隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展，工業(yè)尾氣排放量增加。可揮發(fā)性物成為環(huán)保治理的重要目標。2013年9月，國務(wù)院發(fā)布《大氣污染防治行動(dòng)計劃》要求推進(jìn)石化行業(yè)揮發(fā)性物(VOCs)綜合整治。2014年12月，環(huán)境保護部發(fā)布《石化行業(yè)揮發(fā)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(huán)境保護部與   質(zhì)量監督檢驗檢疫總局聯(lián)合發(fā)布了新版《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》，其中對于揮發(fā)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?；ひ萆⑽矚庵邪员?、甲 苯、二甲 苯、酚類(lèi)為代表的烴類(lèi)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(huán)保日益矚目的前提下，進(jìn)行工業(yè)可揮發(fā)性污染物治理顯得尤為重要。

一、傳統VOCs治理技術(shù)

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(shí)，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(guò)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(shù)具有投資少，運行維護成本低的優(yōu)點(diǎn)。但是目前生物處理技術(shù)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(xué)工業(yè)污染物排放標準》實(shí)施后，沒(méi)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(shí)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。

VOC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(diǎn)。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(lèi)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(shí)，需要補充燃料氣，以保持VOCs廢氣的燃燒。

3、冷凝分離技術(shù)

冷凝分離技術(shù)原理基于物質(zhì)在不同溫度下具有不同飽和蒸汽壓這一物理性質(zhì)，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(tài)的污染物，蒸汽分壓超過(guò)其相應的飽和蒸汽分壓。進(jìn)而冷凝成液態(tài)從廢氣中分離出來(lái)的過(guò)程。

冷凝分離技術(shù)流程中，通常包含升壓設備、冷換設備。該技術(shù)多用于、高沸點(diǎn)的廢氣，多用于廢氣溶劑回收利用，適用范圍窄。

4、吸收技術(shù)

吸收是利用液體分離氣體混合物的處理過(guò)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(zhì)過(guò)程。吸收劑的選擇根據混合氣體關(guān)鍵組分來(lái)確定。

5、吸附技術(shù)

任何一種吸附劑對于同一種被吸附的氣體來(lái)說(shuō)，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(huán)過(guò)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(chēng)為變壓吸附。

目前使用比較多的是活性炭吸附技術(shù)，其特點(diǎn)是出口VOCs濃度較低，缺點(diǎn)是吸附過(guò)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(huán)節，處理濃度較低的混合氣體。

變壓吸附的方法早就有工業(yè)應用。主要應用于氣分裝置，并有成熟的工業(yè)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(wèn)題，其今后的發(fā)展前景廣闊。

二、典型流程應用

根據上述介紹凈化技術(shù)的特點(diǎn)，目前使用較為廣泛的凈化工藝是單獨的生物處理技術(shù)，主要適用于低濃度氣體凈化，投資和運行費用以及維護難度較小，是目前使用較多的技術(shù)。燃燒技術(shù)氧 化產(chǎn)物   為   ，處理標準較高，但是能耗較高，使用受限。廢氣催化燃燒法近些年在國內被逐漸認識采納，但是催化劑成本較高，國產(chǎn)催化劑性能有待進(jìn)一步提高，其使用受到   限制。

在多元技術(shù)聯(lián)合使用上，典型的工藝流程為，冷凝+吸附法、生物技術(shù)+吸附法。其流程設置是根據原料氣的組分、濃度以及各種凈化工藝特性和操作運行成本等因素綜合決定的。

近幾年有較多膜分離使用，其典型流程為：膜分離+吸附法、冷凝+膜分離+吸附法、膜分離+冷凝+吸附法。膜分離技術(shù)作為新興技術(shù)日益被人們關(guān)注。

三、新興技術(shù)展望

1、膜分離技術(shù)

膜法多元混合氣體分離是20世紀80年代后期，隨高分子材料技術(shù)發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的一項高。其作用機理是利用不同氣體在高分子膜中的通過(guò)能力/擴散能力以及速度不同而實(shí)現氣體分離。

氣體分子在膜高壓側溶解于膜中，并在膜兩側分壓差驅動(dòng)下，在膜中擴散，并從低壓側脫逸。溶解/擴散利用不同組分在膜材料中溶解/擴散的速度具有很大差異，從而將各組份分離。

該技術(shù)特點(diǎn)是，占地和投資相對小、運行費用較低。缺點(diǎn)是單獨應用膜分離技術(shù)通常無(wú)法將各組分   分離，因此該技術(shù)需要與傳統工藝結合使用?？梢詫⒃摷夹g(shù)作為預處理單元使用，去除大部分的目標氣體，然后輔助常規處理技術(shù)，能取得   的效果。

2、等離子技術(shù)

等離子技術(shù)原理是利用NS級的高壓脈沖電流進(jìn)行放電，在常溫常壓環(huán)境中，獲得非平衡等離子體。介質(zhì)阻擋放電過(guò)程中，電子從電場(chǎng)中獲得能量，通過(guò)碰撞將能量轉化為污染物分子的內能或動(dòng)能。這些獲得能量的分子被激發(fā)或發(fā)生電離形成活性基團。同時(shí)空氣中的氧氣和水分在   電子的作用下也可以產(chǎn)生大量的態(tài)氫、臭氧和輕基氧等活性基團。這些活性基團相互碰撞后便引起一系列復雜的物理、化學(xué)反應。從等離子體活性基團組成可以看出，等離子體內部富含   化學(xué)活性的粒子，如電子、離子、自由基和激發(fā)態(tài)分子等。廢氣中的污染物質(zhì)與這些具有較   量的活性基團發(fā)生反應，   終轉化為CO2和H2O等物質(zhì)，從而達到凈化廢氣的目的。

等離子技術(shù)對廢氣組成沒(méi)有選擇性，而且能量   ，幾乎所有污染物分子都能從分子結構上被破壞，從而凈化。具有較大的發(fā)展空間。

3、紫外光催化氧 化技術(shù)

紫外光催化氧 化技術(shù)是在光的作用下進(jìn)行化學(xué)反應。反應機理是利用   紫外光束照射，使被照射介質(zhì)原本穩定的化學(xué)鍵受到破壞，成為游離狀態(tài)的分子。同時(shí)，紫外光分 解空氣中的氧分子，產(chǎn)生游離氧。進(jìn)而產(chǎn)生臭氧。臭氧對物具有的氧 化作用，臭氧繼而將游離態(tài)的污染物分子氧 化成物質(zhì)。以此減少污染物排放。

使用紫外光解處理三苯過(guò)程中，可以使用二氧 化鈦做光解催化劑，能加快分 解速度，還可以選用光觸媒、溶菌酶等多種催化劑。

雖然廢氣處理凈化技術(shù)路線(xiàn)較多，但是各種處理技術(shù)均有其自身的優(yōu)缺點(diǎn)。所以加大新興技術(shù)的研究和使用，在處理具體的廢氣過(guò)程中，應根據各種工藝特點(diǎn)，靈活應用。利用投資和運行成本較低的技術(shù)做預處理，利用投資較大但運行效果較理想的技術(shù)做處理，使尾氣凈化流程   加合理。這是將來(lái)處理化工廢氣的一個(gè)新的發(fā)展趨勢。