石化行业VOCs治理工艺技术比选

于莹

摘要：VOCs气体治理技术是当今石化行业的热门话题，为实现GB31570-2015《石油炼制工业污染物排放标准》中VOCs气体在2017年7月1日前达标的要求，各石化企业纷纷研究探讨并立项建设VOCs治理装置，而技术的选择则是达标的关键。

关键词：VOCs;比选

一、VOCs治理工艺技术对比

目前针对VOCs治理的工艺归类为两种，即破坏法和非破坏法。破坏法即氧化法，包括燃烧法、催化氧化法、光氧法等，将VOCs全部转换成CO2和H2O;非破坏法包括吸附法、吸收法、冷凝法等。各治理工艺技术对比如下^[1]：

二、各工艺在石化行业污水处理场的适用性

石化行业污水处理场废气的成分比较复杂，属于多组分有机废气，必须采取多种方法组合处理。各废气治理工艺适用性分析如下：

1、光氧化法：污水处理场的废气浓度普遍在500mg/m3以上，远远超出了光氧化法能处理的浓度范畴;

2、生物法：用于污水处理场的废气治理时能有效去除恶臭类气体（硫化氢、氨），能去除一部分VOCs气体，需与活性炭吸附工艺配套使用;

3、等离子法：污水处理场的废气浓度同样超出了等离子法能处理的浓度范畴，且等离子法存在严重安全隐患，部分地区已明令禁止使用等离子法;

4、催化氧化法：

（1）污水处理场的废气属于多组分中低浓度大风量有机废气，若采用以催化氧化法为主要工艺的治理方法，需额外补入能源，增加运行能耗;

（2）CO催化剂使用寿命短，需频繁更换，运行费用高;污水处理场的废气中含有硫化氢气体，若在生物段和碱洗段未能脱除干净的话，少量的硫元素即可引起CO催化剂中毒，造成催化剂失活，增加更换频率;

（3）废气中有机物催化氧化后产生大量CO₂，与我国“碳减排”理念背离，后续势必会被其他工艺取缔。

5、吸附法：活性炭对小分子、大分子及低沸点、高沸点的物质均能有效吸附，且对浓度波动的适应能力强，但吸附高浓度废气产生大量吸附热，需配套完善的安全保护措施。

三、石化行业VOCs工艺技术比选

根据石化行业VOCs气体的成分特点，污水场的VOCs治理技术适合使用催化氧化法CO和活性炭吸附法，将两种技术的优劣势比较如下：

1、CO技术的优劣势

CO技术的优势是能将高浓度的VOCs废气通过催化氧化技术去除掉，反应彻底，VOCs气体达标排放。劣势是该技术即使在保证连锁自保完善，操作工操作精细的情况下，也会因为连锁反应和阀门动作的滞后性，造成催化剂床层局部反应剧烈引起闪爆。CO工艺要求进入催化氧化反应器前的废气首先要经过均化，总烃浓度和温度达到规定值后，再与催化燃烧剂作用发生氧化反应。如果进反应器前总烃浓度过高或温度过高，会连锁配风，废气自动与空气混合，使浓度和温度满足催化反应器的进气要求，只有该操作达到及时准确，才能保证装置稳定运行。

2、活性炭吸附-再生技术的优劣势

活性炭吸附-再生技术的优势是吸附脱附速度快，再生快，安全性高，一般不会发生闪爆。劣势是再生气经过换热后形成的冷凝液虽然能够分离回收，但是再生气中有一部分是不凝气，这部分气体只能再次回到吸附工艺的前端，造成不凝气中的非甲烷总烃浓度集聚循环，无法排出系统，形成“死循环”。这样势必会造成活性炭吸附技术在运行过程中发生活性炭失效快、再生周期縮短的现象。而CO技术能彻底解决“死循环”问题。

四、总结

对催化氧化燃烧技术和活性炭吸附-再生技术可总结为“达标的技术不安全，安全的技术不成熟”。CO技术能够保证VOCs气体长期稳定达标，但存在极大的安全风险;活性炭吸附-再生技术虽然安全性高，能实现短期达标，但由于不凝气“死循环”问题没有解决，技术仍然不成熟。因此，石化行业内VOCs治理技术仍然不成熟，技术选择上应根据各企业实际情况合理取舍，或者采用以某种技术为主的组合工艺，配以完善安全措施。

参考文献

[1]席劲瑛，武俊良，胡洪营，等.工业VOCs气体处理技术应用状况调查分析[J].中国环境科学。2012，32（11）：1995·1960.