我國石化行業VOCs政策體系、處理技術及國外經驗技術介紹
來源：蘇州頂(ding)裕節能設(she)備有限公司 閱讀(du)：5076 更新時間：2022-04-24 16:59根據比較普遍(bian)的世界衛(wei)生部的定義，揮發性(xing)有機物(wu)通常是指沸點50~260、室溫(wen)下(xia)飽(bao)和蒸氣壓超過133.132kPa的有機化合物(wu)，在(zai)常溫(wen)下(xia)以蒸汽(qi)形式存在(zai)于空氣中，包(bao)括(kuo)烴類、鹵代烴、芳香烴、多環芳香烴等。
VOCs不(bu)僅會對人(ren)體健康產(chan)生危害，也是(shi)形成(cheng)臭氧和(he)PM2.5細顆粒(li)物(wu)污(wu)染的重要前體物(wu)。其主要來(lai)自于石(shi)油(you)化工、包裝(zhuang)印刷、涂料、汽(qi)車制造、家具(ju)制造、船舶、醫藥等行業。據大部分研(yan)究結果統計(ji)，石(shi)化行業在VOCs排放源中(zhong)站(zhan)很大比例，是(shi)防治重點之一。
我國VOCs政策(ce)
雖然我國有關VOCs治理政策(ce)起步(bu)比較晚，但隨著對(dui)VOCs的(de)重視，已(yi)經逐步(bu)頒布了一系列法(fa)律法(fa)規(gui)文件，尤其針對(dui)石化行業。
2010年，《關于推進(jin)大(da)氣污染(ran)聯(lian)防(fang)聯(lian)控(kong)工作改善區(qu)域空氣質(zhi)量的指導意見》中在(zai)國家層面首(shou)次提出將揮發性有機物(wu)作為重點大(da)氣污染(ran)物(wu)開展污染(ran)防(fang)治；
2011年，《國家環(huan)境(jing)保護“十二五(wu)”規劃》，提出加強揮發(fa)性有機污染物和有毒廢氣控制；
2012年，《重點(dian)區域大氣污染防治“十二五(wu)”規劃》將VOCs列入控(kong)制指標；
2013年(nian)，環保(bao)部發(fa)(fa)布《揮(hui)發(fa)(fa)性(xing)有機物(wu)污(wu)染防治(zhi)技(ji)術政策(ce)》。國(guo)務(wu)院(yuan)頒布《大氣污(wu)染防治(zhi)行動計(ji)劃(hua)》等，要求推(tui)進(jin)石化、有機化工、表面涂裝、包裝印刷等行業實施揮(hui)發(fa)(fa)性(xing)有機物(wu)綜合整(zheng)治(zhi)，同(tong)時將揮(hui)發(fa)(fa)性(xing)有機物(wu)納入排污(wu)費征(zheng)收范圍。同(tong)年(nian)，環保(bao)部還制定了(le)《揮(hui)發(fa)(fa)性(xing)有機物(wu)污(wu)染防治(zhi)技(ji)術政策(ce)》；
2014年，環保部發(fa)布《石(shi)化行業揮發(fa)性有機物綜合(he)整治方案》；
2015年(nian)，陸續出(chu)臺《石油煉制工業(ye)污(wu)(wu)染物排放標(biao)準(zhun)》和(he)《石油化工工業(ye)污(wu)(wu)染物排放標(biao)準(zhun)》，并將揮(hui)發(fa)性(xing)(xing)有(you)(you)機物污(wu)(wu)染防(fang)治寫(xie)入了(le)2015版《大氣污(wu)(wu)染防(fang)治法(fa)》中(zhong)；2015年(nian)開始(shi)試(shi)(shi)行的《揮(hui)發(fa)性(xing)(xing)有(you)(you)機物排污(wu)(wu)收費試(shi)(shi)點辦法(fa)》，石化行業(ye)和(he)包裝印刷行業(ye)作為(wei)試(shi)(shi)點行業(ye)；隨后北京、上海、廣(guang)州等14省相繼發(fa)布了(le)地方揮(hui)發(fa)性(xing)(xing)有(you)(you)機物排污(wu)(wu)收費細則；在石化行業(ye)開展(zhan)泄漏檢測與修(xiu)復技術改(gai)造，并限時(shi)完成(cheng)加油站、儲油庫、油罐車的油氣回收治理(li)；
2016年(nian)，《重(zhong)點行業揮發性有機物(wu)消(xiao)減(jian)行動計(ji)劃(hua)》規定(ding)，到2018年(nian)，工業行業VOCs排放量比2015年(nian)消(xiao)減(jian)330萬(wan)噸以上；
