中國VOCs治理現狀

摘要：介紹了揮發性有機物(VOCs)汙染的來源和治理情況（kuàng）並分（fèn）析了其（qí）存在的問題。

揮發性有機化合物（Volatile Organic Compounds，VOCs）是指常溫下飽和（hé）蒸汽壓大於（yú）133.32 Pa、常壓下沸點在50~260℃以（yǐ）下的有機（jī）化合物，或在常溫常（cháng）壓下能揮發的有機（jī）固體或液體。VOCs是石油化工、製藥、印刷、製鞋和噴漆（qī）等行業排放的最常見的汙染物。這些物（wù）質主要有硫化氫、硫醇類、氨、胺類、硝基化合物、烴類、脂肪酸類、醇類、酚類、酯類以及有機鹵係衍生（shēng）物（wù）等。這些有機物大多具有毒性，部分已被列為致癌（ái）物，如氯乙烯（xī）、苯、多環芳（fāng）烴（tīng）等。多數VOCs 易燃易爆，對生產企業的安全造成威脅；部分VOCs 對臭氧層具有破壞作（zuò）用，如氯（lǜ）氟烴（CFCs）和含氫氯氟烴（HCFCls）。VOCs 是產生臭氧汙染（rǎn）和光化學汙染的主要汙染源，環保部已將其列為細顆粒物之外最大的空氣汙染元凶，它也是導致灰霾天（tiān）氣的（de）重要前體物之一。

1 VOCs汙染物的種類及來源

1.1 VOCs汙染物的種（zhǒng）類

大多數VOCs具有經濟價值，還可進行回收處理；但也有一部分VOCs 因為會造成二次汙（wū）染（rǎn）或無法消除，難以達到（dào）排（pái）放要求，需要（yào）吸附後回收處理，如鹵族化（huà）合物氯乙烯和CFCs等。常見的VOCs大致可分脂肪類（lèi）、芳（fāng）香類、氯化碳氫化合物。

1.2 產生VOCs 汙染物的來源

VOCs 汙染物的來源主（zhǔ）要有工業固定排放源（yuán）、機動車尾氣排放源和日常生活排放源（yuán）等3個方麵。工業固定源是主要排放源，不（bú）同行業VOCs排放的環境、排放的物質特征以及治理技術都不盡（jìn）相同。

1.2.1 石（shí）油煉製是VOCs汙染最大來源

在石油裂解過（guò）程中，會生產出（chū）烴（tīng）類、醇類、醛類和酸類等物質，而（ér）繁瑣的煉油工藝，在生產過程中不可避免產生大量廢氣。例如，在鍋爐、加熱爐和焚燒爐等設備的（de）加熱過程中會產生大量的燃燒煙霧廢（fèi）氣；在物質進行催化和裂化時，會產生SO2、CO2 以及CO等廢（fèi）氣；在對瀝青進（jìn）行氧化時，會產生氧化瀝青廢氣；在回收尾氣（qì）時，對含硫尾氣（qì）汽提以及氣體脫硫和加（jiā）氫（qīng）精製的過程中，都會產生廢氣。

1.2.2 化工行業產生的汙染

化工行業排放VOCs在生產過程、燃料油和機溶劑輸配儲存過程中，主（zhǔ）要是苯係（xì）物、有機鹵化物氟利昂係列、胺等（děng）。化工生產中，在使用鍋爐、加熱爐、裂解爐和（hé）焚燒爐燃燒煙氣時，會產生大量（liàng）含有CO、CO2 的煙霧類汙染物。此外，甲醛、乙（yǐ）醛、聚（jù）乙烯和硝（xiāo）基氯苯（běn）等原（yuán）材料和甲（jiǎ）醛裝置、對苯二甲酸裝置、環氧氯丙烷裝置等特殊裝置（zhì）運（yùn）行時，都會（huì）產（chǎn）生含有烷烴、烯烴、環烷（wán）烴和芳香烴等汙（wū）染物的工業廢氣。

