一、概述

1.1VOCs定义

VOCs就是指挥发性有机物，常用VOCs表示，总挥发性有机物有时也用TVOC来表示。普通意义上的VOCs就是指挥发性有机物；但是环保意义上的定义是指活泼的、挥发和参加大气光化学反应的，也就是会产生危害的那一类挥发性有机物。

1.2VOCs危害

VOC通常分为非甲烷烃，含氧有机化合物，卤代烃，含氮有机化合物和含硫有机化合物。它们主要来自煤炭化学工业、石化工业、燃料涂料制造、溶剂制造和使用。VOC参与大气环境中臭氧和二次气溶胶的形成，并对区域大气臭氧和PM2.5污染产生重大影响。大多数挥发性有机化合物具有令人不愉快的特殊气味，并且有毒、刺激性、致畸性和致癌性。尤其是苯，甲苯和甲醛可能对人体健康非常有害。VOC是导致城市朦胧的光化学烟雾的重要前体。鉴于挥发性有机化合物对人体和环境的巨大破坏，必须在工业部门加强挥发性有机化合物的治理，而煤化工行业则必须这样做。

二、常见VOCs治理工艺

目前，常见的VOCs治理技术有吸附法、净化法、热氧化法、理化法、低温等离子体法、植物提取法、生物氧化法等，由此又衍生出多样化的具体单项治理工艺或组合工艺，部分工艺又互有交叉。

2.1吸附法

在有机废气的处理中，吸附是处理VOC的最有效和广泛使用的方法之一。吸附剂包括活性炭、硅藻土和沸石，其中最常用的是活性炭吸附。吸附系统不仅显着降低了VOCS浓度并排放了废气，而且使回收的材料可重新用于吸附后的空气汽提和解吸。优点：适用于高效，高净化要求的除气。缺点：当吸附一定量的活性炭时，它会变得饱和，并且需要对活性炭进行再生或更换，从而导致高昂的运营成本。此方法通常用于低浓度VOC的后处理。

2.2燃烧处理法

VOC是有机挥发物，易燃。它们可以在室温下或通过催化氧化燃烧进行处理。气体通过进气管道引入锅炉或焚化炉进行燃烧，但是热有机气体需要经过安全认证。优点：这种方法比较完整，可以处理高浓度的VOC，并且基本上可以将VOC转换为CO2和H2O。缺点：必须考虑高投资和运营成本，燃烧系统安全和防爆以及烟气中的NOx污染。

2.3吸收和脱气方法

VOC通常可溶于有机溶剂，例如柴油和200#汽油，因此柴油或200#汽油可用于吸收VOC，吸收的溶剂可用作燃料或稀释剂。优点：这种方法易于操作且成本低廉。缺点：但是，吸收处理后会残留挥发性气体。由于有机溶剂本身是挥发性的，因此VOC不能降至零。高温下吸收率降低。

2.4冷凝法

冷凝物收集可用于热有机气体。首先直接冷凝，然后间接冷凝。优点：该方法除气效果明显，操作简便，运行成本低。缺点：这种效果对低沸点气体不好。

2.5化学洗涤法

利用VOCs中某些物质和化学液体的特性进行反应并去除气体中的污染物成分。常用的方法是酸碱清洗，氯清洗和过氧化氢清洗。优点：可以去除各种各样的恶臭气体，并且可以实现很高的去除效率，操作灵活。缺点：需要支持后续处理设备。

2.6生物处理法

生物废气的生物处理是最经济、最有效的方法，是所有处理方法中运行成本最低的，安全且易于操作。VOC生物净化方法包括直接微生物净化，间接微生物处理(先吸水，然后废水生物处理)和植物净化方法。直接生物净化包括生物吸收池、生物净化池、生物滤池、生物滤池，处理效果优异，操作方便。其中，生物滤池技术已经成熟并具有许多用途。例如德国和荷兰生产数百种废气生物过滤器，所有这些都运行良好。生物处理方法是用水或弱碱液吸收VOC。醇和醛中所含的物质很容易溶于水，吸收的废水被生物降解并排放到标准水平。植物净化方法是扩大工厂区域的绿色空间，并使用绿色植物吸收和转化空气中的污染物以净化空气。该方法适用于大规模环境中的低浓度污染。

2.7土壤除臭剂法

土壤除臭机理可分为物理吸附和生物降解。水溶性恶臭气体(胺、硫化氢、低级脂肪酸等)被土壤中的水吸收和去除，不溶性气味被土壤表面吸收。优点：维护成本低，除臭效果相当于活性炭。缺点：占地面积大，不适用于多雨地区，需要降温、除湿、降尘预处理，而且微生物会破坏物理吸附。

2.8等离子体法

在外部电场的作用下，电极空间中的电子获得能量并加速，引起一系列复杂的物理和化学反应，如激发、离解和电离，破坏有机物中的化学键。优点：易于加工，易于操作，运行成本高，气体温度范围宽(-50～50℃)。缺点：去除效率低，可处理的气体种类少。

