VOCs废气治理技术效率及其影响因素

尹艳如

（江苏蓝海工程设计咨询有限责任公司，江苏 连云港 222000）

0 引言

VOCs废气中包含了多种化合物，如酚、脂、酮、醛、烃等散发到空气之后，通过渗透方式会进入到人体之中，给人们健康造成较大危害。以多环芳烃为例，它的致癌性相对较强，一旦人们在含有这种气体的环境生活、工作时间较长时，即会增加患癌症的概率。另外，VOCs废气散发至空气中后，会间接对臭氧层造成破坏。所以在现代工业文明发展中对VOCs废气的治理十分重要。

1 VOCs废气治理技术及其效果分析

1.1 活性炭吸附技术

该技术以VOCs废气中的烃分子与具有吸附性能材料之间的亲和作用为基本原理。应用时一般通过吸附、吸附剂饱和、抽真空再生（或者选择惰性气热再生），解吸污染物并对吸附剂进行二次应用[1]。从应用效果看，该技术工艺简单、能耗较少、兼容性好、处理效率相对较高，因此在应用推广方面比较容易，适用于化工产品生产、产品贮藏、产品运输方面的VOCs废气治理。

1.2 溶液吸收技术

溶液吸收包括不挥发性溶液、低挥发性溶液等，从原理上看，主要是通过溶液与有机烃之间的亲和性为准，利用溶液将有机烃从VOCs废气进行吸收。应用经验表明，吸收通常只是将有机物进行转移，并不能实现分解。但是由于该技术投入成本低、运营费用少、治理效果稳定，受到了市场的青睐。目前，在石化VOCs废气治理方面的应用相对较好，尤其是在高压力、高浓度、低温度条件下，处理率可以达到95%到98%。

1.3 等离子净化技术

等离子处理技术也被称为低温等离子处理技术，主要是借助集合了大量正负带电离子、中性离子低温等离子态（属于准中性气体），在高频率反复轰击条件下实现对异味气体分子的转化。简单讲，就是利用化学反应原理，将有害气体转化为无害气体。该技术使用的装置简易、容易操作、占用空间相对较少。由于对二氧化碳选择性较低，易产生二次污染问题。而且，当应用方法存在错误时要求配套地对技术进行改进与优化。由于电子能量不大于10ev，因而在石油化工中方面的废气处理效果相对较好，但是在具体应用中要求操作人员对电子的平均能量、密度、气提温度等进行全面而有效的控制[2]。

1.4 燃烧处理技术

燃烧处理技术类型较多，包括了热力、催化以及常用的直接燃烧法。以直接燃烧法为例，要求在高温条件下将VOCs废气当作燃料进行应用，设备简单易操作、处理效率可以达到99%，适用于石油化工厂瓦斯火炬、油气田放空气体火炬、炼油厂等之类VOCs废气浓度高、回收价值较低的地方。以热力燃烧法为例，以燃烧净化原理为准，用辅助燃烧实现对VOCs废气的治理[3]。从适用性看，在低含量有机物及其燃烧持续性较低的条件下，应用焚烧炉可以较好地达到燃烧处理目标。虽然在成本投入、设备结构、处理效率方面的优势比较明显，可是二次污染现象也极易发生。目前在炼油厂氧化沥青尾气治理时需要先进行浓度、流量方面的预处理，再检查无风险后可以妥善地应用该方法。催化燃烧法见下图1：

图1 催化燃烧法示意

1.5 微波催化氧化技术

该技术主要是以化学反应作为基本原理，对反应温度控制条件十分严格。从实践经验看，将反应温度控制到200到450摄氏度时，可以通过应用氧化、固体催化剂，在微波催化氧化后实现对VOCs废气的转化、净化治理目标，将工业废气中的有机物转变为二氧化碳和水。目前，该方法在有机物去除方面，已经能够达到99%的去除率。而且，在处理VOCs气体方面的应用经验表明该技术具有吸附能力强、消耗成本少、工作效率高、缩短废气吸附时间等优势。尤其是它与污水处理技术方面存在经验方面的相似性，可以吸收相关经验，增强对该技术的应用效果[4]。

2 工业废气技术治理效率影响因素

2.1 技术因素

首先，从现用的工业废气治理技术看，虽然不同的技术可以起到一定的专业治理效果，可是由于治理技术本身的革新速度较慢，治理技术应用时二次污染的弊端仍然存在。其次，在全球社会主义市场经济一体化发展背景下，工业废气治理已经成为全球性的共同难题，新型技术的持续创新发展，虽然能够在局部起到化解二次污染的问题，可是，我国属于发展中国家，在新技术的知识产权创造方面相对滞后。第三，在新时期的工业产业化时，分工越来越细、行业资源整合速度相对加快，但是，工业废气治理技术的工艺选择过程中，大部分企业仅考虑成本投入小、效果立竿见影等需求，忽略了工艺技术选择时的针对性、全面性，从而造成了对治理技术系统性应用不足的情况。

