摘要
面对愈发严峻的环保形势，VOCs日益成为大气污染的重要组成部分，近年来，化工行业陆续新增VOCs回收处理装置，确保达标排放，全文主要给大家介绍一下目前VOCs废气处理的几种常见工艺和喷淋/吸收塔在VOCs废气处理中的具体应用及一些常见问题的处理措施。
概念
针对VOCs(Volatile Organic Compounds)各国定义不一样，我国将VOCs定义为常温下饱和蒸汽压大于70Pa、常压下沸点在260℃以下的有机物，通常是指常温常压下容易挥发的有机化合物，如苯、甲苯、二甲苯、丙酮、苯乙烯等，其主要来源于石油化工、电子制造及汽车尾气等，某些VOC有机废气具有很强的毒性或致癌性，严重威胁着给人类的生命和健康，VOCs有机废气的回收处置刻不容缓。
常见的回收处理技术
目前处理VOCs的方法主要分为破坏法和非破坏法。破坏法包括燃烧法和催化氧化,将VOCs转化为CO2和H2O;非破坏法主要有冷凝、吸收、吸附和膜分离。
燃烧法是指VOCs气体在高温和充足空气下进行完全燃烧，分解成CO2和H2O。在处理石化、印刷、油漆生产和制药等生产工艺产生的高浓度VOCs气体时具有很高的效率。但如果废气中含有氯、硫和氮等元素，燃烧后会产生有害气体，造成二次污染。燃烧法包括直接燃烧法、催化燃烧法、热力燃烧法。热力燃烧法指在处理低浓度废气时，还需加入助燃气体来提升温度，达到去除目的。催化燃烧法是使用催化剂来降低VOCs气体燃烧所需要的温度，且能重复利用燃烧产生的热量，如Yang等研制的CuO/CeO2-ZrO2/TiO2催化剂，温度达到270℃时可完全去除乙酸乙酯。催化燃烧法广泛应用于炼焦、化工和金属印刷等行业，具有较高的经济效益。近年来，国内外研究者不断开发新的催化剂，以达到节能和经济的双重效益。
吸收法是利用液体溶剂吸收废气中的VOCs，以达到净化废气的目的。目前多以水、轻柴油作为吸收溶剂，该方法设备简单，对低浓度VOCs废气的处理具有很好的效果。但要做好对吸收剂的处理，以免造成二次污染。
冷凝法是最简单的回收方法,该法的原理:通过将操作温度控制在VOC的沸点以下而将VOC冷凝下来,从而达到回收VOC的目的。通常使用的冷却介质主要有冷水、冷冻盐水和液氨。通常该技术仅用于VOC含量高(百分之几)、气体量较小的有机废气的回收处理。其回收率与有机物的沸点有关,沸点较高时,回收率高;沸点较低时,回收效果不好。由于大部分VOCs系易燃、易爆气体,受到爆炸极限的限制,气体中的VOC含量不会太高,所以,要达到较高的回收率,需采用较很低温度的冷凝介质或采用高压措施,这些都势必会增加设备投资和提高处理成本,而且在通常的操作条件下,由于相平衡的制约,有机物蒸汽压较高,故离开冷凝器的排气中的VOC含量仍不能达到排放标准,该法一般不单独使用,常与其它方法(如吸附、吸收、膜分离法等)联合使用。
吸附法早已用于VOCs的回收处理。尤其是活性炭吸附法已经广泛应用于苯系物、卤代烃的吸附处理。商业化的吸附剂有粒状活性炭和活性炭纤维两种,它们的吸附原理和工艺流程完全相同。其它的吸附剂,如沸石、分子筛等,也已在工业上得到应用,但因费用较高而限制了它们的广泛使用。吸附法又分为固定床吸附法、流动床吸附法和浓缩轮吸附法。
膜法气体分离的基本原理是根据混合气体中各组分在压力的推动下透过膜的传递速率不同,从而达到分离的目的。对不同结构的膜,气体通过膜的传递扩散方式不同,因而分离机理也各异。目前常见的气体通过膜的分离机理有两种:其一,气体通过多孔膜的微孔扩散机理;其二,气体通过非多孔膜的溶解—扩散机理。膜分离广泛应用于工业污水处理、气体分离、食品加工过程和石油化工制品等。由于膜分离操作温度为室温,且物质不发生变化,具有节能、高效的特点。
我企业VOCs有机废气处理装置
我企业有一套年产30万吨的环己醇酮装置，其生产过程中，存放的苯、环己醇、环己烷及环己酮储罐，因为罐内物料的进出，呼吸阀排出部分有机废气，导致VOCS超标，我们通过采用冷凝 吸附的组合工艺来进行回收治理。有机废气经过收集设施和气相管路输送，进入回收处理装置，回收装置的冷凝单元设置两级冷凝温度，分别为-10℃、-30℃，对物料蒸汽分阶段进行降温处理，使绝大部分总烃得到相变液化。
在冷凝单元分段冷凝的配置中，余气经过冷箱后温度低至-30℃，为充分利用这部分冷量，系统设计在第一级前段加装了汽汽热交换器的前置换热器（预冷箱），将后端低温余气回传利用，与进入装置的高温化工废气热交换，初步降低化工废气温度，即最大限度节能降耗。
苯蒸汽回收装置吸附单元，设置3只吸附罐（A罐B罐C罐），三个吸附罐轮流担负吸附和脱附的操作。每个周期为两只吸附罐串接吸附、一只脱附。
目前有机废气回收装置运行正常，尾气实现达标排放。
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