三、焦化挥发性有机化合物的特征

3.1焦化挥发性有机化合物的组成

焦炭行业是目前最复杂的VOC治理行业之一，涉及多个行业，每个行业的气体排放量不同。这主要是由于各种气体泄漏和气体净化区中的临时排放以及化学泄漏。粗苯部分和冷却部分(不包括机械排渣槽和排渣口)是具有良好气密性的储罐。喷砂段和粗苯段包含挥发性气体成分，这些成分在制造过程中很复杂。鼓风段包含挥发性气体：氨、氰化氢、硫化氢、非甲烷总烃、苯并(a)芘、萘等。组成复杂的粗苯段主要挥发出苯气和非甲烷总烃。如果不对废气进行处理，挥发性有机气体VOC中的烯烃和某些芳香族化合物也会与空气中的氮氧化物在阳光的作用下反应，从而对环境造成二次污染，因此治理起来更加困难。

3.2焦炭行业中挥发性有机化合物的特征

根据排放分类，VOC排放可分为挥发性排放，蒸发排放，液位波动排放和伴随的气体排放。挥发性排放物是一种排放方法，在这种排放方法中，VOC气体在低温条件下自然挥发并通过逸散点扩散。它体积小、温度低。蒸发排放物是为了确保存储设备在设备内的流动性而生成的VOC的排放，或者存储设备本身是热液，有大量的气体，温度高。液位波动排放是一种通过在设备和罐的物料水平波动期间提高物料水平来主动排放内部气体的排放方法。它的特点是大量的气体以及排气和吸气的循环。伴随的放气是在加热、运输和净化过程中由蒸汽或空气携带的污染物的释放。上述四种方法不会一次出现，通常会同时存在一种或两种。例如焦油储罐本身存储具有蒸发释放特性的热焦油，并且在焦油运输过程中液位会波动。

四、焦化厂主要VOCs治理工艺分析

4.1治理工艺

处理VOC废气的方法很多，例如：吸收、冷凝、吸附、焚化、生物处理和引入负压气体系统，尤其是近年来的三步清洗(油清洗+酸清洗)。这些方法各有优点，缺点和适用条件。许多国内焦炭公司将有机化合物的组合物用于VOC的处理。从纯技术角度来看，所有这些方法只要最终加工的折弯气体符合排放标准都是可行的。但是从综合优势的角度来看，该过程的合理性不光是运营成本，还需要考虑稳定性和安全性。

4.2南钢焦化采取VOC治理工艺

4.2.1炼焦工序

VOCS治理炼焦工序挥发性有机物相对集中，主要在焦炉装煤推焦和熄焦过程。南钢焦化采用负压导烟，通过高压氨水喷洒形成的负压，将装煤推焦过程中的荒煤气吸入集气管。并设置推焦、装煤地面除尘站收集推焦、装煤过程中的烟尘，同时设置机焦侧炉头烟收集生产过程炉头逸散的烟尘，烟囱脱硫脱硝技术降低的燃烧物的氮氧化物。在熄焦工序采用干法熄焦，此工艺产生的VOCS量有限可控。

4.2.2化产工序

挥发性有机物排放的相关治理措施

(1)煤气净化区域逸散气收集，槽罐逸散气末端治理装置技术方案：根据各个区域尾气的组分，以及治理要求，南钢焦化采用“VOCs治理预处理+蓄热氧化”的工艺。VOCs治理预处理装置。鼓冷区域采用“油洗+酸洗+碱洗”的预处理工艺技术、脱硫区域采用“水洗”的预处理工艺技术、硫铵及蒸氨区域采用“碱洗”的预处理工艺技术、粗苯区域采用“油洗”的预处理工艺技术。VOCs深度治理采用蓄热式氧化炉技术(RTO)。鼓冷、脱硫、硫铵、粗苯等区域预处理后汇总的尾气，在进入RTO装置之前，需先进行可燃气体浓度监测，确保可燃气浓度在其爆炸极限下限的25%以下。当浓度超出10%LEL时，可通过稀释风机补风，降低可燃气体浓度。

(2)油库区域尾气治理技术。南钢焦化采用先进、节能、安全、高效的“洗涤+冷凝+吸附”组合工艺。尾气治理装置的工艺流程框图如图1所示。

三、结语

综上所述，VOCS废气所造成的污染正在引起全国各级环境保护部门的越来越多的关注。焦化行业已经开始研究各种VOCS废气处理技术，以减少VOCS废气向大气环境中的排放并避免产生废气。空气污染。随着我国焦炭企业的不断发展和壮大，南钢焦化响应中国绿色环境建设的领先理念，采用多种高效VOCS废气处理技术，控制生产区域中有害气体的排放并减少对空气环境的污染。

来源：张新民 相章分享环保技术

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