2015年7月,國家環(huán)境保護部與國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局聯(lián)合發(fā)布了新版《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》,,其中對于揮發(fā)性有機物大氣污染物排放限值,,廢氣中有機特征污染物排放限值做出了明確要求?;ひ萆⑽矚庵邪员?、甲 苯、二甲 苯,、酚類為代表的烴類污染物,。其限值分別為4、15,、20,、20mg/m3。該限值較原標(biāo)準(zhǔn)GB16297-1996有了明顯的提高。在環(huán)保日益矚目的前提下,,進行工業(yè)可揮發(fā)性污染物治理顯得尤為重要,。
一、傳統(tǒng)VOCs治理技術(shù)

1,、生物處理法
生物處理法,可以處理較低濃度的VOCs,,核心處理設(shè)備是 生物濾床,。生物濾床中固化了特定生物細菌,通過填料和細菌的吸附作用,,以及細菌對VOCs的分 解作用,,使VOCs轉(zhuǎn)化成無污染的CO2和H2O排放到空氣中得到凈化。
生物處理技術(shù)具有投資少,,運行維護成本低的優(yōu)點,。但是 目前生物處理技術(shù)能夠處理的廢氣濃度一般較低,出口標(biāo)準(zhǔn)相對低,。在《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》實施后,,沒有高濃度有機物達標(biāo)處理成功案例。
2,、燃燒法
燃燒法是 利用VOCs可燃性,,在一定的溫度下,將它們 通人到焚燒爐中,,就可以使這些有機物燃燒,,生成CO2和H2O。即實現(xiàn)了VOCs無害化處理,。燃燒法根據(jù)燃燒溫度和燃燒方式的不同,,可以分成催化燃燒法和直接燃燒法2種形式。
VOC廢氣催化燃燒設(shè)備法是 在反應(yīng)系統(tǒng)加人某種催化劑,,在催化劑的作用下,,降低VOCs的燃點。使VOCs能夠低溫下完全燃燒,,生成CO2和H2O,,然后將它們 排人到空氣中的方法。目前使用的催化劑類型較多,,主要是 貴金屬催化劑(如Pt,、Pd)和非 貴金屬催化劑(如V,、Ti、Fe,、Cu等),。
直接燃燒法在運行時,需要補充燃料氣,,以保持VOCs廢氣的燃燒,。
3、冷凝分離技術(shù)
冷凝分離技術(shù)原理基于物質(zhì)在不同溫度下具有不同飽和蒸汽壓這一物理性質(zhì),,采用降低系統(tǒng)溫度或提高系統(tǒng)壓力的方法,,使處于蒸汽狀態(tài)的污染物,蒸汽分壓超過其相應(yīng)的飽和蒸汽分壓,。進而冷凝成液態(tài)從廢氣中分離出來的過程,。
冷凝分離技術(shù)流程中,通常包含升壓設(shè)備,、冷換設(shè)備,。該技術(shù)多用于高濃度、高沸點的廢氣,,多用于廢氣溶劑回收利用,,適用范圍窄。
4,、吸收技術(shù)
吸收是 利用液體分離氣體混合物的處理過程,。其作用原理是 根據(jù)氣體混合物中各組分在液體中的溶解度不同,而達到分離目的的傳質(zhì)過程,。吸收劑的選擇根據(jù)混合氣體關(guān)鍵組分來確定,。
5、吸附技術(shù)
任何一種吸附劑對于同一種被吸附的氣體來說,,在吸附平衡的情況下,,溫度越低,壓力越高吸附量越大,。反之溫度越高,,壓力越低,,則吸附量越小,。因此,氣體吸附分離方法通常采用變溫吸附或者變壓吸附2種循環(huán)過程,。如溫度不變,,在加壓的情況下吸附,用減壓或常壓解吸方法,,稱為變壓吸附,。
目前使用比較多的是 活性炭吸附技術(shù),其特點是 出口VOCs濃度較低,缺點是 吸附過程放熱量大,,存在水解和重碳殘留等難題,。另外活性炭的再生頻率和再生完全程度直接影響裝置的運行周期和處理效果。因此可以將吸附作為廢氣凈化的環(huán)節(jié),,處理濃度較低的混合氣體,。
變壓吸附的方法早就有工業(yè)應(yīng)用。主要應(yīng)用于氣分裝置,,并有成熟的工業(yè)化應(yīng)用案例,。只是 用于VOCs治理上,是 在近些年剛剛提出的,。如果解決吸附劑再生和二次污染的問題,,其今后的發(fā)展前景廣闊。
二,、典型流程應(yīng)用
根據(jù)上述介紹凈化技術(shù)的特點,,目前使用較為廣泛的凈化工藝是 單獨的生物處理技術(shù),主要適用于低濃度氣體凈化,,投資和運行費用以及維護難度較小,,是 目前使用較多的技術(shù)。燃燒技術(shù)氧 化產(chǎn)物最為徹底,,處理標(biāo)準(zhǔn)較高,,但是 能耗較高,使用受限,。廢氣催化燃燒法近些年在國內(nèi)被逐漸認識 采納,,但是 進口催化劑成本較高,國產(chǎn)催化劑性能有待進一步提高,,其使用受到一定-,。
