四川家具制造业等五大行业VOCs废气控制技术指南（征求意见稿）

5．石化行业挥发性有机污染物控制技术

目前我国针对石化加工生产的实际情况以及VOCs污染源排放特点，主要采用吸附、吸收、冷凝、膜分离油气回收、催化燃烧、热力焚烧、泄漏检测与修复（LDAR）等技术对VOCs废气污染开展了相应的治理工作，现分别对目前各种常用的处理技术进行介绍。

5．1吸附法

吸附浓缩技术是利用各种固体吸附剂（如活性炭（包括活性炭纤维）、分子筛、活性氧化铝和硅胶等）对排放废气中的VOCs进行吸附浓缩，同时达到净化废气的目的。吸附工艺主要分为吸附段和脱附段。

吸附段需要注意的事项主要有：

（1）对中低浓度VOCs的净化（一般在<1000mg/m3）净化效率能达到30%-40%，由于效率较低，因此其一般与其他处理工艺串联使用。

（2）在不施用深冷、高压的手段下，可以有效回收有价值的有机物组分。

（3）吸附剂应选择具有大比表面和孔隙率的；具有良好选择性的；吸附能力强，吸附容量大的；易于再生；机械强度；化学稳定性；热稳定性好；使用寿命长的。

（4）活性炭装填时应先筛去碎粒与粉尘。然后层层均匀铺开，不得直接倒入，以免使大小颗粒装填不均，最终造成气体偏流，影响使用效果。

（5）更换填料或是运行维护过程中产生的固体废物需要有明确的处理处置管理办法规范管理，将其作为危险废物处理，需交由有资质的危险废物处理公司处理，应有规范的危险废物转移记录。

（6）采用活性炭吸附工艺，进入吸附系统的废气温度应控制在40℃以内，废气中颗粒物浓度低于1mg/m3。同时，进入吸附系统的易燃、易爆有机废气浓度应控制在其爆炸极限下限的25%以下。对于含有混合有机化合物的废气，其控制浓度P应低于最易爆炸组分或混合气体爆炸极限下限值的25%，即P＜min（Pe，Pm）×25%，Pe为最易爆炸组分极限下限值（%），Pm为混合气体爆炸极限下限值（%），Pm按照下式进行计算：

Pm=（P1+P2+…+Pn）/（V1/P1+V2/P2+…+Vn/Pn）

式中：

Pm——混合气体爆炸极限下限值，%；

P1，P2，…，Pn——混合气体中各组分的爆炸极限下限值，%；

V1，V2，…，Vn——混合气体中各组分所占的体积百分数，%；

n——混合有机废气中所含有机化合物的种类数量。

（7）固定床吸附器应符合《环境保护产品技术要求工业废气吸附净化装置》（HJ/T386）的规定。吸附层的风速应根据吸附剂的材质、结构和性能共同确定；采用颗粒状活性炭时，宜取0.20-0.60m/s，采用蜂窝状活性炭时，宜取0.70-1.20m/s。对于废气浓度特别低或有特殊要求的场合，风速可适当增加。

（8）吸附装置用于处理易燃、易爆气体时，应符合安全生产及事故防范的相关要求。除控制处理气体的浓度外，在管道系统的适当位置，应安装符合《石油气体管道阻火器》（GB/T13347）规定的阻火装置。接地电阻应小于2Ω。

脱附段需要注意的事项主要有：

（1）脱附操作可采用升温、降压、置换、吹扫和化学转化等脱附方式或几种方式的组合。

（2）脱附气源可采用热空气、热烟气和低压水蒸气。

（3）当回收脱附产物时，应保证脱附后气体达到设计要求的冷却水平。

（4）有机溶剂的脱附宜选用水蒸气和热空气，当回收的有机溶剂沸点较低时，冷凝水宜使用低温水；对不溶于水的有机溶剂冷凝后直接回收，对溶于水的有机溶剂应进一步分离回收。

（5）采用活性炭作为吸附剂时，脱附气体的温度宜控制在120℃以下。

5．2吸收法

吸收法是利用相似相溶原理，常采用沸点较高、蒸气压较低的低挥发或不挥发液体（如柴油、煤油等）为吸收剂，吸收VOCs废气中的有害组分，VOCs从气相转移到液相中，从而达到净化废气的目的。在石化企业VOCs废气处理中，吸收法适用于炼油行业高压、低温、高浓度的VOCs废气处理，设施运行费用低。可用于原油、半成品、成品油储罐呼吸气、以及常减压装置初、常顶废气处理。储罐灌顶呼吸气可采用低温柴油吸收，减少废气排放；常减压装置不凝气可采用轻烃回收装置进行处理。轻烃回收装置主要包括瓦斯气升压系统、汽油吸收系统、柴油回收系统、脱吸系统、稳定系统、脱硫系统六大系统组成。常减压装置瓦斯气经压缩、冷凝、吸收、脱吸、分馏等过程，得到液化石油气产品，可显著降低VOCs排放。

