石油化工和煤化工污水廠生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣VOCs成分復(fù)雜，有毒有害物質(zhì)種類多，含量高，如不進(jìn)行治理，將導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染。寧新環(huán)保帶您來(lái)了解一下?lián)]發(fā)性有機(jī)物VOCs的定義和煤化工、石油化工排放現(xiàn)狀以及環(huán)保要求。

VOCS(volatile organic compounds)，是指常溫下飽和蒸汽壓大于70 Pa、常壓下沸點(diǎn)在260℃以下的有機(jī)化合物，或在20℃條件下蒸汽壓大于或者等于10 Pa具有相應(yīng)揮發(fā)性的全部有機(jī)化合物。煤化工和石油化工生產(chǎn)過(guò)程，不論是在正常工況還是在非正常工況都不可避免會(huì)產(chǎn)生VOCs 。在煤化工行業(yè)VOCs的排放源主要包括以下幾個(gè)方面：
正常工況排放：有組織排放源包括工藝裝置排氣(化工裝置、低溫甲醇洗)、車間通風(fēng);無(wú)組織排放源包括設(shè)備與管線組件泄露、揮發(fā)性有機(jī)液體儲(chǔ)運(yùn)(儲(chǔ)罐、裝載設(shè)備)、廢水揮發(fā)(收集、處理、貯存設(shè)施)
煤化工主要有煤制焦、煤制氣、煤制油、煤制醇，和燃燒過(guò)程都可以有VOCs廢氣產(chǎn)生。由于不同的生產(chǎn)過(guò)程和工藝特點(diǎn)，煤化工不同生產(chǎn)類型廢氣中的成分有很大差異。石油化工和煤化工的廢氣主要有多環(huán)芳烴、焦油、苯系物(如苯并芘)、酚、氰、硫氧化物以及碳?xì)浠衔?，粉塵與煙霧、SO2為主的硫化物、N2O、 NO、NO2、N2O3、N2O4等氮氧化物、Hg、Cd、Pb、Cr、As、Se、F等有害微量元素、產(chǎn)生溫室效應(yīng)的CO2等。
以低溫甲醇洗制天然氣為例，廢氣的主要成分除氮?dú)?、二氧化碳、氧氣外，主要的是有害成分包括甲烷、甲醇、氫氣、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、硫化氫等。廢氣中VOCs含量高，可燃?xì)怏w濃度高。
 環(huán)保部規(guī)定煤化工要遵循更嚴(yán)格的廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)
在煤化工企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中，散發(fā)出的VOCs氣味是影響企業(yè)與地方居民關(guān)系的重要因素。2014年12月，環(huán)境保護(hù)部印發(fā)《石化行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合整治方案》，要求煤化工等其他化工相關(guān)企業(yè)可參照本方案有關(guān)要求開展工作。因此，落實(shí)《石化行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合整治方案》，根據(jù)《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 31570)和《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 31571)相關(guān)要求進(jìn)行控制，高度重視煤化工項(xiàng)目揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)排放控制。環(huán)保部2013年第31號(hào)文規(guī)定，從2013年5月24日起實(shí)施《揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)污染防治技術(shù)政策》 。此政策中明確要求：在煤炭加工與轉(zhuǎn)化行業(yè)，鼓勵(lì)采用先進(jìn)的清潔技術(shù)、實(shí)現(xiàn)煤炭高效、清潔轉(zhuǎn)化、并重點(diǎn)識(shí)別、排查工藝裝置和管線中VOCs泄露的易發(fā)位置，制定預(yù)防VOCs泄露和處置緊急事件的措施。煤化工行業(yè)對(duì)污水處理廠、廢液和廢渣等應(yīng)采取密閉、加蓋、收集處理。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)VOCs和惡臭異味治理存在的問(wèn)題：
1、 VOCs治理企業(yè)數(shù)量多，規(guī)模小，技術(shù)良莠不齊，企業(yè)研發(fā)能力有待提高;
2、 VOCs種類多、來(lái)源復(fù)雜，工況多變;
3、 VOCs治理設(shè)施的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)車間的通排風(fēng)系統(tǒng)是相輔相成的，在進(jìn)行廢氣治理時(shí)，必須將二者一并考慮才能達(dá)到理想的治理效果;
4、 由于單項(xiàng)VOCs治理設(shè)施的規(guī)模一般較小，目前尚未形成有效的運(yùn)營(yíng)管理機(jī)制;
5、 相關(guān)部門和企業(yè)的政策和經(jīng)濟(jì)投入相對(duì)較少，在一定程度上限制了VOCs廢氣治理技術(shù)的進(jìn)步和提高;
6、 品牌企業(yè)較少，高端產(chǎn)能不足，低端產(chǎn)能過(guò)剩
7、 對(duì)VOCs治理缺少統(tǒng)一的、長(zhǎng)遠(yuǎn)的規(guī)劃。

另外我們?cè)賮?lái)看看石油化工和煤化工污水廠除臭和VOCs治理技術(shù)
現(xiàn)有石油化工和煤化工污水除臭VOCs治理技術(shù)的不足
煤化工污水除臭和VOCs治理技術(shù)不同于一般的廢氣治理，因其含有難溶化合物，治理難度大。而相對(duì)主流的焚燒技術(shù)如蓄熱式焚燒爐來(lái)說(shuō)，污水廠VOCs的濃度偏低，需要補(bǔ)充天然氣或柴油，運(yùn)行費(fèi)用較高。而對(duì)于蓄熱式催化氧化器來(lái)說(shuō)，由于污水廠廢氣存有硫化物、酸性氣體，可能對(duì)催化劑使用壽命產(chǎn)生重大影響。天津某石化污水廠采用了蓄熱式催化燃燒器，使用三年，催化劑必須要更換，而更換的價(jià)格為600多萬(wàn)元，使用成本較高?；钚蕴縿t由于使用成本較高，也不合適。

