化工企业VOCs治理技术研究进展

陈传斌 郑达 豆闶

摘要：VOCs是造成雾霾天气频繁发生的主要原因之一，而工业源是VOCs污染的主要来源。因此，化工企业VOCs治理技术的发展受到了社会和人们的广泛关注。基于此，本文针对化工企业VOCs治理技术的发展情况进行一定的探讨，分析几种常用VOCs治理技术的优缺点，最后对化工企业VOCs治理技术将来的研究进展做出了展望。

关键词：化工企业;VOCs治理技术;进展

中国分类号：X701 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）11-00-02

Abstract：VOCs are one of the main causes of frequent haze weather，and industrial sources are the main source of VOCs pollution.Therefore，the development of VOCs governance technology in chemical companies has received extensive attention from society and people.Based on this，this paper discusses the development of VOCs governance technology in chemical enterprises，analyzes the advantages and disadvantages of several common VOCs treatment technologies，and finally forecasts the future research progress of VOCs governance technology in chemical enterprises.

Keywords：Chemical enterprises;VOCs governance technology;Progress

VOCs（挥发性有机物）是化工企业生产过程中所排放的有机废气，其中烃类、酮类、醛类和醇类等都是有害气体，严重威胁着人类的生命健康。而且化工企业所排放出来的VOCs常为易燃易爆气体，稍不注意或者排放量超标，就有可能造成火灾爆炸事件的发生，给人类生命和财产带来危害。所以，解决化工企业VOCs的治理问题迫在眉睫。针对化工企业的这一行为，管理部门颁发了大量有关VOCs污染物的排放标准，同时加大了对化工企业VOCs治理技术发展的重视，希望通过科学技术来治理VOCs污染物，降低工业生产对环境所带来的污染。

1 化工企业 VOCs 的来源及危害

1.1 化工企业VOCs的来源

相关资料显示，在全国工业VOCs 排放源中，化工企业所排放的VOCs排放量占据首位。而根据对化工企业的具体生产过程来看，有三个环节会排放 VOCs，即：化工企业生产过程、储存和装卸过程以及废水集输过程等。比如说，炼制过程中产生的脱硫醇尾气、碱渣再生氣等。而油品中间罐、成品油储罐等在储存和装卸过程中，也会逸散废气。

1.2 化工企业 VOCs 的危害

化工企业所排放的VOCs主要包含烃类、 酮类、醛类和醇类等，这些大多都是有害物质，且可燃性高，给人类和社会安全带来很大危害。

首先，造成环境污染并危害人类健康。根据毒性大小排序的话，VOCs 中硫化物的毒性最大，其次为芳香烃，毒性最小的为烷烃。很多化工企业VOCs 排放大多都是无序排放，这样的排放形式会给环境带来很大的影响。相关人员研究发现，人体能直接或间接的吸收挥发出来的苯系物，损害着人体的中枢神经系统，当空气中的苯浓度超过2%时，人们就会出现中毒现象，甚至引起死亡。而硝基苯则可影响肝、脾以及神经系统的功能等。

其次，容易引起安全风险。近年来，关于化工企业发生气体爆炸、造成大量人员伤亡以及财产损失的报道很多，之所以出现这种情况，和化工企业自身所排放的VOCs有直接的关系。当VOCs浓度较高时，遇到静电或者火花时，很容易发生爆炸，引起安全风险。

2 化工企业VOCs治理技术

根据对当前相关资料的整理，和对化工企业VOCs治理技术的了解发现，目前关于化工企业VOCs治理技术，主要包含两种，即回收技术和去除技术。具体如下图所示。

当前，在化工企业VOCs治理中，使用最多，发展又比较成熟的治理技术主要有以下几种：

2.1 冷凝技术

冷凝法是利用有机物质在不同温度和压力条件下的饱和度不同对 VOCs 废气中各组分进行分离。该法操作性强，处理率比较高，可达到50%-90%，目前，被化工企业用到油气回收中。但要特点注意，冷凝法对设备有一定的要求，需要设备提供低温和高压条件，而且对设备的运行和维护要求也比较高，要定期对设备进行除霜工作，运行起来所投入的成本相对较高，能耗也比较大。在对化工企业 VOCs废气治理中，若想将成本降低，最好将此方法和吸附法、吸收法联合使用，目前，比较常用的技术是冷凝+吸附工艺，此工艺系统独立性较强，可直接获得液体油品。

2.2 膜分离技术

膜分离法主要是利用VOCs废气中不同组分在通入选择性膜时，只有部分气体能通过选择性膜，以此实现VOCs废气的分离。该技术属于选择性透过技术，具有处理费用比较低的优点，适用范围比较广。根据膜分离法的工作原理来看它比较适用于天然气的化工分离和提纯。在分离膜材料方面，目前聚二甲基硅氧烷是比较好的分离膜材料。而蒸汽渗透、膜接触器和气体膜分离在化工企业中比较常用。虽然说膜分离法的处理费用低，但设备成本和膜元件造价都比较高，膜维化工护工作也比较的复杂，使其在很多时候只作为冷凝前的处理工序。由此来看，加强分离系统和新型膜材料的研发是此技术将来的重点。

2.3 吸附技术

吸附法是针对VOCs 废气中的烃类来说的，其主要原理是选择具有良好吸附性的材料，与VOCs 废气中烃分子进行亲和作用，来吸附烃類。当吸附剂达到饱和时，利用热蒸汽或氮气对吸附的污染物进行解吸。一般来说，吸附剂是可以循环利用的，只要按照操作流程进行处理可以多次使用。吸附法是化工企业中一种极为重要的VOCs废气治理技术。其中活性炭纤维、多孔粘土矿石、颗粒活性炭、分子筛和高聚物吸附树脂等都是比较常用的吸附剂，但由于活性炭吸附效果好，价格比较低廉，应用较广。但活性炭吸附法也有一定的缺点，其具体如下表所示：

3 研究进展

在当前大气污染物中，VOCs是除粉尘以外的第二大污染源，对人类和环境都带来了不可估量的危害，受到了人们的高度重视。加强对化工企业VOCs 排放的控制，成为了当前降低雾霾天气急需解决的问题，而采取有效措施和利用科学先进的治理技术是降低VOCs的有效途径。近年来，VOCs治理技术得到了快速的发展，并在应用中取得了一定的成效。通过以上对化工企业中所用到的VOCs 治理技术也可以看出，很多技术都有自己的优势，对VOCs 治理都能发挥有效作用。同时也可以看出，每项技术还都不很成熟，但都有自己的发展前景。化工企业在VOCs治理过程中需根据企业自身废气排放的特点，结合各种技术的优势，选择适用于自己的治理技术，方能有效解决企业VOCs污染问题。

参考文献

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收稿日期：2019-09-09

基金项目：江苏省环保科研课题经费（2016016）;国家重点研发计划“大气污染成因与控制技术研究”专项（2016YFC0209200）。

作者简介：陈传斌（1989-），男，汉族，硕士，中级工程师，研究方向为挥发性有机物污染防治技术开发及工程应用。