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時間:2025-01-09 23:44:08
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VOCs屬于有機物,在常溫狀態下具有揮發性,其沸點較低、分子量較小,主要可分為非甲烷碳氫化合物、含氧有機化合物、含氮有機化合物等。我國VOCs廢氣排放源的主要為石化、工業涂裝、包裝印刷等行業,其廢氣排放的成分較為復雜,因此,在治理過程中存在一定的難度。當前,我國VOCs廢氣治理技術缺乏針對性,技術水平不夠成熟,VOCs廢氣治理的設施不夠完善,需要加強技術、設備改進,以此保障VOCs廢氣的治理效果。
一、石化企業VOCs廢氣治理技術分析
(一)吸附技術分析
吸附技術主要通過采用吸附性能較強的材料,對VOCs廢氣中含有的烴分子進行親和作用,從而實現對VOCs廢氣烴分子的吸附效果。吸附材料到達飽和狀態后,需要對吸附的污染物進行解吸處理,通過采用抽真空再生法以及惰性氣熱再生法,將污染物與材料有限分離,以此確保吸附材料能夠被二次利用。通常情況下,吸附材料的主要類型有活性炭、分子篩以及硅膠等,其中,活性炭材料的應用較為廣泛[1]。采用吸附技術對VOCs廢氣進行處理,能夠保障污染物的去除率達到90%以上,且具有能源消耗少、操作工藝簡便等特點,在VOCs廢氣治理中取得了廣泛的應用。但是,吸附技術也存在一定的缺陷,僅適用于部分氣流穩定、污染充分簡單、污染物濃度較低的廢氣,因此,相關單位還應積極研究吸附技術的應用,從而提升該技術的實用價值。
(二)吸收技術分析
采用吸收技術處理VOCs廢氣主要通過低揮發或者不揮發的溶劑,將VOCs廢氣中的有機烴分子進行吸收,并根據吸收溶劑的物理性質,將有機烴分子和溶劑進行有效分離,從而實現VOCs廢氣的治理。吸收技術主要應用于石油化工行業的生產及其運輸,能夠有效治理高壓力、高濃度、低溫度等特殊條件下的VOCs廢氣,且處理率能夠得到有效的保障。吸收技術對于VOCs廢氣處理的實際效果主要取決于吸收溶劑的性能,通常情況下,采用煤油或者柴油作為VOCs廢氣的吸收溶劑。吸收技術應用的缺點也較為明顯,由于吸收過程中需要對吸收溶劑進行頻繁更換,導致了采用吸收技術治理VOCs廢氣的質量成本較高,技術操作流程較為繁瑣,因此,研制、開發新型吸收溶劑是當前吸收技術發展的主要方向。
(三)冷凝技術分析
冷凝技術的應用主要是對VOCs廢氣采取冷卻處理和加壓處理,從而確保VOCs廢氣中的有機物在飽和后,能夠對其進行冷凝分離。冷凝技術適用于高沸點、高濃度的VOCs廢氣治理,且操作流程的控制較為容易,具有一定的操作性。當前,冷凝技術主要應用于化工行業、油氣回收等VOCs廢氣的處理,且處理效率能夠達到60%到90%左右[2]。采用冷凝技術首先需要相關設施提供高壓力、低溫度的外部條件,并在VOCs廢氣治理過程中,定時、定期對設施內部進行除霜工作,且冷凝技術所采用的加壓制冷設施的能源消耗量較大,因此,冷凝技術的應用需要大量的人力和物力,其建設和運行的成本較高,無法得到有效的普及。通常情況下,冷凝技術會與吸附技術、吸收技術結合使用,從而進一步降低VOCs廢氣的治理成本。
(四)膜分離技術分析
膜分離技術主要分為蒸汽滲透技術、氣體膜分離技術等,其應用原理主要根據VOCs廢氣中不同的氣體在壓力環境下通過膜的能力不同,從而實現不同氣體富集于膜材料的兩側,以此對VOCs廢氣進行分離處理。膜分離技術在天然氣分離及其提純中得到了廣泛的應用,采用硅橡膠作為分離膜的主要材料,能夠將高濃度、小流量的VOCs廢氣進行有效分離[3]。由于膜分離技術所采用的設備以及膜元件的造價較高,且維護、保養工作較為復雜,具有一定的局限性。
二、石化企業VOCs廢氣降解技術分析
(一)直接燃燒技術
采用直接燃燒技術對VOCs廢氣進行降解,其技術設備及操作方式較為簡便,能夠有效處理有機物濃度高于爆炸上限的VOCs廢氣,針對無回收價值的VOCs廢氣治理具有重要的作用。直接燃燒技術主要采用燃料和助燃劑,將VOCs廢氣進行直接燃燒,燃燒后能夠確保VOCs廢氣的處理率到達99%,當前,直接燃燒技術主要用于煉油廠、石油化工瓦斯火炬等VOCs廢氣的降解,并取得了良好的效果。
(二)熱力燃燒技術
相較于直接燃燒技術,熱力燃燒技術主要采用輔助燃料,以此對VOCs廢氣進行有效的凈化。采用熱力燃燒技術需要保證VOCs廢氣的有機物含量較低、自身燃燒值存在不足,通常采用焚燒爐作為熱力燃燒技術的設備,焚燒爐的基本結構簡單、建設成本較低,對于VOCs廢氣的降解效率較高,在煉油廠生產過程中得到了大量的應用
[4]。但是,由于采用熱力燃燒技術所產生的能耗較高、二次污染情況較為嚴重,因此,在應用該技術前,應當對VOCs廢氣進行預先處理,并在處理過程中設置完善的安全措施,從而保障熱力燃燒技術對于VOCs廢氣的降解質量。
(三)催化燃燒技術
催化燃燒技術主要通過氧氣以及固體催化劑,催化VOCs廢氣的氧化活性,從而將VOCs廢氣中蘊含的有機物氧化成水和二氧化碳,從而實現VOCs廢氣的降解,因此,催化燃燒技術也被稱為催化氧化技術。采用催化燃燒技術,能夠有效保障VOCs廢氣降解過程的安全性,避免二次污染的產生,其催化劑主要采用貴金屬以及稀土元素氧化物。在采用催化燃燒技術時,應當積極關注有機物的濃度,若濃度超出標準范圍,則會導致催化劑出現中毒現象,具有一定的安全隱患。
(四)蓄熱氧化技術
蓄熱氧化技術所采用的反應設備主要由燃燒器、氣體切換閥門以及蓄熱室等組織構成,其中,蓄熱室內部的蓄熱體主要采用陶瓷作為基本材料,通過天然氣、油等燃料,將燃燒器的溫度提升至900攝氏度,從而將VOCs廢氣中的有機物進行有效氧化[5]。蓄熱氧化技術是VOCs廢氣降解應用中最為廣泛的處理方式,能夠有效處理大量低濃度的VOCs廢氣,但是由于其處理設備占地面積較大,因此,蓄熱氧化處理系統需要設置大量的閥組和氣流分布器,從而保障蓄熱氧化技術應用的穩定性和安全性。
結束語:綜上所述,石化企業VOCs廢氣的治理對于環境保護和社會進步具有重要意義,相關單位應當積極采用科學、有效的VOCs廢氣處理、降解技術,從而保障VOCs廢氣的治理效果和工作效率。此外,還應積極研發VOCs廢氣處理創新性技術,改進現有技術的部分缺陷,從而實現VOCs廢氣治理技術現代化發展。
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