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浅谈石油化工VOCs治理技术

北极星VOCs在线  来源:《化工管理》  作者:郭长景  2017/9/11 13:51:34  我要投稿  
所属频道: VOCs检测  关键词:VOCs治理 VOCs排放 LDAR

北极星VOCs在线讯:摘要:VOCs,是形成PM2.5和臭氧的关键前体物。国际经验表明.控制VOCs排放是减少灰霾和光化学烟雾污染的有效措施。VOCs除本身具有污染外,也是二次污染物特别是细颗粒物的重要成因因素,加强石油化工vOCs治理就显得尤为重要。

1VOCs治理的重要性

近年来,挥发性有机物(vocs)大量排放引起的雾霾、光化学烟雾等区域大气污染问题,严重威胁公众健康。《石油炼制工业污染物排放标准》中对挥发性有机物的定义为:参与大气光化学反应的有机化合物,或者根据规定的方法测量或核算确定的有机化合物。VOCs的种类繁多,成分复杂,是臭氧和二次有机颗粒物的重要前体物,部分组分还具有毒性,刺激性和致癌作用。

环保部印发的《石化行业挥发性有机物综合整治方案》中明确,到2017年,全国石化行业基本完成VOCs综合整治工作,VOCs排放总量较2014年削减30%以上。VOCs治理已成为国内石化企业面临的新课题,目前其技术路线主要分为源头、过程控制和末端治理。源头、过程控制主要包括改进工艺,更换设备和防止泄漏为主的预防性措施,如泄漏检测与修复(LDAR)技术;末端治理技术目前常用或已有实际应用的方法包括冷凝法、吸附法、吸收法、燃烧法、生物法、低温等离子体净化法等。末端治理技术又可分为回收技术和净化技术。

2石油化工VOCs治理技术

2.1VOCs回收技术

(1)冷凝法。冷凝是利用污染物与载气二者沸点不同进行分离的方法,主要用于含高浓度有机蒸汽和高沸点无机气体的净化回收或预处理。该方法所需设备和操作条件都比较简单,所回收的VOC纯度比较高,其回收率与初始浓度、沸点有关,VOC的初始浓度越大、沸点越高,回收率越高,一般情况下对有机物的净化回收率在30%~70%,当VOCs组分比较单一且具有回收价值时,用冷凝法回收VOCs有明显经济优势。

(2)吸收法。液体吸收是利用气体溶解度的不同,通过废气与液体接触,使气态污染物转入液相。本质是浓缩过程,结合吸收液的解吸或精馏可分离回收有机物,如二甲基甲酰胺(DMF)的吸收回收。主要适于大气量和中等浓度的有机废气处理。但对于非极性有机物通常无法采用水溶液进行吸收,需采用一些大分子有机物(如柴油、白油等),但此方法会存在吸收剂排放和分离产品的纯度等问题。

(3)吸附法。吸附原理是废气与多孔固体接触,其中气态污染物分子被微孔表面捕集。吸附本质上也是一个富集浓缩过程。吸附与各种脱附技术组合后可实现连续可靠的净化和回收。常见的吸附剂有活性炭和疏水性沸石等。吸附法主要适用于中低浓度和高通量VOCs的回收,它具有高去除效率、低能耗和工艺成熟等优点。缺点是吸附剂的容量较小,吸附剂消耗大,设备庞大,费用较高。

2.2VOCs净化技术

(1)燃烧法。燃烧法可分为直接燃烧和催化燃烧。直接燃烧是把VOCs中可燃的有机物组分当作燃料直接燃烧,温度一般在1100。C左右。该方法只适用于处理热值较高的VOCs,因为只有燃烧时释放的热量能够弥补向环境散失的热量时,才能维持燃烧的过程,否则需要消耗大量的辅助燃料,提高处理成本。催化剂的存在使VOCs在燃烧时比直接燃烧法需要更少的停留时间和更低的温度。但由于VOCs中含较多杂质,易引起催化剂中毒,而且催化剂常只针对特定类型的化合物起作用,因此催化燃烧的应用在一定程度上受限。

(2)生物净化技术。生物净化技术是利用微生物氧化、代谢、消化等过程,对有机物进行自然分解、降解,最终转化为二氧化碳和水等。流程是含VOCs气体进入设备,加湿处理后通入生物滤床,沿着滤床均匀地缓缓移动,通过平流、扩散和吸附等综合效应进入填料液膜中,进一步到生物膜中,与滤床上滤料表面生物菌种进行接触,在微生物作用下发生一系列生物化学反应,使气体中VOCs被分解、降解”。生物氧化技术优点是成本低、设备统一、二次污染小、工艺过程简单等。缺点是效率低、周期较长、设备体积大、处理过程缓慢、对VOCs处理普适性差、难以应用于混合VOCs废气、一些生物菌种对降解温度及pH值等环境条件要求高等。

(3)低温等离子体净化技术。低温等离子体(Non—ThermalPlasma,N’㈣化学活性高,反应速度快,对高、低浓度的有机物均有良好的去除效果。低温等离子体技术是在外加电场作用下,通过介质放电产生大量高能粒子,当高能粒子能量高于VOCs化学键能时,高能粒子不断轰击可使VOCs化学键断裂、电离,从而破坏VOCs分子结构,生成小分子低毒无毒物质,达到消除VOCs目的01。该技术具有工艺简单、适用性强、易于操作和能耗低等优点,已成为VOCs处理的前沿技术。这种方法主要适合低负荷的应用场合,同时需考虑采取措施,防止因氧化不完全产生中间产物,造成二次污染。

3结语

石油化工VOCs治理涉及工艺、技术、设备、管理、资金等多方面,工作难度较大。在末端治理方面,由于企业排放的废气特征复杂,单一方法难以有效降解VOCs,因此传统技术间的耦合和新技术的提高,将是VOCs控制的一个发展方向。本文对目前常用VOCs末端治理技术及其适用性进行了简单介绍。需要说明的是,VOCs治理方法本身没有好坏之分,只有针对VOCs废气排放不同的特点,确定合适的方法,才能取得良好的处理效果。

原标题:浅谈石油化工VOCs治理技术

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