2.2 设备因素

工业废气治理时需要配置一定的设备，如直接燃烧技术应用时需要应用高炉火炬装置、排空火炬装置、瓦斯火炬装置等。可是由于VOCs废气中的化学物种类较多，在不同的行业应用工业废气治理技术时，不能排除直接购买设备不能满足实际需求的情况。此时，对于旧设备的改造、新设备的购置均十分必要。尤其是自2018年开始实施“互联网+”改革后，旧设备的信息化改造，尽管提升了应用效率，同时也增加了设备的运行负担。加上改造设备与新设备之间的联合应用，进一步缩短了旧设备的使用寿命。

2.3 人才因素

新一轮工业化改革过程中，我国大部分工业类企业已经完成了新旧人才的更新换代，并且，根据实际选择的治理技术，可以设置相应的岗位、配置对口型专业技术人才。然而，在治理技术的应用管理方面，由于缺乏对工业废气治理技术应用产业链条的全面剖析，往往忽略了研发设计人才、运维管理人才的引进与培育，容易导致技术专业应用较好、治理效率较低的矛盾现象。因而，在新时期仍然需要从现代人力资源管理的角度，更为合理地调整人才结构。

3 工业废气治理技术应用效率提升措施

3.1 加大技术研发，优化废气治理技术

在现代工业废气治理过程中，建议企业从治理技术产品生产制造产业链条角度出发，合理地配置各项资源，满足技术研发需求。例如，目前大部分企业在VOCs废气治理技术应用时，往往会根据所在行业、经营业务，选择匹配的治理技术。此时，企业可以通过产品经理，对现用工业废气治理技术进行全面评估。然后，根据优化目标、优化环节（如技术产品设计环节、材料环节、运维环节等）构成要素，设置对应的优化指标。最后，按照“优化要素-优化指标”的对应关系，配置相应的资本、人才、场地、数据等资源，推进对相关技术的优化等。如果存在难度较大的优化需求，建议选择与科研机构合作的方式。

3.2 增加资金投入，更新废气治理设备

现阶段，在旧设备改造、新设备购置应用条件下，形成了新旧设备混用的现象，容易使改造后的设备损耗增大、寿命缩短，并降低新设备的使用效率。因此，建议在“十四五”建设阶段，积极以数字化作为牵引方向，尽可能结合多元方式筹集资金，增加VOCs废气治理设备方面的资金投入。如此，有利于通过全面更新废气治理设备，而在整体上提升治理技术的应用效率，延长设备使用寿命、扩增治理设备应用效用。需要注意的是，设备使用过程中存在一定的损耗，缺乏匹配的设备运维管理时，容易增加损耗成本并使追加投资变得愈加困难。因此，建议在更新废气治理设备的过程中，尽可能按照设备使用要求，做好设备系统性应用方案设计，将损耗成本降低到最小程度。

3.3 加强人才培养，提高技术应用效果

首先，建议运用现代人力资源管理方案，从档案管理出发，对现有人才的类型、数量、技术水平、综合素质等进行全面评估。其次，以评估结果为准，设置VOCs废气治理技术应用专题，先从产业链条角度出发，梳理清楚此类技术产品生产制造、安装应用的基本流程，使现用人才能够从整体上对其有一个全面理解，实现对其知识结构的优化。第三，应该从工业废气治理技术产品产业链条构成环节出发，结合工业废气治理技术设计人才、治理技术安装人才、治理技术使用人才、治理技术及设备运维管理人才等，全面地开展相关技能培训[5]。从当前的实践经验看，建议运用现代人才资源管理中的团队管理方法，将培训后具备综合素质的人才，按照专业优势配置到对应的治理技术应用岗位，使其在具体岗位上通过履行职责发挥专业优势，在整体上借助协同合作方式，扩大协同效应。进而打造出一支综合素质全、工业废气治理技术应用技能好的专业团队，以此提高相关技术应用效果。

4 结语

总之，在新一轮的工业化改革过程中，我国工业实现了向集约化方向的转型，并且形成了生态文明主导下的工业文明可持续发展态势。通过以上初步分析可以看出，新时期工业废气治理技术相对较多，专业化的治理效率较高。然而，受到技术、设备、人才等因素制约，在工业废气治理方面的产业化仍然处于初级发展阶段。因此，建议在“十四五”建设阶段，积极加大在技术研发、增加资金投入、加强人才培养，从而实现对废气治理技术的优化、设备的更新、技术应用效果的提高等目标。