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摘要：石油开采、储存、处理过程中不可避免得挥发VOCS并伴有硫化氢、氨等恶臭气体。由于受技术和经济等因素的制约，源头减量和过程控制措施并不能完全实现控制VOCS排放的目的。为此，必须采取必要的末端治理技术，减少VOCS对大气环境的污染。本文重点介绍了VOCS处理的组合工艺，并详细介绍了每段工艺的原理及适应性。
关键词：VOCS;末端治理;组合工艺
石油工业在开采、储存、处理过程中设备、管组件连接处均可能发生泄漏[1]，挥发VOCS并伴有硫化氢、氨等恶臭气体。由于受技术和经济等因素的制约，源头减量和过程控制措施并不能完全实现控制VOCS排放的目的。为此，必须采取必要的末端治理技术，减少VOCS对大气环境的污染。
按是否回收VOCS，末端治理技术可分为回收技术和氧化技术两类。回收技术包括冷凝、膜分离、吸附、吸收等[2]～[3]。为了获得具有足够纯度的有机物，在利用吸附、吸收和接触式冷凝等方法使气相VOCS转移至固相或液相之后，还需要借助热解析、汽提、精（蒸）馏等手段分离有机组分。氧化处理VOCS技术包括直接燃烧、热力燃烧和催化燃烧等热氧化技术，以及生物过滤、生物滴滤和生物洗涤等生物降解技术，这些技术方法的适应性和处理条件互不相同，实际应用过程中应根据VOCS的成分选择几种技术的组合进行处理。目前，在石油行业常用的VOCS处理技术主要包括：（1）碱液洗涤+活性炭吸附+光催化处理技术（2）生物洗涤+生物过滤+活性炭吸附处理技术（3）湿法脱硫工艺+活性炭吸附处理技术。
1. 碱液洗涤+活性炭吸附+光催化处理技术
1.1碱液洗涤段
废气进入碱液洗涤段进行连续碱液。碱液的主要作用是去除废气中的硫化氢和部分可溶性废气成份及气溶胶、灰尘等。
主要化学反应方程式：
2NaOH+H2S=Na2S+2H2O
废气进入碱液洗涤段后，自上而下流经填充层时，循环液自喷嘴均匀喷洒在填料表面以保持湿润;同时废气与循环液在充分湿润的填料表面相互接触，在物理与化学吸收作用下，将废气中的气硫化氢和溶胶污染物吸收在洗涤液中，达到去除污染物的目的。配备NaOH 储罐，通过计量泵和pH 控制器联合控制，计量泵连续从NaOH 储罐中向碱液洗涤塔泵入浓碱液，维持循环液pH 值的稳定，从而保证高效吸收。
1.2活性炭吸附处理段
活性炭吸附处理段的吸附剂为改良型颗粒活性炭，其去除效率高。颗粒状活性炭结构气孔均匀，经过氢氧化钠处理的活性炭往往具有更好的吸附性能。
特点：吸附技术适用性强，几乎所有的废气都可采用吸附技术净化;设备简单，建设费用低;吸附剂可再生后重复使用。但吸附剂不适合处理温度较高、含水量大、浓度高、气量较大废气。
1.3光催化处理段
光催化氧化法是利用特制的TiO2光触媒催化氧化过滤棉，在UV紫外光的照射下，对空气和废气进行协同催化反应，产生大量臭氧，对有机废气和恶废气体进行催化氧化协同分解反应，使有机废气和恶废气体物质降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳，从而达到脱臭及杀灭细菌的目的。
特点：对于小分子VOCs、硫化氢、硫醇等污染物以及各种恶臭味处理效率高，脱臭效率可达90%以上，能彻底破坏有机物使其转化为H2O和CO2，设备运行稳定，运行成本较低，维修操作简单。真空紫外灯发射的紫外线能量强度有限，单位时间内光解能量有限，对高浓度废气处理效果不佳;气体中存在一些颗粒物的话会大大影响设备处理效率;设备综合处理效率不高，常与其他处理设备一起使用。
2. 生物洗涤+生物过滤+活性炭吸附处理技术
2.1生物洗涤段
废气进入生物洗涤段进行连续水洗。水洗的主要作用是去除廢气中的油份和部分可溶性废气成份及气溶胶、灰尘等，防止堵塞滤床，提高废气的湿度，满足微生物生长的需要。
废气进入生物洗涤段后，自上而下流经填充层时，循环液自喷嘴均匀喷洒在填料表面以保持湿润;同时废气与循环液在充分湿润的填料表面相互接触，在物理与化学吸收作用下，将废气中的气溶胶污染物吸收在洗涤液中，达到去除污染物的目的。循环液用循环泵从循环洗涤槽经循环泵输送至喷嘴，渗滤下来的循环液回流至生物滤池除臭装置底部的溶液池，然后流入循环洗涤槽。配备NaOH 储罐，通过计量泵和pH 控制器联合控制，计量泵连续从NaOH 储罐中向循环洗涤塔泵入浓碱液，维持循环液pH 值的稳定，从而保证高效吸收。