2017年，在《“十(shi)三五(wu)”揮發性有機物污染防(fang)治工(gong)作(zuo)方(fang)案(an)》中明確提出了(le)，到2020年，建立(li)健全VOCs污染防(fang)治管理體系，實施重點地區、重點行業VOCs污染減(jian)排(pai)，排(pai)放總(zong)量(liang)下(xia)降10%以上。此外，多地政(zheng)府也(ye)出臺了(le)針對本(ben)地區及不同(tong)行業的VOCs減(jian)排(pai)工(gong)作(zuo)方(fang)案(an)。
石化行(xing)業VOCs治理技術
石(shi)化企業VOCs排(pai)放(fang)源(yuan)主(zhu)(zhu)要來自石(shi)化裝置設(she)備(bei)與管閥件(jian)泄漏、各類貯罐的呼吸、裝置尾氣、油品裝運揮發(fa)、廢水處理系統(tong)逸(yi)散等排(pai)放(fang)。因(yin)此對于石(shi)化行業VOCs治理技(ji)術(shu)主(zhu)(zhu)要分為源(yuan)頭(tou)(tou)、過程控制和末(mo)端(duan)治理。源(yuan)頭(tou)(tou)、過程控制包(bao)括改進工藝更換(huan)設(she)備(bei)和防治泄露(lu)為主(zhu)(zhu)的預防措施，如(ru)泄露(lu)檢測與修復（LDAR）技(ji)術(shu)；末(mo)端(duan)治理又(you)可(ke)分為回收(shou)技(ji)術(shu)和銷毀技(ji)術(shu)。
泄漏檢(jian)測與修(xiu)復技術
泄漏(lou)檢測(ce)(ce)與修復(LDAR)技術(shu)是(shi)在(zai)(zai)常溫(wen)下實行，采用(yong)固定(ding)(ding)或者移(yi)動檢測(ce)(ce)設(she)備(包(bao)括(kuo)光(guang)離子化、非分散紅外等)對(dui)化工(gong)企業生(sheng)(sheng)產中(zhong)可能會產生(sheng)(sheng)VOCs泄露(lu)(lu)(lu)的(de)設(she)備或空間源進行定(ding)(ding)期監測(ce)(ce)，來確認(ren)是(shi)否存在(zai)(zai)發生(sheng)(sheng)泄露(lu)(lu)(lu)的(de)設(she)備，通(tong)過修復超(chao)過超(chao)出一定(ding)(ding)濃度的(de)泄露(lu)(lu)(lu)處，從而(er)達到控制原料(liao)泄露(lu)(lu)(lu)對(dui)環(huan)境(jing)造成的(de)影響(xiang)。
回收技術
回收技術的(de)(de)目(mu)的(de)(de)是(shi)資源(yuan)循環利用(yong)，主(zhu)要(yao)方法(fa)有(you)(you)冷(leng)凝法(fa)、吸收法(fa)、吸附(fu)(fu)法(fa)等。當VOCs組分比較(jiao)單一且具有(you)(you)回收價值時，采(cai)用(yong)冷(leng)凝法(fa)回收VOCs具有(you)(you)明(ming)顯(xian)經濟(ji)優勢；吸收法(fa)是(shi)利用(yong)氣(qi)體溶解度的(de)(de)不容(rong)，使氣(qi)態(tai)污染物轉入液相，主(zhu)要(yao)適用(yong)于大氣(qi)量和中等濃度的(de)(de)有(you)(you)機廢氣(qi)處理(li)；吸附(fu)(fu)法(fa)原理(li)是(shi)廢氣(qi)與多(duo)孔固體接觸，其(qi)中氣(qi)態(tai)污染物分子被(bei)微孔表面捕集，主(zhu)要(yao)適用(yong)于中低濃度和高(gao)通(tong)量VOCs的(de)(de)回收。它具有(you)(you)高(gao)去除效率(lv)、低能耗和工藝成熟(shu)等優點。缺點是(shi)吸附(fu)(fu)劑(ji)的(de)(de)容(rong)量較(jiao)小，吸附(fu)(fu)劑(ji)消耗大，設備龐大，費用(yong)較(jiao)高(gao)。
銷(xiao)毀(hui)技(ji)術(shu)則是通(tong)過(guo)不同的(de)化(hua)學(xue)反(fan)應，將VOCs轉化(hua)為其(qi)他無毒無害物質排出，達到(dao)減排的(de)目的(de)。傳統的(de)銷(xiao)毀(hui)技(ji)術(shu)主要指燃燒(shao)技(ji)術(shu)，近(jin)年來發展起來的(de)新技(ji)術(shu)包(bao)括等(deng)離子體技(ji)術(shu)、生(sheng)物處理技(ji)術(shu)等(deng)技(ji)術(shu)。