5．3冷凝回收法

废气中的VOCs在冷凝器中冷凝，通过降低气体温度使VOCs达到过饱和后从气体中液化出来而得到净化，冷凝下来的有机物可以回收利用。

使用冷凝法时，应注意：

（1）主要用于处理高浓度废气，特别是组分比较单纯的、有一定回收经济价值的废气，净化效率为30%-40%；

（2）冷凝法吸收效率波动幅度大，可作为燃烧或吸附处理的预处理工段，特别是VOCs含量较高时，可通过冷凝回收降低后续净化装置的操作负担；

（3）可处理含有大量水蒸气的高温蒸汽。

（4）冷凝法对废气的处理程度受到冷凝温度限制，要处理效率高或处理低浓度废气时，需要将废气冷却到非常低的温度，经济上不合算。

5．4膜分离油气回收法

膜分离油气回收法采用一系列并联安装于管道上的膜组件构成的膜分离器，将油蒸汽/空气混合物在膜的渗透侧的真空作用下分成含有少量烃类的截留物流和富集烃类的渗透流。截留物流再经吸附剂吸附净化后，VOCs浓度低于排放标准可以直接排入大气，而渗透流循环至膜法油气回收装置的压缩机口，与收集的排放油气相混合，混合气体经过喷淋塔，通过蒸汽带压，使得富集物流在喷淋塔中分成烃蒸汽和液态烃两相流，经喷淋吸收塔后液态烃以液体的形式返回罐区，实现油气回收。而烃蒸汽者进入膜分离器，进行上述循环。膜分离油气回收法可用于轻质油品、苯类、混芳类装车过程以及乙烯粗裂解产品汽油储罐释放的挥发油气处理。

5．5直接焚烧法

燃烧分为常规直接燃烧（TO）和蓄热式燃烧（RTO）。是利用辅助燃料燃烧所发生热量，把可燃的有害气体的温度提高到700-900℃的反应温度，从而发生氧化分解。由于燃烧焚烧炉可于较短时间内达到在线状态，非常适合用于高浓度废气及间歇性批式排放工艺。蓄热式燃烧（RTO）处理系统中加温和氧化分解产生的热能利用具有高热容量的陶瓷蓄热体作为蓄热系统，实现换热效率达到90%以上的节能效果。

使用燃烧时，应注意：

（1）处理净化效率高，能达到90%以上，连续运行稳定，技术成熟且安全可靠、操作维护简单，使用寿命长。

（2）一次性投资成本高，运行成本较高；

（3）严格控制进口有机物的浓度，使其入口浓度必须远低于爆炸下限，控制在一个安全的水平。

（4）不适宜处理小于8000m3/h以下风量的废气，对含有机硅成分较多的废气容易造成蓄热体堵塞，更换蓄热材料费用较高。

5．6催化燃烧法

催化燃烧分为常规催化燃烧（CO）和蓄热式催化燃烧（RCO）。利用结合在高热容量陶瓷蓄热体上的催化剂，使有机气体在300~400℃的较低温度下，氧化为水和二氧化碳。蓄热式催化燃烧（RCO）的处理系统加热和氧化产生的热量被蓄热体储存并用以加热待处理废气，以提高换热效率。

使用蓄热催化燃烧时，应注意：

（1）处理净化效率较高，能达到90%以上，比蓄热式燃烧节约25％～40％运行费用，其热回收效率可达90%以上；很少产生NOX和SOX，不受水气含量影响。

（2）催化剂的选择需要与处理对象相吻合，处理成分复杂的废气时效果不理想；

（3）催化剂的工作温度应低于700℃，并能够承受900℃短时间的高温冲击，设计工况下催化剂使用寿命应大于8500h。

（4）设计工况下蓄热式催化燃烧装置中蓄热体的使用寿命应大于24000h。

（5）催化燃烧装置预热室的预热温度宜控制在250-350℃，不宜超过400℃。

（6）催化剂床层的设计空速应考虑催化剂的种类、载体的型式、废气的组分等因素，宜大于10000h-1，但不宜大于40000h-1。

5．7生物净化

通过附着在反应器内填料上的微生物的新陈代谢作用将有机废气中的污染物转化为简单的无机物（CO2、H2O和SO42－等）和微生物。可与其他工艺组合应用于石化企业污水系统有机废气的处理。

使用生物净化时，应注意：

（1）生物法适合处理“高水溶性+易生物降解”的VOCs，去除效率能达到70%-90%，对其余类型的VOCs处理效果较差，生物法处理效果从大到小依次为醇类、酯类、苯系物>醛、酮、卤代烃>小分子烯烃、烷烃。

（2）主要应用于中低浓度（一般在<1000mg/m3）有机废气的处理；风量较大的情况下，其处理的浓度更低（一般在<200mg/m3）。

（3）微生物的筛选和挂膜的时间较长。

（4）要通过有效预处理和合理管理，尽量降低填料堵塞带来的影响。

（5）更换填料或是运行维护过程中产生的固体废物或废水需要有明确的处理处置管理办法规范管理，若作为危险废物处理，需交由有资质的危险废物处理公司处理，应有规范的危险废物转移记录。

5．8泄漏检测与修复技术

泄漏检测与修复技术（LADR）通常采用固定或移动检测设备（如火焰离子化、光离子化、非分散红外等）对石化企业易产生VOCs泄漏源进行定期监测，以确认发生泄漏的设备，并修复超过一定浓度的泄漏处，从而达到控制原料泄漏对环境造成的污染。其典型步骤包括：确定程序、组件检测、修复泄漏、报告闭环等环节。LDAR技术是目前国际上较先进的石油化工废气检测技术，不仅能降低企业物料损失，有效减少因泄漏造成的VOCs排放，还可以提高工艺安全性和可靠性，可用于石化生产装置和储存罐区装置、管道、阀门、法兰等位置泄漏废气的有效跟踪和处理。

LDAR技术在欧美等发达国家用于石油炼制VOCs的无组织排放控制已相当成熟，且应用广泛。而我国LDAR相关技术研究和标准规范的制定还处于起步阶段，尚未形成完善的检测泄漏标准体系和方法。目前在我国部分石化企业炼油装置LADR技术已有初步应用，但我省石化企业LADR技术应用相对落后，尚处于试点阶段。

5．9典型组合处理技术的优缺点分析