2.2生物过滤段
水洗后的废气废气经过生物滤池除臭装置下部的气体流道进入生物过滤段。在生物过滤段内装填有有机无机生物混合填料，这种高效生物填料具有良好的通透性和结构稳定性，可以保证经过长期运行的条件下压力损失很小，除臭效率高，湿度保持性好，具有吸附污染物和微生物生长的最佳环境，使用期间无需添加缓冲溶液。通过接种降解石油化工异味的特种除臭菌，在合适的条件下使得除臭微生物在填料表面生长，废气通过时被微生物扑集吸收，然后进一步降解为二氧化碳、水、硫酸盐、硝酸盐等无害成分。
2.3活性炭吸附处理段
同前述活性炭吸附处理段。
3. 湿法脱硫工艺+活性炭吸附处理技术
3.1湿法脱硫工艺
含硫化氢气体进入撬装设备的脱硫剂反应罐，脱硫剂反应罐内部安装多层孔板，罐内加入三嗪类脱硫剂，采出气由罐体下部进入，洗气脱硫后由上部接出，在出口管线上检测气体中H2S浓度。三嗪类的脱硫剂和H2S发生快速的亲核取代反应，由于三嗪结构含有三个氮原子，反应分三步进行且难度依次增大，反应产物溶于水中，实现H2S脱除。药剂主要成份为三嗪基化合物、甲醇、水等，平均质量硫容量0.8左右，H2S吸收率97%以上，适用于油田各类尾气中H2S的治理。
特点：三嗪类的脱硫剂易溶于水，不属于危化品，可直接使用;与H2S反应生成水溶性产物（噻二嗪、二噻嗪和三噻嗪），不产生沉淀;反应速度快、选择性高。
3.2活性炭吸附处理段
同前述活性炭吸附处理段。
4、结论
三种组合处理技术有其本身的适应性及局限性，具体选择哪种工艺应根据实际工程情况，分析VOCs的成分，综合考虑处理能耗，运行成本，工程费用，占地面积等确定。
参考文献
[1]叶建平，赵建国等.石化行业发展现状及 VOCs 控制技术研究[J]. 广州化工，2011，39（24）：11-13.
[2]殷冬媛.VOCs控制与处理技术综述[J].化工管理，2018，07：154-155.
[3]志伟，裴多斐，于丽平. VOCs 控制与处理技术综述[J]. 环境与发展，2017，（01）：1-4.
（中油辽河工程有限公司 辽宁 盘锦 124010）
关键词：VOCS;末端治理;组合工艺
石油工业在开采、储存、处理过程中设备、管组件连接处均可能发生泄漏[1]，挥发VOCS并伴有硫化氢、氨等恶臭气体。由于受技术和经济等因素的制约，源头减量和过程控制措施并不能完全实现控制VOCS排放的目的。为此，必须采取必要的末端治理技术，减少VOCS对大气环境的污染。
按是否回收VOCS，末端治理技术可分为回收技术和氧化技术两类。回收技术包括冷凝、膜分离、吸附、吸收等[2]～[3]。为了获得具有足够纯度的有机物，在利用吸附、吸收和接触式冷凝等方法使气相VOCS转移至固相或液相之后，还需要借助热解析、汽提、精（蒸）馏等手段分离有机组分。氧化处理VOCS技术包括直接燃烧、热力燃烧和催化燃烧等热氧化技术，以及生物过滤、生物滴滤和生物洗涤等生物降解技术，这些技术方法的适应性和处理条件互不相同，实际应用过程中应根据VOCS的成分选择几种技术的组合进行处理。目前，在石油行业常用的VOCS处理技术主要包括：（1）碱液洗涤+活性炭吸附+光催化处理技术（2）生物洗涤+生物过滤+活性炭吸附处理技术（3）湿法脱硫工艺+活性炭吸附处理技术。
1. 碱液洗涤+活性炭吸附+光催化处理技术
1.1碱液洗涤段
废气进入碱液洗涤段进行连续碱液。碱液的主要作用是去除废气中的硫化氢和部分可溶性废气成份及气溶胶、灰尘等。
主要化学反应方程式：
2NaOH+H2S=Na2S+2H2O
废气进入碱液洗涤段后，自上而下流经填充层时，循环液自喷嘴均匀喷洒在填料表面以保持湿润;同时废气与循环液在充分湿润的填料表面相互接触，在物理与化学吸收作用下，将废气中的气硫化氢和溶胶污染物吸收在洗涤液中，达到去除污染物的目的。配备NaOH 储罐，通过计量泵和pH 控制器联合控制，计量泵连续从NaOH 储罐中向碱液洗涤塔泵入浓碱液，维持循环液pH 值的稳定，从而保证高效吸收。
