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化工行业VOC废气治理探讨

北极星环保网来源:资源节约与环保 钟帼瑛2019/6/17 16:11:55我要投稿

北极星环保网讯:随着化工行业的高速发展,各种各样的化工废气成为空气污染中的主要因素,其中VOC废气是最为严重的一项。由于VOC中存在大量的挥发性有机化合物,其产生的原因有很多种。常见的有汽车排放的尾气、房屋装修涂料以及重金属冶炼等。VOC废气带来的污染范围十分广泛,且治理难度也很大,为了降低其给环境带来的污染程度,采取有效的治理方式显得非常必要。

1 化工行业中的VOC废气概述

1.1 VOC废气的含义

VOC废气也被叫做挥发性有机污染气体,这是由于其中含有大量的易挥发性有机物而得名,其暴露在空气中后会与大气发生光化学反应而形成有机化合物,主要的化学物质为含氧、氮、氯、硫、甲烷烃等类有机物,是导致臭氧污染以及形成PM2.5污染物的重要物质。

1.2 VOC废气的主要形成环节

化工行业的生产过程中,形成VOC废气的环节较多,多数分散在各个生产环节中,其中的主要形成环节有以下几点:

①化工厂中的有机液体储罐区域内,这是由于“大呼吸”与“小呼吸”的影响而形成挥发性气体;

②容易散发出VOC废气的生产环节中,例如化工合成、过滤、蒸馏、离心等生产工序中,都极易出现VOC废气;

③生产车间中进行物料转移的过程,在将物料从第一个储存器转移到第二个储存器中时,也会存在吸入气体与放出气体的过程,从而形成VOC废气;

④生产环节中发生泄露情况,生产设备的长时间使用而出现的腐蚀以及磨损,没有及时采取养护办法等,进而导致物料泄露的情况发生;

⑤生产管理机制缺失,由于生产过程中的管理机制不完善,操作人员存在错误操作的情况,导致有机物质发生泄露或非正常的排放等等[1]。

1.3 VOC废气带来的主要危害

首先,VOC废气暴露在空气中会严重影响空气质量,当人体吸入受到污染的空气时,就会给其肺部功能产生影响,长期且大量的吸入VOC废气,还可能导致人体细胞发生癌变,最终导致癌症疾病。另外,VOC废气在空气中产生光化学反应后,会形成雾霾,使得人们的视野范围遭到遮挡,给人们的正常工作和出行带来严重影响。

2 化工行业VOC废气当前的主要治理技术

总的来说,VOC废气当前的处理技术主要分为两种,一个是回收,一个是销毁。

2.1 回收技术

这项技术是利用物质的物理性质,通过改变压力、温度,或采取具有吸附性能或选择性渗透性能的透膜来讲其中的有机物质有效去除,而详细又分为吸收、膜分、吸附和冷凝几种。吸收技术。是利用挥发性较小或不具挥发性的液体作为吸收剂,通过分析VOC废气中的组成成分及其在吸收剂中的溶解程度或化学反应的差异性特征,利用吸收装置将其VOC废气中的有害物质进行吸收,进而实现净化VOC废气的目的。这种吸收方式在浓度高、压力高、温度低、气量小VOC废气净化中。

膜分离技术。是采取人工合成或天然存在的膜材料来分离废气物质的方式。实际实施中,需要先将VOC废气加以冷凝为液体回收,然后再采取膜分离方式进行净化。这种方式比较适用在气量小、回收价值高、浓度小的VOC废气净化中[2]。

吸附技术。这主要是利用吸附剂的选择性吸附功能,将VOC废气中的有害物质吸附在其表面,然后采取统一抛弃处理、蒸汽脱附回收等方式来净化。这种处理方式在大气量、浓度低且净化要求标准较低的VOC废气净化处理中,是一种比较经典且常用的办法。

冷凝技术。是利用了VOC废气中不同物质所具有的饱和与蒸汽压性质差异,通过降低温度或提高压力的方式,将蒸汽状态的废气冷凝液化,进而从废气中成功分离出来。这种处理技术在气量小、沸点高、浓度高和单组分VOC废气中的净化应用较多。

2.2 销毁技术

该项技术主要是利用VOC废气的化学性能,促使其发生常规化学或生化反应,再利用光、热、催化剂或微生物等,使得有害物质能够被转变为水与二氧化痰等无机的小分子化合物,其主要的处理方式有催化燃烧、低温等离子体破坏、热力焚烧以等技术。

催化燃烧技术。这种处理方式是指采取具有催化作用的物质促使VOC废气进行氧化反应,其合适的反应温度一般为250~500℃[3]。相比于热力焚烧处理技术来说,催化燃烧法的温度较低,处理的成本也相对较低。但是,当被处理的VOC废气中含有硫、卤素等物质时,不宜采取催化燃烧方式。

低温等离子体技术。这种处理办法在常温常压下便可进行,采取高压脉冲放电以获取具有高能量的离子与电子以及自由基等具有活性的小粒子,并于VOC废气产生相互作用,使得废气中的物质转变为CO2、SO2等低害甚至无害类物质。这种处理方式在除臭净化中具有较好的应用效果,但是其净化的效率还有待提高,常在一些浓度较低的VOC废气处理中应用。

热力焚烧技术。这项技术使用需要将废气加热,时期温度高于700摄氏度,才能有效分解有机物,使其转变为二氧化碳和水,其净化率高达95%以上[4]。不过,该种处理方式成本较高,尤其是浓度较低的情况下还需要补充燃料,所以其应用也较少,只在一些危害性较大而无法采取其他可代替处理方式时应用。

结语

综上所述,VOC废气的排放不满足净化标准时,将会在大气中发生光化学反应,形成PM2.5,影响人们的视线范围。另外,人体长期吸入大量的VOC气体,还会导致呼吸道与肺部的感染,严重时可能导致机体细胞的癌变,给人们的生命安全构成威胁。因此,必须采取合理有效的治理手段,使得VOC废气中的有害物质被成功消除或减少,降低VOC废气给环境带来的危害。回收与销毁是当前的VOC废气中比较常用的两大处理技术,在实际的应用中,需要根据废气物质的具体组成以及处理目标的差异进行科学选择,使得VOC废气的净化效果得到最大程度提高。

延伸阅读:

石化VOC废气深度净化技术开发及工业应用

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