化工行业VOCs治理技术研究

杨华

摘要：VOCs产生的土壤污染主要是通过其产品，也就是植物来表现。以降低VOCs对环境以及人体产生的危害为目的，提出一系列的VOCs治理技术。不同的VOCs治理技术使用的原理、针对的VOCs类型以及适用范围存在较大差异。为了提高VOCs的治理效果，对现阶段发展较为成熟的VOCs治理技术及其研究进展进行详细分析。

关键词：化工行业;VOCs治理技术;应用

前言

VOCs是挥发性有机化合物，也是工业生产、制药和涂料等化学生产过程中产生的有机物。由于VOCs种类繁多，不同类型的VOCs具有不同的物理和化学性质，因此VOCs产生的影响程度和范围相对较大。在紫外线作用下，VOCs中的烃类物质与氮氧化合物发生反应生成臭氧，加重温室效应，对环境质量以及人体健康造成危害。空气中的VOCs中有一部分溶解于水中，产生具有难闻气味的难降解有机物，对环境造成严重危害。

1VOCs控制技术

1.1吸收法

通过吸收设备使废气中的污染组分被吸收净化的过程，如用石灰乳液吸收烟气中的二氧化硫，用碱性溶液吸收尾气中的氮氧化物。

1.2吸附法

吸附法已广泛应用于净化室内空气、大气污染治理、石油化工、煤化工等领域VOCs的回收处理。其原理是利用多孔、比表面积较大的粒状活性炭、碳纤维、硅胶、人工沸石等吸附剂，将VOCs中的污染组分吸附在固体表面，利用吸附剂的吸附、脱附性能达到净化回收目的，吸附法适用于中低浓度有毒有害气体的净化，目前主要采用的方法有直接吸附法、吸附—回收法、吸附—催化燃烧法。

1.3氧化燃烧法

VOCs大多数是易燃烧的有机化合物，根据燃烧温度不同，氧化燃烧技术可分为直接燃烧、蓄热式燃烧和催化氧化燃烧。直接氧化燃烧是将VOC作为燃料与空气充分接触，直接燃烧的处理方法;催化氧化燃烧是通过加入催化剂，使VOCs在较低的温度下充分氧化分解;蓄热式氧化法是通过蓄热陶瓷从处理后气体中吸收并储存热量，再将热量释放给入口的低温废气。

1.4生物降解法

一般包括3个步骤：（1）废气中的VOCs首先同水接触并溶解于水中;（2）VOCs在浓度差的推动下进一步扩散到生物膜，并被其中的微生物捕获;（3）进入微生物体内的有机污染物作为能源和营养物质被分解转化成无害的化合物。生物处理法相比传统工艺投资少、运行费用低、操作简单。

1.5光催化降解法

光催化是藤岛昭教授在1967年发现的，是以半导体材料为催化剂，以光为能量，将挥发性的有机污染物分解为CO2和H2O。以钛酸丁酯为前驱体，采用溶胶-凝胶法制备了TiO2光催化涂料，在紫外灯照射下，涂料对NOx气体的降解率在5min内可达85%。利用光沉积法制备的MoS2/CaIn2S4复合光催化剂，可以将甲苯和甲醛的降解速率提高2～3倍。

2煤化工行业VOCs治理

2.1污水处理装置VOCs治理

2.1.1碱洗系统

碱洗系统主要用来处理臭气中的硫化氢等酸性气体，通过在塔内喷淋碱液，使碱液与废气逆流接触，利用化学吸收法，使废气中的酸性气体（如硫化氢）吸收在洗涤液中，达到去除酸性污染物的目的。

2.1.2生物滤池

生物滤池由预洗、滴滤、过滤三段组成。混合气体首先在预洗区加湿除尘并去除可溶性有害气体，之后进入生物滴滤区，VOCs气体由塔底进入，在流动过程中与生物膜接触而被净化，净化后的气体由塔顶排出进入过滤塔，与已经接种挂膜的生物滤料接触而被降解，最终生成CO2和H2O，净化气体由顶部排出。

2.1.3光催化氧化

光催化氧化几乎对所有的细菌、病毒和有机物起到强效分解作用，在紫外线光束照射下，将废气中的三甲胺、甲硫醇、甲硫醚、甲苯等化合物的分子链断裂并降解为低分子化合物，如CO2、H2O，从而减少其对环境的污染。

2.1.4活性炭吸附

處理后残余的VOCs有机废气通过活性炭床，利用吸附剂的多孔结构，使废气中的VOCs被吸附剂吸附。碱洗作为预处理工艺，主要去除废气中的硫化氢等酸性气体及一些水溶性介质;处理效率10%～40%，生物滤池作为主处理工艺，处理效率60%～80%，光氧催化作为辅助处理工艺，处理效率30%～70%，活性炭吸附处理效率60%～90%，采用以上四种组合工艺，可以达到国家排放标准要求。

2.2罐区VOCs治理

罐区VOCs大多为无组织排放，回收难度大，目前国内对罐区储罐可回收利用的VOCs优选用冷凝、吸收、吸附等技术将其回收利用，不能回收利用的VOCs最终选用燃烧等技术。根据《石油化学工业污染物排放标准》（GB31571—2015），采用单一回收技术很难达到排放要求，一般采用组合工艺。

3 VOCs治理技术研究趋势

在现有的废气治理方法中，等离子体治理技术具有很多优点。从人体健康和环境两方面考虑，应该寻找更有效的治理VOCs的方法。利用现代、清洁的工艺，在石化工业中，不但可以提高原油的转化率和使用率，而且还能降低污染物的排放;应该优先进行再燃，有效、及时地控制由VOCs引起的气体形成，这对建筑和石油化工等行业同样重要。科技的未来发展依赖于科技的进步，国家将支持和鼓励更好地治理挥发性有机物。这类材料的处理是通过对挥发性有机物的处理和综合应用来优化处理，以得到更好的结果。

结束语

针对VOCs自身的挥发性和毒性等物理特性，提出一系列VOCs治理技术。从VOCs治理技术的研究进展来看，VOCs治理技术正逐渐由单一化向集成化和高新化转型，并将部分治理效果佳、经济成本较低的技术投入到实际的工业、化学生产领域，对于环境污染的管理工作具有重要意义。

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