VOCs治理控制的技術(shù)路徑分析
(1)VOCs排放的過程控制
以改進工藝技術(shù)和更新運行設(shè)備為主的預(yù)防，是實現(xiàn)VOCs減排的最佳選擇。石油化工行業(yè)在原油開采、油品儲存、運輸、配給等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，易發(fā)生油品或溶劑的蒸發(fā)散逸損耗，是VOCs的重要排放源。針對VOCs的蒸發(fā)逸散控制技術(shù)包括浮頂罐技術(shù)、蒸汽回收、加油站氣回收等，這類控制技術(shù)在我國石化行業(yè)應(yīng)用普遍。泄漏檢測與修復(fù)技術(shù)(LDAR)是對工業(yè)生產(chǎn)活動中裝置泄漏現(xiàn)象進行發(fā)現(xiàn)和維修的一種技術(shù)。國外企業(yè)實施LDAR技術(shù)多年，建立了完善的VOCs泄漏檢測方法和散逸排放評估體系，而我國尚處于起步階段。已有多家石化企業(yè)尤其是煉化企業(yè)目前已經(jīng)引入LDAR理念，開展了“無泄漏管理系統(tǒng)”、“泄漏檢測和修復(fù)系統(tǒng)”等。
對于涂料加工、鈑金噴漆、印刷、金屬清洗等行業(yè)在生產(chǎn)過程中用到的有機溶劑揮發(fā)所產(chǎn)生的VOCs，則采用無毒或低毒、不易揮發(fā)的原材料代替有機溶劑來減少這類VOCs的排放。
此外，改進生產(chǎn)工藝減少有機產(chǎn)品的使用也是VOCs減排的一個有效途徑。以噴涂工藝為例，用涂布效率較高的靜電式噴涂取代效率較低氣霧式噴涂，可將涂布效率提高30%-40%左右，既可以節(jié)省涂料用量，又能減少噴涂過程中VOCs的釋放。
然而，減少散逸、尋找替代產(chǎn)品和工藝改革并不能完全控制VOCs的排放，也在一定程度上受到經(jīng)濟、技術(shù)條件的制約，因此必須配合有效的末端處理技術(shù)，對VOCs排放進行綜合治理。
(2)VOCs的銷毀技術(shù)
VOCs的銷毀技術(shù)主要是利用VOCs可被氧化的化學(xué)特性，通過給予一定的條件，如燃燒、催化等，使其轉(zhuǎn)化為對環(huán)境無害的CO2和H2O。主要銷毀技術(shù)的原理如表1所示。
表1VOCs銷毀處理技術(shù)原理
(3)VOCs的回收技術(shù)
VOCs的回收技術(shù)主要是利用VOCs的物理性質(zhì)，利用吸收、吸附、冷凝等方法將VOCs從廢氣中分離出來，再采取一定手段將VOCs富集回收處理，以達到VOCs排放的末端治理。
吸收法主要是采用低揮發(fā)或不揮發(fā)溶劑對VOCs進行吸收，再利用VOCs分子和吸收劑物理性質(zhì)的差異進行分離。吸收效果主要取決于吸收劑的性能和設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
冷凝法是利用VOCs在不同溫度下具有不同飽和蒸氣壓這一性質(zhì)，采用降低溫度、提升壓力或者兼?zhèn)浣档蜏囟、提升壓力兩種條件的方法，使處于蒸氣狀態(tài)的VOCs冷凝進而與廢氣分離。冷凝法常作為其他方法處理高濃度有機氣體的前凈化處理。
吸附法是利用固體表面存在的分子吸引力和化學(xué)鍵作用力，將VOCs組分吸附在多孔性固體表面，從而將VOCs從廢氣中分離的一種凈化方法。這種方法由于吸附劑的選擇性較強，分離效果好而得到廣泛應(yīng)用。
膜分離法是利用有機蒸氣通過半透膜的能力與速度不同而得到分離方法。
(4)VOCs的監(jiān)測技術(shù)
VOCs排放控制的重要前提是準確可靠的監(jiān)測分析方法。近年來VOCs測量技術(shù)一直處于不斷發(fā)展和完善的過程中，VOCs的監(jiān)測方法主要包括離線監(jiān)測技術(shù)和在線監(jiān)測技術(shù)，這些技術(shù)通常包括采樣、濃縮、分離和測試幾個過程。
VOCs的離線監(jiān)測主要包含三個過程，即采樣、樣品的預(yù)處理和測試。目前應(yīng)用最多的離線采樣技術(shù)有罐采樣、固相微萃取等。同時還有針對含氧有機物(如極性較強的醛、酮、醇、醚、酯等)的化學(xué)衍生試劑吸附法。
圖1VOCs離線監(jiān)測三個環(huán)節(jié)的主要方法
預(yù)處理是為了給后續(xù)分析、測試方法做準備，一般包括濃縮和提取，主要方法有溶劑解析、固相萃取、熱解析等。VOCs常見的分析方法包括氣相色譜(GC)、熒光分光光度法、高效液相色譜法(HPLC)、傅里葉變換紅外光譜法(FTIR)、氣相色譜—質(zhì)譜法(GC-MS)等，此外還有反射干涉光譜法、離線超臨界流體萃取GC-MS法和脈沖放電檢測器法等，其中應(yīng)用最多的是GC和GC-MS法。
隨著監(jiān)測技術(shù)的進步，目前已經(jīng)發(fā)展了一系列VOCs現(xiàn)場在線分析儀及便攜手持式檢測儀，并逐步應(yīng)用于VOCs污染狀況的長期監(jiān)控分析，該方法在國外主要用于有毒有害物質(zhì)監(jiān)測和臭氧前驅(qū)體監(jiān)測。與此同時，面對環(huán)境突發(fā)事件日益增多的局面，便攜式氣相色譜儀、便攜式FID/PID檢測器、便攜式氣質(zhì)聯(lián)用儀等也被廣泛用于環(huán)境突發(fā)事件的VOCs監(jiān)測。自動連續(xù)測量的好處在于：節(jié)省人力、維護量小、避免長時間保存和運輸樣品的不確定性、捕捉大氣中痕量污染物的快速變化等。目前比較常見在線測量技術(shù)有GC-FID/PID、GC-MS/FIDMS/FID以及PTR-MS。
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