隨著經濟的發展,工業尾氣排放量增加??蓳]發性物成為環保治理的重要目標。2013年9月,國務院發布《大氣污染防治行動計劃》要求推進石化行業揮發性物(VOCs)綜合整治。2014年12月,環境保護部發布《石化行業揮發性物綜合整治方案》要求廢水廢液廢渣系統逸散廢氣的治理。
2015年7月, 環境保護部與 質量監督檢驗檢疫總局聯合發布了新版《石油化學工業污染物排放標準》,其中對于揮發性物大氣污染物排放限值,廢氣中特征污染物排放限值做出了明確要求。化工逸散尾氣中包含以苯、甲苯、二甲苯、酚類為代表的烴類污染物。其限值分別為4、15、20、20mg/m3。該限值較原標準GB16297-1996有了明顯的提高。在環保日益矚目的前提下,進行工業可揮發性污染物治理顯得尤為重要。
根據石油化工污水處理設計規范GB50747-2012規定,廢氣處理可采用生物處理法。當廢氣非甲烷總烴含量不低于3000mg/m3時,可采用催化燃燒法。
1.生物處理法
生物處理法,可以處理較低濃度的VOCs,核心處理設備是生物濾床。生物濾床中固化了特定生物,通過填料和的吸附作用,以及對VOCs的分解作用,使VOCs轉化成 的CO2和H2O排放到空氣中凈化。
生物處理技術具有投資少,運行維護成本低的優點。但是目前生物處理技術能夠處理的廢氣濃度一般較低,出口標準相對低。在《石油化學工業污染物排放標準》實施后,沒有物達標處理成功案例。
2.燃燒法
燃燒法是利用VOCs可燃性,在 的溫度下,將它們通人到焚燒爐中,就可以使這些物燃燒,生成CO2和H2O。即實現了VOCs化處理。燃燒法根據燃燒溫度和燃燒方式的不同,可以分成催化燃燒法和直接燃燒法2種形式。
催化燃燒法是在反應系統加人某種催化劑,在催化劑的作用下,降低VOCs的燃點。使VOCs能夠低溫下 燃燒,生成CO2和H2O,然后將它們排人到空氣中的方法。目前使用的催化劑類型較多,主要是貴金屬催化劑(如Pt、Pd)和非貴金屬催化劑(如V、Ti、Fe、Cu等)。
直接燃燒法在運行時,需要補充燃料氣,以保持VOCs廢氣的燃燒。
3.冷凝分離技術
冷凝分離技術原理基于物質在不同溫度下具有不同飽和蒸汽壓這一物理性質,采用降低系統溫度或提高系統壓力的方法,使處于蒸汽狀態的污染物,蒸汽分壓超過其相應的飽和蒸汽分壓。進而冷凝成液態從廢氣中分離出來的過程。
冷凝分離技術流程中,通常包含升壓設備、冷換設備。該技術多用于、高沸點的廢氣,多用于廢氣溶劑回收利用,適用范圍窄。
4.吸收技術
吸收是利用液體分離氣體混合物的處理過程。其作用原理是根據氣體混合物中各組分在液體中的溶解度不同,而達到分離目的的傳質過程。吸收劑的選擇根據混合氣體關鍵組分來確定。
5.吸附技術
任何一種吸附劑對于同一種被吸附的氣體來說,在吸附平衡的情況下,溫度越低,壓力越高吸附量越大。反之溫度越高,壓力越低,則吸附量越小。因此,氣體吸附分離方法通常采用變溫吸附或者變壓吸附2種循環過程。如溫度不變,在加壓的情況下吸附,用減壓或常壓解吸方法,稱為變壓吸附。
目前使用比較多的是活性炭吸附技術,其特點是出口VOCs濃度較低,缺點是吸附過程放熱量大,存在水解和重碳殘留等難題。另外活性炭的 頻率和 程度直接影響裝置的運行周期和處理效果。因此可以將吸附作為廢氣凈化的環節,處理濃度較低的混合氣體。
變壓吸附的方法早就有工業應用。主要應用于氣分裝置,并有成熟的工業化應用案例。只是用于VOCs治理上,是在近些年剛剛提出的。如果解決吸附劑 和二次污染的問題,其今后的發展前景廣闊。