化工园区VOCs 污染综合治理技术要点分析

2024-04-05 09:14孙坚明
山西化工 2024年1期
关键词:焚烧炉吸收剂冷凝

陈 淇,孙坚明

(绍兴市柯桥区污染物总量控制中心,浙江 绍兴 312000)

0 引言

近年来,我国工业化发展已经达到了较为先进的水平,能源消耗速度不断提升,在这一过程中,化工行业所产生的污染也愈发严重,其中,VOCs 污染属于典型的污染类型,对于此类废物,一般需要化工企业进行净化,在质量达到标准之后才能进行排放,但是,在当前技术背景下,我国化工园区废气治理仍旧存在一定问题,很容易对周边民众的身体健康以及生态环境造成恶劣影响。

1 VOCs 污染概述

VOCs 指挥发性有机物,其普遍存在于空气中,具体类型可以分为烃类、醇类、酮类、酯类等,不同化学结构的VOCs 在具体性质上存在一定差异,但是经过研究可知,大部分VOCs 都会对人体健康产生一定程度的影响。

对于人体而言,大部分VOCs 会对人体的呼吸系统产生刺激,如果人体长期处在VOCs 环境中,通常会引起瘙痒、过敏等症状,在严重情况下,甚至会产生器质性病变[1]。

对于环境而言,VOCs 污染也会对其产生不利影响。首先,在一定条件下,VOCs 会发生光化学反应,产生光化学烟雾,从而增加空气中的PM2.5浓度。其次,在实践中,VOCs 中的一些卤代物如果在空气中积累到一定量,还会对臭氧层产生破坏,进而对环境造成一定不利影响。

由此可见,VOCs 污染对于人体健康以及生态环境具有一定的不利影响,因此,化工园区VOCs 污染综合治理技术进行研究与分析具有一定现实意义。

2 化工园区VOCs 污染综合治理现状

当前,我国化工园区VOCs 污染综合治理情况相对较差。

具体而言,通过对国家相关网站内容进行分析可知,我国化工园区在日常运行过程中产生的VOCs 量是非常巨大的,同时,除了VOCs 之外,化工企业还会排放出其他种类的污染物,从而影响周边区域的人体健康以及空气质量。

我国相关部门对于工厂废气排放标准方面进行了明文规定,即废气污染程度需要控制在总量的20%以下,但是从实际工作角度来看,当前大多数企业通常很难达到这一标准,废气净化质量一直无法得到有效提升[2]。

3 化工园区VOCs 污染综合治理技术要点分析

3.1 吸附法

吸附法是化工园区VOCs 污染治理的首选技术,其技术原理为,利用吸附材料对空气中存在的VOCs进行吸附处理,进而实现空气净化的基本目标,此种方法属于典型的物理处理方法,存在净化效率高、操作简便、成本低等优势。但是,此种方法在应用层面具有一定的局限性,即只适用于浓度较低、净化要求较高的VOCs 污染处理。

在吸附法应用过程中,应当着重的注意要点是吸附剂类型的选择,常见的吸附材料包括活性炭、硅藻土、分子筛等,根据理论研究显示,吸附剂的吸附性能与VOCs 的分子结构以及吸附剂表面积、吸附剂表面化学官能团等内容存在较强的关联关系。因此,在实践中,相关技术人员应当充分结合实际工作情况,主要指的是VOCs 的分子结构、尺寸、极性等,在此基础上选择适当的吸附剂,才能提升吸附效果,进而加强VOCs 污染治理质量[3]。

3.2 冷凝法

冷凝法也是实践中一种比较常见的VOCs 污染治理技术,其技术原理为,利用降低温度、提升蒸气压等方式对VOCs 进行冷凝处理,并将其从废气中进行有效分析,以次来实现VOCs 的净化,存在净化效率高等优势。但是,此种方法在应用层面具有一定的局限性,即对高浓度VOCs 的净化处理效果较好,但是无法适应成分较为复杂的VOCs 污染净化处理,同时,该方法的应用还需要配备完善的冷凝介质与冷凝器材,其综合成本相对较高。