1.2活性炭吸附处理段
活性炭吸附处理段的吸附剂为改良型颗粒活性炭，其去除效率高。颗粒状活性炭结构气孔均匀，经过氢氧化钠处理的活性炭往往具有更好的吸附性能。
特点：吸附技术适用性强，几乎所有的废气都可采用吸附技术净化;设备简单，建设费用低;吸附剂可再生后重复使用。但吸附剂不适合处理温度较高、含水量大、浓度高、气量较大废气。
1.3光催化处理段
光催化氧化法是利用特制的TiO2光触媒催化氧化过滤棉，在UV紫外光的照射下，对空气和废气进行协同催化反应，产生大量臭氧，对有机废气和恶废气体进行催化氧化协同分解反应，使有机废气和恶废气体物质降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳，从而达到脱臭及杀灭细菌的目的。
特点：对于小分子VOCs、硫化氢、硫醇等污染物以及各种恶臭味处理效率高，脱臭效率可达90%以上，能彻底破坏有机物使其转化为H2O和CO2，设备运行稳定，运行成本较低，维修操作简单。真空紫外灯发射的紫外线能量强度有限，单位时间内光解能量有限，对高浓度废气处理效果不佳;气体中存在一些颗粒物的话会大大影响设备处理效率;设备综合处理效率不高，常与其他处理设备一起使用。
2. 生物洗涤+生物过滤+活性炭吸附处理技术
2.1生物洗涤段
废气进入生物洗涤段进行连续水洗。水洗的主要作用是去除廢气中的油份和部分可溶性废气成份及气溶胶、灰尘等，防止堵塞滤床，提高废气的湿度，满足微生物生长的需要。
废气进入生物洗涤段后，自上而下流经填充层时，循环液自喷嘴均匀喷洒在填料表面以保持湿润;同时废气与循环液在充分湿润的填料表面相互接触，在物理与化学吸收作用下，将废气中的气溶胶污染物吸收在洗涤液中，达到去除污染物的目的。循环液用循环泵从循环洗涤槽经循环泵输送至喷嘴，渗滤下来的循环液回流至生物滤池除臭装置底部的溶液池，然后流入循环洗涤槽。配备NaOH 储罐，通过计量泵和pH 控制器联合控制，计量泵连续从NaOH 储罐中向循环洗涤塔泵入浓碱液，维持循环液pH 值的稳定，从而保证高效吸收。
2.2生物过滤段
水洗后的废气废气经过生物滤池除臭装置下部的气体流道进入生物过滤段。在生物过滤段内装填有有机无机生物混合填料，这种高效生物填料具有良好的通透性和结构稳定性，可以保证经过长期运行的条件下压力损失很小，除臭效率高，湿度保持性好，具有吸附污染物和微生物生长的最佳环境，使用期间无需添加缓冲溶液。通过接种降解石油化工异味的特种除臭菌，在合适的条件下使得除臭微生物在填料表面生长，废气通过时被微生物扑集吸收，然后进一步降解为二氧化碳、水、硫酸盐、硝酸盐等无害成分。
2.3活性炭吸附处理段
同前述活性炭吸附处理段。
3. 湿法脱硫工艺+活性炭吸附处理技术
3.1湿法脱硫工艺
含硫化氢气体进入撬装设备的脱硫剂反应罐，脱硫剂反应罐内部安装多层孔板，罐内加入三嗪类脱硫剂，采出气由罐体下部进入，洗气脱硫后由上部接出，在出口管线上检测气体中H2S浓度。三嗪类的脱硫剂和H2S发生快速的亲核取代反应，由于三嗪结构含有三个氮原子，反应分三步进行且难度依次增大，反应产物溶于水中，实现H2S脱除。药剂主要成份为三嗪基化合物、甲醇、水等，平均质量硫容量0.8左右，H2S吸收率97%以上，适用于油田各类尾气中H2S的治理。
特点：三嗪类的脱硫剂易溶于水，不属于危化品，可直接使用;与H2S反应生成水溶性产物（噻二嗪、二噻嗪和三噻嗪），不产生沉淀;反应速度快、选择性高。
3.2活性炭吸附处理段
同前述活性炭吸附处理段。
4、结论
三种组合处理技术有其本身的适应性及局限性，具体选择哪种工艺应根据实际工程情况，分析VOCs的成分，综合考虑处理能耗，运行成本，工程费用，占地面积等确定。
参考文献
[1]叶建平，赵建国等.石化行业发展现状及 VOCs 控制技术研究[J]. 广州化工，2011，39（24）：11-13.
[2]殷冬媛.VOCs控制与处理技术综述[J].化工管理，2018，07：154-155.
[3]志伟，裴多斐，于丽平. VOCs 控制与处理技术综述[J]. 环境与发展，2017，（01）：1-4.
（中油辽河工程有限公司 辽宁 盘锦 124010）