1.2.3 來源於生活中的汙染

生活源中的（de）汙染主要有汽車、新（xīn）居（jū）塗料裝潢、秸稈燃燒和廚房油煙無組織排放（fàng）等（děng）。特別是汽油機動車排放的VOCs中含有苯、甲苯和二甲苯等苯係物，柴油機（jī）動車尾氣富含丙酮、丙烯（xī）和丙烷等短鏈碳氫化合物；新居（jū）塗料裝潢（huáng）產生的VOCs在短時間內濃度高（gāo），成（chéng）分複雜，不易擴散，對人（rén）體健康危害很大；秸稈燃燒，產生為煙塵中VOCs的主要成份是芳香烴（tīng）和醛類化合物；廚房油煙VOCs中主（zhǔ）要汙染物為乙醇和丙烷。

2 VOCs汙（wū）染物（wù）的治理

VOCs治理包括：源頭（tóu）減量、中間控製和末端治理。目前，中國仍以末端治理為主。VOCs末端治理技術可分為（wéi）2類：一（yī）類是具有破壞性的方法，如焚燒法、催化燃燒法。另一類是非破壞性（xìng）方法，如吸附法、吸收法、冷凝法、膜分離法等。

2.1 破壞法

2.1.1 焚燒法

直（zhí）接焚燒法是（shì）將VOCs直（zhí）接連接到焚燒鍋爐中（zhōng），當接入VOCs 濃度高時，即可在（zài）爐內充分燃（rán）燒，然後生成CO2 和（hé）H2O；若接入鍋爐中VOCs濃度較低，則需加入輔助燃料，使VOCs充分燃燒，最終生成CO2 和H2O。這種方（fāng）法成本低，運用範圍廣，技術（shù）路線也比較成熟。

目前焚燒法的主要形（xíng）式有火炬、焚燒爐及（jí）2種係統的（de）綜合係統。其中，火炬（jù）係統（tǒng）是用來處理石油化工廠、煉（liàn）油（yóu）廠、煤化工（gōng）及其他裝置無法（fǎ）回（huí）收和再加（jiā）工的低氧有機氣（qì）體的特殊燃燒設施。火炬廢氣處理技術已大規模應用於（yú）國內外各大項（xiàng）目中；對於處理VOCS 以及有機物濃度低的不含氧裝置廢（fèi）氣，一般用焚（fén）燒爐進行。

2.1.2 催化燃燒（shāo）法

催化（huà）燃（rán）燒法是在廢氣燃燒的時候加入某（mǒu）種催化劑，降低VOCs 的燃點，使VOCs 能夠充分燃燒，最終生成CO2和（hé）H2O，實現直（zhí）排。目（mù）前常用催化劑種類有貴金（jīn）屬（如Pt、Pd） 與非貴金屬（如Ti、Fe、Cu等）兩大類。

2.2 非破壞法

2.2.1 吸附法（fǎ）

吸（xī）附法是利用具有微孔結構的吸附劑（jì），將揮發性有害氣體的有毒物質吸附在（zài）吸（xī）附劑表麵上，使有機物從主體分離（lí）。吸附法又分化學吸附和物理吸附（fù）兩種。化學吸附劑多用於治理水相汙（wū）染物，因接觸時（shí）間問題（tí），在現（xiàn）實中該法治理有機廢（fèi）氣非常少。而物理（lǐ）吸附材料在處理有機廢氣方麵則更有效，例如活性炭和沸石等較常用，特別是改良後的纖維吸附（fù）材料相比顆（kē）粒狀和蜂窩狀（zhuàng）的吸（xī）附材料，吸收（shōu）速率更（gèng）高，效果更好。目前，吸附法常用於較低濃度廢氣的淨化。

2.2.2 吸收（shōu）法

吸收法是讓吸收劑和有機（jī）廢氣（qì）充分接觸，對廢氣中的有害物質進行吸收（shōu），然後將吸收劑進一步處理，再循環使（shǐ）用。噴淋裝置就是對有機（jī）廢氣進行處理的裝置。吸收劑可分物理吸（xī）收劑和化學吸收劑兩種，物理吸收劑根據（jù）相似相容的特性。企業常用水吸收易溶於水的汙染氣體，比如醇、丙酮、甲醚等；化學吸收方法主要利用（yòng）有機（jī）廢氣與吸收劑發生化學反應（yīng），達到吸收廢氣的目（mù）的。例如，化工行業可以（yǐ）采用液體石油、表麵活性劑和水的混合試劑來處理廢氣，這種方法可以對H2S、NOx、SO2 等廢氣（qì）進行快速處理。