燃燒技術
燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)法又(you)可分(fen)為(wei)直接(jie)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)和催(cui)化(hua)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)。直接(jie)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)是把VOCs中可燃(ran)(ran)(ran)(ran)的(de)(de)有機物組分(fen)當作(zuo)燃(ran)(ran)(ran)(ran)料直接(jie)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)，溫度一般在(zai)1100℃左右(you)。催(cui)化(hua)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)添加催(cui)化(hua)劑(ji)，使其需要(yao)更少的(de)(de)停(ting)留(liu)時(shi)間(jian)和更低的(de)(de)溫度，但由于VOCs中存在(zai)較(jiao)多雜志易(yi)引起(qi)催(cui)化(hua)劑(ji)中毒，因(yin)此催(cui)化(hua)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)在(zai)應用有一定程度的(de)(de)限(xian)制。
低溫等離子體技(ji)術
低溫(wen)等(deng)離子(zi)(zi)體技術治理VOCs的(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要原理是(shi)在較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)(de)電場(chang)強度(du)下，利用(yong)介質(zhi)放電產生的(de)(de)(de)(de)(de)等(deng)離子(zi)(zi)體以極快的(de)(de)(de)(de)(de)速度(du)反復轟擊廢氣中的(de)(de)(de)(de)(de)氣體分(fen)子(zi)(zi)，去(qu)激(ji)活、電離和裂解廢氣中的(de)(de)(de)(de)(de)各種成分(fen)，破壞VOCs分(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)結構。通(tong)過氧化等(deng)一系列復雜的(de)(de)(de)(de)(de)化學反應，使復雜大分(fen)子(zi)(zi)污染物轉變為一些小分(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)安全物質(zhi)，如CO2、H2O、CO和NO2等(deng)。
生物處理技術
生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)處(chu)理技(ji)術(shu)是利(li)用(yong)微生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)氧化、代謝、消化等(deng)過程(cheng)，對有(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)進行自然分(fen)解、降(jiang)解，然后(hou)轉(zhuan)化為(wei)CO2和H2O。較早(zao)是應用(yong)于(yu)廢氣(qi)脫臭，而隨著對VOCs治理技(ji)術(shu)研究的不斷深(shen)入，該技(ji)術(shu)逐步被應用(yong)于(yu)揮發性有(you)(you)機(ji)污染(ran)物(wu)(wu)的治理領域。