[发明专利]一种石化工业废气的VOCs净化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种石化工业废气的VOCs净化方法，属于环境保护中的废气处理领域。

背景技术

VOCs是挥发性有机化合物（volatile organic compounds）的英文缩写。典型的VOCs排放源可分为人为排放源（包括固定源与移动源）和自然排放源（包括生物源与非生物源）两类，其中以人为排放源为主，多半为石油化工相关产业的生产过程、产品消费行为以及机动车尾气造成。VOCs的成分复杂，对人体的危害大，所具有的特殊气味能导致人体的种种不适感，并具有毒性和刺激性。已知许多VOCs具有神经毒性、肾脏和肝脏毒性，甚至具有致癌作用，能损害血液成分和心血管系统，引起胃肠道紊乱，诱发免疫系统、内分泌系统及造血系统疾病，造成代谢缺陷。空气中多种VOCs会同时作用于人体，产生累积效应，其危害程度大大增加。

传统的VOCs控制技术基本可分为两大类：回收技术和销毁技术。回收技术是根据VOCs本身的性质，通过物理方法，在一定的温度和压力下，使用吸收、吸附剂及选择性渗透膜等实现VOCs的分离，主要包括吸收法、吸附法、冷凝法及膜分离法。而销毁技术则是采用化学或生物方法，使VOCs气体分子转变为小分子的水和二氧化碳，主要包括燃烧法和生物法。

（1）吸收法：吸收法净化VOCs的方法是利用液态吸收剂处理混合气体，混合气体中的一种或几种气体组分溶解于液体中，或与吸收液中的组分发生选择性化学反应，除去其中一种或几种气体的过程，从而达到控制大气污染的一种方法。此方法适合于大气量、中等浓度的含VOCs废气的处理。

（3）吸附法：吸附法是利用多孔性固体吸附剂处理含VOCs的气态混合物，利用固体表面的不平衡的化学键力或分子引力，使其中的一种或多种组分浓缩于固体表面上，以达到分离的目的。常用的吸附剂有活性炭、活性炭纤维、活性氧化铝、分子筛以及沸石等。

（3）燃烧法：通过燃烧方法将VOCs转化为二氧化碳、水以及氯化氢等无毒或毒性小的无机物的过程，称为燃烧净化法，其化学作用主要是燃烧氧化和高温下的热分解作用。此方法适用于治理可燃的或在高温情况下可以分解的有害气体。燃烧法的优点是去除率较高，一般在95%以上；缺点是直接燃烧法容易发生爆炸，浪费热能且易产生二次污染，热力燃烧法运行费用较高。

（4）冷凝法：冷凝法是利用VOCs在不同的温度和压力下具有不同的饱和蒸汽压，通过降低温度和增加压力，使处于蒸汽状态的污染物凝结出来，使其得以净化和回收。该方法优点是设备工艺简单，能耗低，可回收有用成分；缺点是不适宜处理低浓度的有机气体，对入口VOCs要求严格，冷却温度较低时，耗电量较大。

（5）生物法：生物法是在适宜的环境条件下，利用微生物的生命活动将VOCs气体中的有害物质转变成简单的无机物（CO₂、H₂O）及细胞物质等的过程。常见的生物法处理VOCS的方法有：生物洗涤法、生物过滤法和生物滴滤法。生物法的优点是去除率高，投资少，设备简单，运行费用低，较少形成二次污染，应用范围广；缺点是微生物对环境要求较高，压损较大，抗冲击负荷能力较差，设备体积大，不适用于高卤素化合物的去除。

（6）膜分离法：膜分离法是利用在压力差的推动下，气体透过膜的速率不同，从而将气体混合物分离的过程。膜分离法的优点是选择性好，适应性强，能耗低，无相态变化，可回收有用成分；缺点是投资大，对膜的依赖性强；对膜的表面控制要求较高，膜分离装置操作要求高。

目前，国内外采用的有机废气处理方法包括吸收、吸附、冷凝、燃烧和生物技术等以上介绍的方法，但其都存在投资大、周期长、运行费用高等缺点，且处理效果也难以满足日益严格的排放要求。为此，需要寻找新的方法和途径来解决这一难题。

发明内容