吸收法有直接回收、壓縮（suō）冷凝（níng）回收、濃縮冷凝（níng）回收，根據不同的廢（fèi）氣種類選擇不同的處理工藝。目前直接回收和壓縮冷凝回收在國內技術成熟，而濃縮冷凝設備幾乎全部為進口（kǒu）設備，費用高昂。

2.2.3 膜分離法

膜隔離技術在VOCs處理中已有所應（yīng）用，其原（yuán）理是利用有機分子粒徑（jìng）的大小差異來進行分離，然後再（zài）收集回收和再利用。使用中需在（zài）進料側施加壓力，形成穩定壓力差，使滲透得到足夠動力。該膜類似於半透（tòu）膜，過濾後產物純（chún）度較高（gāo），應用範圍廣。缺點是膜容易發生堵塞，膜價（jià）格較（jiào）高，運營成本高。

2.2.4 生物法

生物法是通過生物過（guò）濾法處理VOCs，主要處理工業（yè）生產、市政汙水、汙（wū）泥處（chù）理等。它可處理較低濃度的VOCs，通過核心生物濾床的處理（lǐ）作用，VOCs通過生物濾床中的生（shēng）物膜填料（liào），然後被（bèi）反應，VOCs在濾床裏被生物膜上的生物經（jīng）過吸附作用反（fǎn）應生成CO2 和H2O，最後（hòu）實現放空。

生物處（chù）理法是VOCs處理技術領域關注的重點。生物處（chù）理法最大優（yōu）點是利用了（le）菌（jun1）群對有機物進行分解，厭氧（yǎng）菌和好氧（yǎng）菌都可以對有機廢氣進行降（jiàng）解（jiě），降低廢氣對（duì）環境（jìng）的汙（wū）染。當前，生物（wù）處理的主要方式和設備包（bāo）括有生物濾池、生物滴濾塔、生物洗滌器等，這種方式目前可以處理簡單的廢氣。其綠色環保優勢，應用優勢潛力巨大。

2.3 VOCs治理新技術發（fā）展

（1）光催化氧化技術。是將WO3、CdS、ZnO、TiO2等光敏半導體材料在光照下將光能轉（zhuǎn）化成化學能（néng），產生的粒子與水及（jí）氧氣（qì）反（fǎn）應後，產生具有強（qiáng）氧化能力的自由基，有非常強大（dà）的（de）廢氣氧化處理能力。該方（fāng）法的優點是反應速率高，處理效果強，處理後的產物方便回收，反應過程與處（chù）理有機廢氣的溶液關係不大。目前已被業界關注。

（2）紫（zǐ）外光催化技術（shù）。是（shì）利用（yòng）高能紫外光照射有機廢氣，使廢氣中的部分汙（wū）染物裂解，降解成水和二氧化碳等低分子的化合物，或者（zhě）將廢氣中的細（xì）菌核酸破壞，殺滅廢氣中的（de）大部分細菌。

（3）微波催化氧化技術（shù）。是目前科技含量較高的處理技術，這（zhè）是一種集合了傳統的填料吸附技（jì）術，使治理（lǐ）效果（guǒ）大大的提高。微波（bō）催化氧化技術能夠縮短（duǎn）廢氣的解吸與吸附時間（jiān），降低（dī）VOCs的治理成本。目前這種吸附技術已經能夠連續使用（yòng）幾十次，並且多次使用後（hòu）的效果一樣能夠達到標準。

（4）活性炭纖維（wéi）治理技術。主要是通過活性碳

纖維的加入，利用活性炭的內外表麵分布的大量碳原（yuán）子組成（chéng）超（chāo）強能力的吸附性結構。其吸（xī）附速（sù）度快、吸附的容量增大（dà）、表麵積大、微孔豐富等（děng）優點，將在VOCs治理的過（guò）程中起到很大的作用。

2.4 組合淨化技術

在實（shí）際應用中，企業多采用多種組合（hé）技術來治理VOCs。如吸附濃縮（suō）+催化燃燒技術、吸附濃縮+高溫焚燒技術、吸附濃縮+吸（xī）收技術、低溫等離子體+吸（xī）收（shōu）技術、低溫等離子體+催化技術等。目前，大多行業（yè）都是采用組（zǔ）合技術，或者采用兩種或兩（liǎng）種以上的組合技術，最終達到最佳治理效果。