在多元技術(shù)聯(lián)合使用上,典型的工藝流程為,,冷凝+吸附法,、生物技術(shù)+吸附法。其流程設(shè)置是 根據(jù)原料氣的組分,、濃度以及各種凈化工藝特性和操作運行成本等因素綜合決定的,。
近幾年有較多膜分離新技術(shù)使用,其典型流程為:膜分離+吸附法,、冷凝+膜分離+吸附法,、膜分離+冷凝+吸附法。膜分離技術(shù)作為新興技術(shù)日益被人們 關(guān)注,。
三,、新興技術(shù)展望
1,、膜分離技術(shù)
膜法多元混合氣體分離是 20世紀(jì)80年代后期,隨高分子材料技術(shù)發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一項高新技術(shù),。其作用機理是 利用不同氣體在高分子膜中的通過能力/擴散能力以及速度不同而實現(xiàn)氣體分離,。
氣體分子在膜高壓側(cè)溶解于膜中,并在膜兩側(cè)分壓差驅(qū)動下,,在膜中擴散,,并從低壓側(cè)脫逸。溶解/擴散利用不同組分在膜材料中溶解/擴散的速度具有很大差異,,從而將各組份分離,。
該技術(shù)特點是 ,占地和投資相對小,、運行費用較低,。缺點是 單獨應(yīng)用膜分離技術(shù)通常無法將各組分完全分離,因此該技術(shù)需要與傳統(tǒng)工藝結(jié)合使用,??梢詫⒃摷夹g(shù)作為預(yù)處理單元使用,去除大部分的目標(biāo)氣體,,然后輔助常規(guī)處理技術(shù),,能取得更好的效果。
2,、等離子技術(shù)
等離子技術(shù)原理是 利用NS級的高壓脈沖電流進行放電,,在常溫常壓環(huán)境中,獲得非 平衡等離子體,。介質(zhì)阻擋放電過程中,,電子從電場中獲得能量,通過碰撞將能量轉(zhuǎn)化為污染物分子的內(nèi)能或動能,。這些獲得能量的分子被激發(fā)或發(fā)生電離形成活性基團,。同時空氣中的氧氣和水分在高能電子的作用下也可以產(chǎn)生大量的新生態(tài)氫、臭氧和輕基氧等活性基團,。這些活性基團相互碰撞后便引起一系列復(fù)雜的物理,、化學(xué)反應(yīng)。從等離子體活性基團組成可以看出,,等離子體內(nèi)部富含極高化學(xué)活性的粒子,,如電子、離子,、自由基和激發(fā)態(tài)分子等,。廢氣中的污染物質(zhì)與這些具有較高能量的活性基團發(fā)生反應(yīng),,最終轉(zhuǎn)化為CO2和H2O等物質(zhì),,從而達到凈化廢氣的目的,。
等離子技術(shù)對廢氣組成沒有選擇性,而且能量極高,,幾乎所有污染物分子都能從分子結(jié)構(gòu)上被破壞,,從而得到凈化。具有較大的發(fā)展空間,。
3,、紫外光催化氧 化技術(shù)
紫外光催化氧 化技術(shù)是 在光的作用下進行化學(xué)反應(yīng)。反應(yīng)機理是 利用高能紫外光束照射,,使被照射介質(zhì)原本穩(wěn)定的化學(xué)鍵受到破壞,,成為游離狀態(tài)的分子。同時,,紫外光分 解空氣中的氧分子,,產(chǎn)生游離氧。進而產(chǎn)生臭氧,。臭氧對有機物具有極強的氧 化作用,,臭氧繼而將游離態(tài)的污染物分子氧 化成無害物質(zhì)。以此減少污染物排放,。
使用紫外光解處理三苯過程中,,可以使用二氧 化鈦做光解催化劑,能加快分 解速度,,還可以選用光觸媒,、溶菌酶等多種催化劑。
雖然廢氣處理凈化技術(shù)路線較多,,但是 各種處理技術(shù)均有其自身的優(yōu)缺點,。所以加大新興技術(shù)的研究和使用,在處理具體的廢氣過程中,,應(yīng)根據(jù)各種工藝特點,,靈活應(yīng)用。利用投資和運行成本較低的技術(shù)做預(yù)處理,,利用投資較大但運行效果較理想的技術(shù)做深度處理,,使尾氣凈化流程更加合理。這是 將來處理化工廢氣的一個新的發(fā)展趨勢,。
河北滄凈環(huán)保設(shè)備有限公司(http://www.chinacangjing.cn)主要從事各種廢氣催化燃燒設(shè)備,、VOC廢氣催化燃燒、催化燃燒推廣工業(yè)領(lǐng)域清潔環(huán)保技術(shù),,從污染源頭進行環(huán)保治理,,開發(fā)適應(yīng)各種復(fù)雜工況的污染治理技術(shù),以滿足市場的不同需求,。