塔、堿洗塔去除可溶性酸堿氣體。臨渙焦化股份有限公司一期工程為滿足環保新要求對鼓冷區域VOCs治理進行技術升級改造。考察該廠鼓冷段排放特征：組分復雜(主要含H2S、氨、苯、非甲烷總烴)、廢氣量大(約10 000 m3/h)，末端治理采用堿洗+油洗+酸洗+低溫等離子綜合技術，最終實現達標排放。

內蒙古某焦化廠對機械刮渣槽排氣筒處放散口采用“冷凝+精細分離+資源回收”技術方案，實現非甲烷總烴排放濃度低于10 mg/m3,VOCs減排效率達99%以上[45]。該治理方案利用排放廢氣中有機物組分的熔點和沸點差異較大，分別采用不同冷凝溫度，使之分步驟液化、收集。

李兵等[46]對焦化行業污水處理工段廢氣治理工藝進行技術分析，發現“加蓋收集+酸洗+堿洗+生物濾池+焦炭吸附”工藝具有實際可行性。酸洗、堿洗作為預處理，生物濾池作為污染物主要降解途徑，焦炭吸附作為深處理，可實現達標排放。

目前國內焦化企業均采用組合式末端治理技術，基本能實現達標排放，但從綜合效益考慮，單純的末端處理手段其經濟性遠不如將VOCs放散氣引入負壓煤氣系統，因此負壓煤氣系統應是焦化企業優先考慮的處理工藝。寶鋼、首鋼、宣鋼等多家焦化企業已將VOCs放散氣引入煤氣洗滌系統進行凈化吸收處理，目前該系統存在以下問題亟待解決：① 放散氣腐蝕管道；② 氮氣消耗量大；③ 聚合物及結晶造成管道堵塞。有學者對此展開研究，采取適當改進措施，有望形成安全、自動化、穩定的放散氣處理工藝。舒廣[47]分析了負壓煤氣系統中負壓條件對吸收推動力、化產設備尺寸和系統安全性的影響，結果表明：負壓對洗苯工段的影響不大，粗笨回收效率只降低了1.5%；洗苯塔壓力減小，導致洗苯塔塔徑增加了3.4%，增加幅度較小；負壓操作條件安全系數較高。劉興濤等[48]在兩苯塔油管管外加裝蒸汽伴管，可有效減少管內萘結晶堵塞事故。河鋼集團宣鋼公司焦化廠對負壓煤氣吸氣機進行技術改造，通過對吸氣機油冷凝器擴容、采用小循環閥門，有效增強了焦爐集氣管穩定性，提高了吸氣機效率，解決了吸氣機軸溫超標問題[49]。

5 結語及展望

煤化工工藝流程復雜，VOCs廢氣總體具有排放節點多、差異大、組分復雜、以無組織排放為主的特點。VOCs的污染防治應從源頭著手，充分運用LDAR技術，實時監控易泄漏組件，優化生產技術，改進工藝裝備，同時結合高效穩定的末端治理技術，最終實現達標排放。末端治理方面應根據排放特征選擇排放要求與經濟性相適應的處理技術。

隨著國內對環境質量的管控越來越嚴格，發展新型煤化工需要更先進的技術進行污染防控。已建成的煤化工項目技術升級改造需綜合考慮技術性能、環境性能和經濟性能，選擇最適合的治理技術。煤化工行業治理工藝繁雜，需從源頭泄漏著手管控，但末端治理仍是未來發展的主流方向。

1)只有對污染源的污染物組成和含量精確核算，才能定向篩選最優組合末端治理技術。煤化工VOCs核算工作的主要難點在于檢測方法、標準、技術尚未統一，檢測制度不健全，導致無法獲得全面且可信的檢測數據。煤化企業應完善VOCs環境管理臺賬，建立動態檢測系統，為開發合理的分級耦合治理技術奠定基礎。石化工行業VOCs統計方法不完全適用煤化工行業，煤化工VOCs治理處于起步階段，排放統計工作(如經驗系數的補充與調整、排放系數本地化更新等)亟待完善。

2)RCO與其他氧化燃燒技術相比有無可比擬的優勢，但高性能催化劑開發是關鍵。盡管大量學者已對此展開深入研究，但部分有機物催化氧化機理尚不明確；受試驗條件限制，多組分有機物協同催化研究較少；當前主流商業催化劑不能完全適應煤化工VOCs特性。

3)組合技術治理VOCs具有凈化效率高、適應性強、經濟性好的優勢，已成為工業應用的主流方向。經過計算機模擬篩選后的組合治理基本能使企業廢氣達到排放要求，但組合技術的深層反應機理及相互作用(如低溫等離子與光催化技術的相互作用)目前研究較少。

4)研發煤制氣、煤焦化VOCs收集與凈化、工藝與裝備的精細一體化管控，構建源頭控制與凈化系統統籌監管技術體系，消除人為因素。