生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)處(chu)理技(ji)術(shu)按照(zhao)工藝(yi)科分(fen)為(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)洗(xi)滌(di)技(ji)術(shu)、生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)過濾(lv)技(ji)術(shu)和生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)滴(di)濾(lv)技(ji)術(shu)等(deng)，其對應的處(chu)理裝置分(fen)別為(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)洗(xi)滌(di)塔(ta)、生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)過濾(lv)池和生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)滴(di)濾(lv)塔(ta)等(deng)。
不同化工企業中VOCs組成成分、濃(nong)度(du)和氣(qi)體流量均不同，因(yin)此在(zai)處(chu)理(li)(li)技(ji)術的(de)選擇上需靈活(huo)運用。而且化工企業在(zai)生產過程中產生的(de)VOCs均以混合物(wu)的(de)形式排(pai)放(fang)，由此采用組合治理(li)(li)技(ji)術，既(ji)能實(shi)現污(wu)染物(wu)的(de)達標排(pai)放(fang)，同時降低了污(wu)染治理(li)(li)的(de)費用。
國外VOCs治理經驗
我國(guo)在VOCs治理(li)方面起步(bu)比較晚，像美國(guo)早在1990通(tong)過的《清(qing)潔空氣法(fa)修(xiu)訂案》中要求采(cai)取嚴格措(cuo)施，至2000年降低70%VOCs排(pai)(pai)放量。此后還制(zhi)定了《新污染源行為標(biao)準》，規(gui)定了VOCs排(pai)(pai)放限值等(deng)，先(xian)后頒布和(he)實施了VOCs污染控(kong)制(zhi)法(fa)律法(fa)規(gui)，在這方面積累了先(xian)進的經驗。通(tong)常，美國(guo)VOCs治理(li)常用(yong)的方法(fa)有燃(ran)燒技術和(he)吸附技術。
直接(jie)(jie)燃(ran)燒法(fa)特別(bie)適(shi)(shi)用(yong)高濃(nong)(nong)度低風量(liang)地區的(de)VOCs廢氣，應用(yong)廣泛。一般直接(jie)(jie)熱力燃(ran)燒器的(de)處理(li)風量(liang)在0.24~24m3/s。適(shi)(shi)合的(de)進口濃(nong)(nong)度為(wei)1500~3000×10-6(體積分數，下同(tong))，該(gai)濃(nong)(nong)度范(fan)圍(wei)可以保(bao)持(chi)反應器維持(chi)在高溫并且不需要添(tian)加額外的(de)燃(ran)料。換熱燃(ran)燒法(fa)則適(shi)(shi)用(yong)于(yu)0.24~24m3/s的(de)氣流(liu)。蓄熱燃(ran)燒法(fa)適(shi)(shi)用(yong)于(yu)治理(li)濃(nong)(nong)度小于(yu)1000×10-6、風量(liang)大于(yu)2.4m3/s的(de)VOCs廢氣。該(gai)法(fa)的(de)處理(li)風量(liang)范(fan)圍(wei)在2.4~240m3/s之間，適(shi)(shi)于(yu)濃(nong)(nong)度小于(yu)100×10-6的(de)氣體。
吸附技術可將(jiang)VOCs濃度從400~2000×10-6降低至50×10-6，處理廢氣的濃度范圍在20×10-6到(dao)1/4爆炸濃度極限之(zhi)間(jian)，風量大于2.4m3/s。常(chang)用(yong)的吸附劑有活性(xing)炭、有機聚合(he)物、沸(fei)石(shi)等。活性(xing)炭的更換頻率是6個月至5a，雖然(ran)活性(xing)炭的更換頻率比沸(fei)石(shi)和有機聚合(he)物高(gao)，但價格(ge)便宜，因此應用(yong)相(xiang)對廣泛些。活性(xing)炭的再生溫度是218~318℃，再生后的吸附容(rong)量約為初始吸附容(rong)量的50%。通(tong)常(chang)活性(xing)炭吸附裝置后還(huan)可以(yi)連接燃燒(shao)/催化燃燒(shao)反應器或者冷凝器進一步降解或回收(shou)VOCs。
