行業(yè)背景
隨著空氣污染問題的日趨嚴(yán)峻，全國各地都出臺(tái)了《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》實(shí)施方案，對(duì)化工企業(yè)征收VOCs排污費(fèi)，化工企業(yè)作為VOCs的主要來源，企業(yè)的廢氣處理技術(shù)也成為關(guān)注的焦點(diǎn)。2013年下發(fā)了《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》，據(jù)此，制定了《石化行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合整治方案》，為VOCs減排計(jì)劃實(shí)現(xiàn)提供了具體的措施要求。
隨著《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 31571-2015)和《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 31570-2015)頒布，我國化工行業(yè)的VOCs治理開始進(jìn)入攻堅(jiān)階段。
據(jù)相關(guān)調(diào)查研究表明，VOCs排放源中化工企業(yè)(有機(jī)化工、精細(xì)化工等企業(yè))的排放量居全國工業(yè)VOCs排放源。
化工企業(yè)中VOCs的產(chǎn)生主要有兩種形式
一是生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的廢氣排放，排放氣體中的污染物與化工生產(chǎn)工藝過程和工序工況條件有關(guān)，種類多且性質(zhì)差異較大，這種排放有組織性，排放量可以估算。
二是通過其他環(huán)節(jié)揮發(fā)產(chǎn)生，產(chǎn)生的VOCs由于具有很強(qiáng)的擴(kuò)散性和反應(yīng)活性，能夠在一定條件下經(jīng)過各種復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生轉(zhuǎn)化，該類形式產(chǎn)生的VOCs的排放量無法準(zhǔn)確估計(jì)，產(chǎn)生源的分析也存在困難。
化工企業(yè)的VOCs主要治理技術(shù)
吸收+吸附技術(shù)：先利用低溫餾分油吸收回收大部分VOCs組分，再經(jīng)過活性炭吸附罐變壓或變溫吸附脫附后氣體達(dá)標(biāo)排放。該技術(shù)比較適合于含硫較高的VOCs廢氣處理。
針對(duì)化工行業(yè)VOCs組分復(fù)雜、有可能含有酸堿物質(zhì)，前端吸收噴淋塔的吸收介質(zhì)可以是含酸或堿性物質(zhì)。在吸收的同時(shí)對(duì)VOCs進(jìn)行酸堿中和。保證后續(xù)吸附段正常運(yùn)行。
冷凝+吸附技術(shù)：冷凝法是繼常溫吸收技術(shù)后發(fā)展的回收技術(shù)，單純使用冷凝法如要達(dá)到現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，需要將油氣冷卻到-110℃，這樣能耗過高。因此現(xiàn)在常用的技術(shù)為冷凝+吸附組合工藝。該工藝中的冷凝裝置一般經(jīng)過三級(jí)冷凝把油氣冷凝到-75℃。可回收大部分液體油品，油氣再進(jìn)入變壓或變溫吸附脫附后達(dá)標(biāo)排放。
吸附+CO技術(shù)：利用高吸附性能的活性碳纖維、顆粒炭、蜂窩炭和耐高溫高濕整體式分子篩等固體吸附材料對(duì)工業(yè)廢氣中的VOCs進(jìn)行富集，對(duì)吸附飽和的活性炭進(jìn)行強(qiáng)化脫附工藝處理，脫附出的VOCs進(jìn)入高效催化材料床層進(jìn)行催化燃燒工藝處理，進(jìn)而降解VOCs。該技術(shù)的VOCs去除效率一般大于95%，可達(dá)98%以上。
轉(zhuǎn)輪+CO技術(shù)：采用高濃縮倍率沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備對(duì)大風(fēng)量廢氣中的VOCs進(jìn)行分離濃縮，吸附后的氣體達(dá)標(biāo)排放。再生廢氣濃度濃縮10~15倍，濃縮后的廢氣進(jìn)入催化燃燒爐進(jìn)行燃燒處理，被分解成CO2和H2O。沸石轉(zhuǎn)輪被分隔成吸附、再生、冷卻三個(gè)區(qū)的殼體中，以每小時(shí)3~8轉(zhuǎn)的速度緩慢旋轉(zhuǎn)。設(shè)備裝有冷熱氣體換熱器，對(duì)系統(tǒng)熱量進(jìn)行有效回收和利用，出口濃度優(yōu)于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
轉(zhuǎn)輪+RTO技術(shù)：采用高濃縮倍率沸石轉(zhuǎn)輪濃縮設(shè)備將廢氣濃縮10~15倍，濃縮后的廢氣進(jìn)入蓄熱式燃燒爐進(jìn)行燃燒處理，被分解成CO2和H2O，反應(yīng)后的高溫?zé)煔膺M(jìn)入特殊結(jié)構(gòu)的陶瓷蓄熱體，95%的廢氣熱量被蓄熱體吸收，溫度降到接近進(jìn)口溫度。不同蓄熱體通過切換閥或者旋轉(zhuǎn)裝置隨時(shí)間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，分別進(jìn)行吸熱和放熱，對(duì)系統(tǒng)熱量進(jìn)行有效回收和利用，熱回收效率可達(dá)95%以上，出口濃度優(yōu)于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
環(huán)保政策及排放標(biāo)準(zhǔn)
2014年4月環(huán)境保護(hù)部和質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局共同發(fā)布了《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB31571-2015，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了石油化學(xué)工業(yè)企業(yè)及其生產(chǎn)設(shè)施的水污染物和大氣污染物排放限值、監(jiān)測和監(jiān)督管理要求。
隨后各地方又陸續(xù)頒布了石油化學(xué)工業(yè)大氣污染物排放的地方標(biāo)準(zhǔn)，如上海市地標(biāo)《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》DB31/933-2015,江蘇省地標(biāo)《化學(xué)工業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放標(biāo)準(zhǔn)》DB32/3151-2016等。
部分國標(biāo)和地標(biāo)中關(guān)于大氣污染物允許排放濃度限值：濃度單位：mg/m3