此前應(yīng)用最多的污水廠廢氣治理工藝主要是生物濾池。生物濾池工藝具有以下特點(diǎn)：
1)廢氣中各類物資的含量和選擇的濾料性質(zhì)。微生物干細(xì)胞的組成一般為：C：50%、N：2%-6%、P：1%和S等元素，為了使生物濾池中濾料介質(zhì)含有足夠的廢氣凈化所需的N和P的元素，需添加牲畜的糞便、富有腐質(zhì)的木材等，在凈化工程中，濾料中的物資也不斷被生物降解和損耗，一般3-5年需更換一次濾料。
2)水分的影響，微生物生長(zhǎng)繁殖需一定量的水分，所以在濾料上生物菌落的含水率一般為40%以上。但廢氣中的濕度>95%。
3)溫度和pH的影響，廢氣生物凈化的一般溫度為中溫(20-37℃)和高溫(50-65℃)。冬季或北方冷涼地區(qū)其治理效果難盡如人意。如果加上保溫系統(tǒng)的話，能耗和運(yùn)行費(fèi)用會(huì)大大提高。在廢氣凈化過(guò)程中，含氯有機(jī)物、NH3、H2S的氧化分解會(huì)導(dǎo)致凈化環(huán)境中的pH下降，它將影響微生物的生化作用。
4)廢氣中的化合物應(yīng)是溶于水和可生物降解的，煤化工污水臭氣中含大量不可生化降解的惰性有機(jī)物，單純的采用微生物凈化工藝并不能完全滿足目前環(huán)保要求。

生物法的不足之處：
生物洗滌器對(duì)凈化含水溶性揮發(fā)性有機(jī)物的空氣非常有效，但對(duì)含難溶化合物的廢氣，如芳香族化合物(苯、甲苯、二甲苯)等則無(wú)特別效果。生物洗滌器對(duì)有機(jī)廢氣的凈化必須滿足以下條件：1)廢氣中的有機(jī)物能溶解于水;2)有機(jī)物是可以降解的;3)廢氣的溫度在5—60度;4)廢氣中不含有毒成分。生物法對(duì)于難生物降解、高濃度的VOCs去除效果較差，有研究提出采用紫外+生物過(guò)濾聯(lián)合工藝。其原理是先運(yùn)用紫外單元去除部分VOCs，降低生物過(guò)濾單元的負(fù)荷，同時(shí)提高了VOCs的可生化性。

煤化工污水處理廠除臭和VOCs治理新技術(shù)
針對(duì)煤化工廢氣的特點(diǎn)和傳統(tǒng)治理技術(shù)的不足，上海安居樂(lè)環(huán)?？萍脊煞萦邢薰鹃_發(fā)出納米級(jí)的角柱狀光催化劑，獨(dú)創(chuàng)了“生物法+多元多相角柱狀光催化氧化”工藝。當(dāng)二氧化鈦超微粒子接受波長(zhǎng)為253.7nm以下的紫外線照射時(shí)，其內(nèi)部由于吸收光能而激發(fā)產(chǎn)生電子及空穴對(duì)，即光生載流子，然后迅速遷移到其表面并激活被吸附的氧和水分，產(chǎn)生活性自由氫氧基(˙OH)和活性氧(˙O)。活性自由基˙OH、˙O等具有極強(qiáng)的氧化能力，可氧化分解各種有機(jī)化合物和部分無(wú)機(jī)物，把有機(jī)污染物分解成無(wú)污染的水(H2O)和二氧化碳(CO2)。此種方法強(qiáng)氧化性自由基產(chǎn)生的條件溫和。主要特點(diǎn)有：對(duì)低濃度VOCs凈化效率高，運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)便捷，使用成本較低。
多元多相段為安居樂(lè)新研發(fā)設(shè)計(jì)的，在不同質(zhì)物質(zhì)共同“復(fù)合”成一種催化元，該材料因?yàn)椴煌|(zhì)而具有相界面，主要有固-固、固-液、液-液、氣-固、氣-液等相界面。這個(gè)多相式的催化告別了單一品類效率低的缺點(diǎn)，多相的組合在分布上均勻的,有規(guī)則的。利用納米材料的工藝技術(shù),從尺度上的縮小，在宏觀上的相對(duì)均勻，多相的界面使其更易接觸，在納米的工藝技術(shù)中往往很多是采用在液相或氣相下進(jìn)行。
廢氣經(jīng)過(guò)其中，接觸、碰撞，廢氣趨于同質(zhì)化。理化性質(zhì)變得更為活潑，各層電子云處于激發(fā)態(tài)，原子多光子離化效應(yīng)變得簡(jiǎn)單。在后續(xù)光離子效應(yīng)下廢氣分解更為快捷徹底。多元多相段作為光觸媒催化(氧化)塔的深度氧化處理設(shè)施，角柱狀催化劑的比表面積比銳鈦型的催化劑更大，可大大提高光解其效率，增加催化劑的使用壽命，同時(shí)降低能耗，也是目前光催化氧化發(fā)展的方向。

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