浅析工业废气污染治理技术

李倩

摘 要：本文介绍了吸附法、吸收法、冷凝法和膜分离法四种VOCs 废气治理技术和直接燃烧法、热力燃烧法、催化燃烧法、蓄热氧化法四种VOCs降解技术。

关键词：工业废气 治理 VOCs

一、VOCs 废气治理技术

（一）吸附法

吸附法是利用吸附性能好的材料与VOCs废气中烃类分子的亲和力来吸附VOCs废气中的烃类。吸附剂达到饱和后，采用真空再生法或惰性气体热再生法对吸附的污染物进行解吸，处理后的吸附剂回用。VOCs废气吸附材料主要有活性炭、分子筛和硅胶等，活性炭是最常用的。吸附法适用于处理气流稳定、成分简单、浓度低的VOCs废气，去除率可达90%。吸附法具有能耗小、工艺简单、处理率高等优点，应用广泛，易于推广。废气处理技术的难点在于吸附剂饱和后的再生处理增加了运行成本和二次污染风险。因此，研究开发新型吸附剂制备及更节能环保高效的脱附技术是吸附法的研究方向。

（二）吸收法

吸收法是利用低挥发性和非挥发性的溶剂和VOCs，废气中有机烃的亲和力从废气中吸附有机烃，然后根据有机烃分子和吸收剂的不同物理性质进行分离。该技术广泛应用于石油化工生产、储运过程中。适用于高压、高浓度、大体积、低温等条件下处理石化VOCs廢气，处理率可达95%～98%。吸收法的处理效率主要取决于吸收剂的性能和吸收处理设备的水平。目前，煤油和柴油被广泛用作吸收剂。吸收法在应用过程中需要经常更换吸收剂，操作过程复杂，成本高。

（三）冷凝法

冷凝过程是将VOCs转化为废气冷却加压，使有机物达到过饱和状态后冷凝分离。该方法利用有机物在不同温度和压力条件下的不同饱和度来分离VOCs废气中的组分。该方法更适用于高沸点、高浓度VOCs废气的处理，操作性强，过程控制方便，废气处理率可达50%～90%。目前主要用于化工行业的油气回收。这种方法要求设备提供高压和低温条件。在设备运行中，需要定期除霜。设备运行维护要求高。由于制冷设备的特殊性和能耗大，建设和运行成本高。在实际的VOCs处理中，为了降低废气处理成本，往往采用吸收和吸附相结合的方法。冷凝法的研究方向包括冷凝法与其他处理方法的结合应用和处理系统的工艺稳定性优化设计。

（四）膜分离法

膜分离法是利用VOCs废气中的不同气体组分在不同压力下渗透膜，使VOCs废气中不同组分的气体在膜的两侧富集，实现VOCs废气的分离。该方法非常适合于天然气的分离纯化。目前常用的分离膜材料是硅橡胶，常用的膜分离技术有蒸汽渗透、气膜分离和膜接触器。膜分离技术具有许多优点，特别适用于高浓度、小流量的VOCs的分离和回收。膜分离技术设备成本高，膜组件成本高，膜的维护工作复杂。新型膜材料及分离系统的研究与开发是该技术的热点和难点。

二、VOCs降解技术

（一）直接燃烧法

直接燃烧法是利用VOCs废气作为燃料或助燃剂进行高温燃烧的方法。直接燃烧法适用于有机物浓度高于爆炸上限的VOCs废气的处理。该方法设备和操作相对简单，燃烧后处理率高达99%，特别适用于无回收价值、高浓度的VOCs废气，主要用于炼油厂、油气田放空火炬、石化厂火炬等。

（二）热力燃烧法

热力燃烧法是利用辅助燃料对VOCs废气燃烧净化的一种处理方法，适用于VOCs废气中有机物含量低，不能按自身燃烧热值连续燃烧的情况。焚烧炉是一种常用的热力燃烧设备。该焚烧炉结构简单，设备成本低，废气处理率高，能耗高，易产生二次污染。炼油厂氧化沥青尾气焚烧炉属于热燃烧处理装置。在实际应用中，需要对VOCs废气的浓度和流量进行预处理，并配备完善的安全处理措施。

（三）催化燃烧法

催化燃烧法又称催化氧化法或无焰燃烧法。反应温度为200～450℃。该方法利用固体催化剂和氧气的催化氧化活性，将VOCs废气中的有机物转化为H2O和CO2，实现VOCs的净化，其目的是使催化燃烧法的反应温度远低于直接燃烧法。处理工艺安全，不产生二次污染，能耗小。有机物去除率达99%以上。该方法适用于处理无回收值和中等浓度的VOCs。催化燃烧法的催化剂主要是贵金属和稀土氧化物，其中贵金属催化剂以其优异的性能在应用中起主导作用，但当有机物浓度超过一定范围时，会导致催化剂中毒。

（四）蓄热氧化法

再生氧化过程简称RTO。再生氧化反应装置由燃烧器、燃气开关阀、燃烧室、再生器和控制系统组成。再生器中安装的再生器主要由陶瓷材料制成。燃烧器安装在燃烧室内。这种燃料可以使用石油和天然气。燃烧室的温度通常在800℃～900℃之间。该方法可用于VOCs废气中的有机物氧化为H2O和CO2。在反应器运行过程中，VOCs废气通过再生器的方向不断变化，再生器对VOCs废气进行加热，并将燃烧热传递到再生器。蓄热法是VOCs废气降解技术中一种应用广泛的处理方法。它基本上可以处理各种VOCs废气，具有浓度低、处理量大的特点，还可以处理含有少量固体颗粒和粉尘的废气。这种方法是在常压下操作，由于占地面积大，处理系统需要配备大量的阀组和空气分配器。

三、展望

石化企业在处理VOCs废气时，应首先从工业生产源头进行减排，鼓励VOCs废气的再利用。对高浓度VOCs废气，采用吸收法和冷凝法进行回收利用。对中等浓度VOCs废气，采用分离膜法和吸附法进行回收。对有回收价值的低浓度VOCs废气，可进行回收;对无回收价值的VOCs废气，可采用破坏性方法进行彻底处理，达标排放。

参考文献

[1]张灿.工业废气污染治理技术的有效应用分析[J].环境与发展，2017（10）.

[2]李枫.治理工业废气污染技术发展分析[J].化工管理，2017（06）.