在冷凝法应用过程中,其工艺流程相对比较简单,但是存在较强的技术难度,需要在低温、高压环境下进行。值得注意的是,利用冷凝法回收VOCs,对于VOCs 的浓度存在一定要求,即浓度越高,回收率也就越高,污染处理效果也就越好,因此,相关技术人员在选择冷凝法时,应当结合VOCs 浓度做出判断。

3.3 燃烧法

燃烧法也是工业生产实践中一种比较常见的VOCs 污染治理技术,其技术原理为,利用燃烧作用,将工业化生产中产生的VOCs 进行完全燃烧处理,将其转换为水、二氧化碳,其主要类型分为高温燃烧法、催化燃烧法,主要用来处理成分较为复杂的废气,但是其综合成本相对较高[4]。

在燃烧法应用过程中,需要在900 ℃左右的温度背景下,以焚烧炉为媒介对VOCs 进行有效处理。在实践中比较常用的焚烧炉种类包括蓄热式焚烧炉、蓄热式催化焚烧炉、直接燃烧焚烧炉等。其中,蓄热式焚烧炉基于高温氧化燃烧的方法对VOCs 进行去除,并对废气分解时释放的热量进行回收,该方法能够处理化石行业排放的各类VOCs,存在处理效率较高的特点。蓄热式催化焚烧炉基于燃烧、催化剂实现对废气的有效处理,该方法的成本相对较高,但环保性较好。直接燃烧焚烧炉指的是不使用燃料,直接利用高温对VOCs 进行氧化处理,其成本较低,但是环保性较差。

3.4 吸收法

吸收法也是工业生产实践中一种比较常见的VOCs 污染治理技术,其技术原理为,利用吸收液对VOCs 进行吸收,该方法在酸性物质去除方面的表现相对较好,同时净化率相对较高。但是,该方法需要定期更换吸收剂,其维护成本相对较高。

在吸收法应用过程中,技术人员应当着重注意吸收剂的选择,常见的吸收剂包括水、酸性吸收剂、碱性吸收剂、无机吸收剂四个主要类型,但是,不同吸收剂的性能与应用方式存在一定差异,相关技术人员在使用该技术时,应当结合VOCs 特定,选择合适的吸收剂,使VOCs 在处理之后,其质量能够达到国家要求的相关标准。

3.5 其他技术要点分析

除了上述几个典型技术之外,还存在一些其他的VOCs 污染治理技术,主要包括膜分离技术、生物氧化技术等。其中,膜分离技术是基于高分子膜实现VOCs的分离处理,其效果较好,主要适用于流量小、浓度高、回收价值较大的VOCs,但是,其使用成本相对较高。生物氧化技术也是当前相关专家正在研究的一种VOCs 污染治理技术类型,能够通过微生物对VOCs进行降解,分解为氧气和水,从而消除VOCs 的污染性,该方法具有流程简单、成本低、环保性强等优势,但是也存在应用难度大、处理周期长、使用面积小等劣势[5]。

3.6 技术选择要点分析

在实践中,上述多种不同的VOCs 污染治理技术均存在不同的优劣势特点,并不存在根本意义上的好坏,在实践中,相关技术人员应当结合自身VOCs 污染实际情况,选择最适合的VOCs 污染处理技术。同时,在实践中,单一治理技术其实并不常见,如果想要取得更好的治理效果,可以选择组合技术方法,在大多数情况下,组合技术方法不仅能够更好地适应VOCs 污染特点,还能够在一定程度上降低成本,常见的组合技术方法包括吸收-吸附法、吸附-冷凝法等。

4 结语

在当前时代背景下,我国对于生态环境保护的重视程度逐渐提升,在化工行业生产经营中,VOCs 污染治理已经成为了必须受到重视的热点课题。相关单位可以结合本文的研究内容以及自身实际VOCs 污染特点,选择适当的技术并妥善应用,提升自身VOCs污染治理质量。同时,以膜分离技术、生物氧化技术为代表的一些新VOCs 污染治理技术具有一定的技术优势,但是也存在一些较为突出的技术劣势,如果能够解决这一缺陷,就能够显著提升该技术的应用价值,值得相关学者对其进行深入研究。

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