2.5 各種治（zhì）理技術經濟性分析

在以上（shàng）方法中，吸（xī）附、生（shēng）物、催化燃燒是當今最常用的VOCs治理技術，其次是熱力燃燒和等離子體技術。在化工行業中，催化氧化技術更適合處（chù）理中高濃度（2000~8000mg/m3）有機廢氣（qì）毒物質的治（zhì）理（lǐ），廢氣中不含催（cuī）化（huà）劑中毒物質，單位處理能力投資（zī）在8~10萬/1000 m3/h，運行費（fèi）用約0.4 萬~1萬元/1 000m3；吸附－蒸汽—脫附－回收技術更（gèng）適合（hé）處理中等濃度，廢氣成分較（jiào）為單一的廢氣，單位處理能（néng）力（lì）投資在42 萬（wàn）/1 000 m3/h 左（zuǒ）右，運行費用（yòng）約4萬～8萬元；生物過濾技術適合中低濃度（＜2000 mg/m3）、含可生生物降解（jiě）VOCs廢氣，單位處理能力投資（zī）在1萬~4萬（wàn）/1000m3/h，運（yùn）行（háng）費（fèi）用約0.6萬~1.2萬元；熱力燃燒適合中（zhōng）高濃度（2000～8000mg/m3） 廢氣的治理，濃（nóng）度不可太低，否則（zé）不可維持燃燒，氣（qì）量不穩定，單位處理能力（lì）投資在10 萬/1000 m3/h，運（yùn）行費用約0.4萬～0.8萬元。

3 行業VOCs治（zhì）理中存在的問題

化工行業作為產生VOCs的第二大行業，工業生產過程中所排放的VOCs種類多，性質差異大，實際生產（chǎn）中需要根據汙染物的（de）性質和排放特點進行選擇，建設經濟、高效的VOCs 治理都會增加企（qǐ）業的運營成本；化工企業為配合VOCs治理，對生產工（gōng）藝進行改進的同時，使生產負荷增加，但治理裝置性能卻無法同步優化，最終造成治理效果欠佳；VOCs治理設備需要在線設備測量，然後進行同步處（chù）置。但因目前設備在使用中存在老化情況，測（cè）量（liàng）精（jīng）度無法達標；目前（qián）中國VOCs處（chù）理設備的重要部件更換仍依靠（kào）國外，特別是在維修中若涉及知識（shí）產權問題，維修周期增加，設備運行效率（lǜ）降低；中國對工（gōng）業廢氣（qì）排放標準有了明確的要求，但是在具體的落實過程（chéng）中還存在一定（dìng）的問（wèn）題，不良（liáng）企業仍末進行標準化處（chù）理再排放。

4 化（huà）工行業VOCs治理成為必然

2017年是《大氣汙染（rǎn）防治行動計劃》（簡稱“大氣（qì）十條（tiáo）”）的第一階段（duàn）收官考核之年，經過5年的努力，“大氣十（shí）條”第一階段目（mù）標（biāo）已全麵（miàn）實現，揮發性有機汙染物（VOCs）減排（pái）與控製工作取得了重要的進（jìn）展（zhǎn）。各地VOCs 的汙染防治工作得到了全麵加（jiā）強，VOCs的汙染防治已經（jīng）成為中國大氣汙染防治的重（chóng）點工（gōng）作之一。

4.1 政策法規的頒布為化工VOCs治理指明了方向

以2013年“大（dà）氣（qì）十條”的發布（bù）為起點，2015新的《大氣汙染（rǎn）防治法（fǎ）》中，明確提出了對VOCs減排與（yǔ）控（kòng）製要求；2016年工信（xìn）部等部委聯合印發了《重點行業揮發性有機（jī）物（wù）削（xuē）減行（háng）動計劃》，指出（chū）到2018年，工業行業VOCs 排放量比2015年削減330萬（wàn）t以上；2016年國務院發（fā）布《“十三五”節能減排綜合（hé）工作方案》，提出推進工業汙染物減排，以削減揮發性有機（jī）物、持久（jiǔ）性（xìng）有機物（wù）、重金（jīn）屬等汙染物為重點，實施（shī）重點行（háng）業、重點領域工業特征汙染物削減計劃；大力推進石化（huà）、化工、印刷、工業塗（tú）裝等行業揮（huī）發性有機物綜合治理；實施石化、化工等重點行業揮（huī）發性有機物治理工程，到2020年石化企業基本完（wán）成揮發性（xìng）有機物治理。2017年9月（yuè），國家又發布《“十三五（wǔ）”揮發性有機物汙染防治工作方案》。方案以改（gǎi）善環境空氣質量為核心，以重點行業和重點汙（wū）染物為主要控製（zhì）對（duì）象，推進VOCs與（yǔ）NOx協同減排，明確提（tí）出到2020 年，建立VOCs汙染防治管理體係，實施重點地區、重（chóng）點行業VOCs汙染減排，排放總量減少10%以上。

