王琳
云南解化清洁能源开发有限公司解化化工分公司，云南 开远 ，661699
【摘要】随着经济社会的可持续地发展,在日常生产过程中伴随着一些挥发性的有机化合物( vocs )的形成而产生,未经有效控制的污染物排放会对整个大气环境产生影响,危害人身健康。本文通过对各种治理技术手段的特征、适用范围等特点进行了归类与分析,结合当前现有的研究进展做出了部分分析和展开论述,以期提高工业源 vocs 污染物整体治的科学水平。
【关键词】治理技术： 大气污染； 挥发性有机化合物(VOCs)； 工业源
前言
随着我国现代工业化不断发展推进,空气污染日益增多,人们对自身周围环境严峻的空气质量问题有了更高的警惕。有的 vocs 不仅含有毒,而且还对人体的健康存在一定的致癌危害,如苯、甲醛等,有些 vocs 经过光化学氧化后生成光化学烟雾和二次有机气溶胶,且对我们的能见度也会产生不良影响;一些 vocs (例如氟氯昂)可以通过直接排放在大气层中,来消耗臭氧,造成空气中的臭氧层空洞，最近几年,工业源 vocs 治理系统技术也有了更广泛的应用。
1.挥发性有机化合物(VOCs)简介及治理现状
挥发性的各种有机化合物( vocs )是指在一定的时间内在常温或者一定的常压下可以迅速地挥发释放出来的各种有机固体或者有机液体,并且它们还可以参加大气光化学反应的各种挥发性有机化合物。石化厂进行工业生产中所需要排放的废气,其中一些化学挥发性较强的物质就可以直接与空气中的二氧化硫等污染物发生反应,使得光化学污染力更盛。调研结果表明,石化行业是我国整个总体 vocs 污染源中的第一位。随着近年来我国工业化水平的飞速提高,工厂的各种生产技术不断改进与革新,精细化工厂的生产成品质量也得到了很大的提高,为我国现代化工程的建设打下了良好的基础。
但是随着我国石化行业的迅猛发展,也带来了一系列的环境污染和安全问题, vocs 的严重污染使得我国空气质量严重下降,以及在我国许多地区都出现了持续性的雾霾等恶劣天气,给人们的身体健康和生命安全造成巨大的危害和威胁。因此,石化公司要加强对 vocs 污染物的综合治理,对于保护和改善广大人们的生产和居住环境,提高广大人们的生产和居住环境具有十分重大的意义。
2.源头治理和末端治理的相互补充
源头治理虽然这也被认为是 vocs 治理的实施过程中最为理想的治理方法之一,但在我们通常使用一些无溶剂的复合方法来取代溶剂型黏胶剂进行制造和生产时往往很有可能出现各种各样的困难,比如在个别情况当中必须要使用得到但是实际上使用量不多的塑料或者软包装材料,仅仅只能通过简单地使用干法进行复合技术来制造等。vocs 在对企业的污染物进行排放和治理的每个环节和过程中,末端治理和污染物的源头治理都必须要求企业之间具有某些区别和特殊的差异性,末端治理的环节中,企业的主要生产制造设备装置和生产制造技术都必须做到不会出现任何问题,因而在污染物治理的每一个进行环节和过程中也就已经具有了立竿见影的效果,企业生产和服务的供给链就会使企业能够维护永远完整健康的发展环境,所以 vocs 的排放就可以保证其一直都能够维护有序地排放、达标的污染物,不会因为在治理的过程中对于企业的生产经营活动造成任何负面影响,这也是目前末端治理的主要特点。
3.工业源 VOCs 污染物治理技术进展
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3. 1 生物法及其技术进展
生物方法适合处理对生物无毒性的低浓度、高风量的有机废气,尤其是适合处理水溶性 vocs 污染物,净化后的过程中无二次污染物排放,投资和运行费用成本较低。
膜生物反应器特别适用于处理连续态或瞬间状态的低浓度 vocs 混合气体,相较于生物过滤、生物滴滤、生物清洗等方式,反应器体积减小、停留时间短、传质速率提升。
生物降解叠加的吸附功能构成两相分配的生物反应器,适用于对疏水性 vocs 的降解,并且其吸附部分 vocs 以大幅度地减少其对于有害微生物的危险,传质速度优于其他的生物方法,具备发展潜力。虽然生物法反应技术在我国应用范围广，但是反应容器体积太大,传质效果不高,处理周期较长。两相生物反应器与膜生物反应器在有效地解决了上述这些技术问题的同时,也在一定程度上牺牲了降解的效果,高效且安全的非水相反应器则成为了制约两相分配生物反应器发展的瓶颈。
3.2光催化氧化法及其技术进展
光催化氧化法可以同时对多种不同类型的VOCs 进行无差别地氧化降解，尤其适用于低浓度 VOCs（<1000 mg/m3）处理，常温、常压条件下即可进行,该设备的操作简单,投资及运营成本不高。依据所适应的主要光源波长不同,分为可见光催化氧化技术和紫外线光催化氧化技术两个不同的技术分支。紫外线光中,185 nm 、254 nm 、356 nm 波长最为常用,其中≤200 nm 波长为真空紫外光，二氧化钛是目前应用最广的催化剂。 vocs 在强光的作用下进行氧化和降解,真空中的紫外光可以伴生臭氧,降解效果远远优于 254nm 波长的紫外光,同时,光催化氧化叠加臭氧的 vocs 降解效果要比臭氧单独降解更好。真空紫外光催化氧化技术存在臭氧出气浓度过高的问题，需施加浓度降低方案，二氧化钛添加剂对臭氧有很好的分解效果。
3.3吸附-脱附+催化燃烧技术工艺
"吸附-脱附+催化燃烧技术工艺"是目前在国内应用比较广泛、治理效果好、运营稳定、费用相对较低的成熟性技术。
有机废气经过预处理后直接进入活性炭吸附净化装置,净化装置包含多个活性炭净化室,每个实验室都有一个活性炭纤维等等净化装置, 正常工作时多个净化室同时工作,一个实验室做活性炭的脱附,用大量的热空气对被吸附为饱和的净化装置中的活性炭进行脱附和再生,将被脱附下来的低浓度有机废气经换热器送入催化燃烧系统中,然后进行无氧燃烧,生成二氧化碳和水,并释放出大量的热量,此时将活性炭中的热空气和被脱附下来的活性炭废气相互换热,使此为惰性气体达到催化燃烧的开启温度。净化器设备的正常工作是通过 plc 对其进行自动控制,可以使得在净化系统中的脱附循环、催化反应后的剩余热循环都无需再次停机而能连续运行。采用活性炭纤维吸附浓缩+催化燃烧组合净化工艺处理高浓度、大风量的污染废气,可解决回收类净化工艺所需蒸气等各种附加能源和回收物的处理问题;可以解决催化和燃烧技术耗能多、投资少和成本高的问题。
5.小结
随着新能源大气法的实施,vocs 的排污费用和收取以及社会公众对于环境质量的重视程度,vocs 在环保与治理这个领域正面临着广阔的发展契机。燃烧法、生物法、光催化氧化法、低温等离子体法都是目前在工业来源中较为普遍采用的vocs治理方法. 然而,单一处理技术效果仍然是不尽如人意,还是有必要在接下来进行更加深入的探索和研究。在实际应用中通常会选择两种或两种以上技术进行互补组合,以弥补那些单一技术的不足。因此,在考虑选择治理办法的同时,应先根据有机废气的各类化学物性质、进出口浓度、通风量及温湿度等情况,结合各类废气治理办法的适应区域、初次投资及运行成本等,最后才能确定恰当的处理办法。
【参考文献】
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