4.2 國（guó）家（jiā）排（pái）放標（biāo）準逐（zhú）步完善化工行業（yè）VOCs治理有據可依

《國家環境保護標準“十三（sān）五”發展規劃》中強調要積極推進揮發性有機物汙染控製。2017年（nián），製藥工業、塗料油墨膠黏劑工業、農藥行業的大氣汙染物排放標準報批陸續進行，《VOCs無組織（zhī）逸散（sàn）控製標準》、《惡臭汙染物排放標準》和《飲食業油煙排放（fàng）標準》的修訂工作也在進行中。截至2017 年底涉及VOCs的大氣固定源汙染物排放國家標準有15項，其中石油煉製（zhì）、石油化學（xué）、合成樹脂等工業汙染物排放標準在2015年製（zhì）定完成，同時北京、上海、重慶、廣東、浙江、江蘇、山東、湖南、天津、河北（běi）、陝西和（hé）四（sì）川等地均在不同領域製定（dìng）了地（dì）方排放標準。

4.3 新技（jì）術的推行，為化工行業（yè）帶（dài）來了希（xī）望

在化工生產、儲存（cún）和（hé）運輸的過（guò）程中，VOCs無組織排放約占企（qǐ）業總排（pái）放量的1/3，中國從美國和歐盟引進的（de）LDAR（泄漏檢測與修複）技（jì）術，可以大幅降低VOCs的無組織排（pái）放。2014年（nián）12月，國家發布實施《石（shí）化行業揮發性有機物綜合整治方案》，明確要求全國石化行業應（yīng）將VOCs的治理與監控（kòng）納入日

常生產管理體（tǐ）係，建立“泄漏檢測與修複”等方麵的管理（lǐ）製度。目前，上海、廣東、浙江、江蘇（sū）和新疆等地（dì）紛紛製定了LDAR實施技術要求。到2017年，全國石化行業基本完成第一輪的（de）VOCs綜合整（zhěng）治工作，初步建成監測監控體係（xì），VOCs排（pái）放總量較2014 年削減了30%以上。

4.4 環保督（dū）察巡視，打響藍（lán）天保衛戰

環境保（bǎo）護督察是落實中央生（shēng）態文明建設（shè）的重（chóng）要（yào）抓手，中央環保督察多批次（cì）、多層次的全覆蓋巡視，以及督察“回頭（tóu）看”工作都在（zài）有條不紊，緊鑼密鼓的進行著。環境保護部對京津冀及周邊“2+26”城市開展的（de）大氣汙染防治強化督查。督察內容包括對相關行（háng）業及部（bù）門落實大氣汙染防治情況，固定汙染源環保設施運行及達標排放情況，自動監測設（shè）施的聯網及運行情況，限產執行情況等。通過督查（chá），各項任務得（dé）到了全（quán）麵落實（shí），藍天的背後，是各行業打響“藍天保（bǎo）衛戰”的堅決態度（dù）和辛勤付出。

5 結語

隨著中國經濟的發展，更有效地利用能源，減少環境（jìng）汙（wū）染，降低安全生產事故，確保生命安（ān）全的重要性日益凸（tū）顯。應該加強在化工行業有機廢氣的處理方法（fǎ）的研究，不僅要對排（pái）放的廢氣進行處理，還要對源頭進行有（yǒu）效監控，切實減少汙染物的產生，而且（qiě）在（zài）行業排放標準方麵也（yě）可以借鑒美國和歐盟等先進（jìn）國家的控製措施，從（cóng）而（ér）達到對環境的（de）有（yǒu）效保護。

來源：《中國氯堿》