挥发性有机废气VOCs治理技术分析及总结

发布时间：2020/6/17 浏览：2283

工业废气污染是我国目前主要的污染来源之一，如不及时进行治理，被人体吸收后，容易产生疾病，影响人们的身体健康。因此，必须采取有效的措施，对废气进行治理，特别是有机废气，以提升空气质量，减小疾病的发生。文章对治理有机废气的技术和方法进行分析探讨。

一、有机废气的主要构成及特点

通过对大部分有机废气的成分进行分析，可以得出，其构成主要包括：甲醛、苯、甲苯、二甲苯等苯系物、丙酮丁酮、乙酸乙酯、油污、糠醛、苯乙烯、丙烯酸、树脂、添加剂、漆雾以及一些含碳氢氧的有机气体等。有机废气具有以下特点：有毒、易爆、易燃、不溶于水、可溶于有机溶体、处理困难。如果不对其进行有效治理，会对人们身体健康构成威胁。通过采取相应的治理技术，可以有效地处理有机废气，经处理后的一些物质，还能进行再利用。

有机废气的处理技术和方法

1、光分解法

采用这种方法治理有机废气，可通过以下方面实现：一是采用光照分解，当光照波长达到相应值时，就可以分解有机废气；二是加入催化剂，通过光照的形式进行有机废气的分解。例如，用185mm的紫外线照射有机氯化物和氟氯烃时，能在很短时间内将其进行分解。在进行光分解过程中通常会产生某些中间物质，但这些东西可能透过延长光的照射或采用氢氧化钠溶液处理掉；三是通过光催化降解，该技术是通过紫外线对TiO2进行照射激活，使H2O生成为OH-自由基，这些自由基会将有机废气化解为CO2 和H2O。

当我们选择催化剂消除有机废气时，可以采用常见的荧光灯作为光源，把有机废气中的恶臭进行消除，或者降低其污染浓度。但就目前经验而言，采用催化剂进行降解的技术及效果还有待提高。

2、吸附法

（1）直接吸附法

采用活性炭，直接吸附有机废气。其吸附率非常高，可达到96%以上，该方法投资小，简单。但当活性炭处于吸附饱和状态时，其吸附有机废气的程度会大为下降，仅为吸附35%左右，吸附“三苯”废气只能达到20%~25%，也就是说一吨活性炭吸附的“三苯”气体只有200-250kg。但处于饱和的活性炭是无法重生的，如果要提高活性炭吸附效果，需要进行更换活性炭，这样处理成本较高，且存在二次污染问题。

（2）吸附—再生法

该法利用纤维活性炭或颗粒活性炭等吸附剂吸附有机废气，接近饱和后用过热蒸汽反吹活性炭进行脱附再生，水蒸气与脱附出来的“三苯”气体经冷凝、分离，可回收“三苯”液体。采用这种方法具有脱附快，冷凝吸附效果好等优点，但其存在明显不足：如必须具有相应的蒸汽、腐蚀性高；以及需要二次分离回收液、必须把活性炭当中残留的水分弄干后，再进行二次吸附，成本高。

采用这种方法，适用于浓度高，风量小，有一定回收利用价值的废气治理，否则不宜选择该工艺，此外，该技术还有待进一步完善和提高。

（3）吸附—催化氧化。

采用新型活性碳吸附浓度低的有机废气，待吸附达到相应饱和度后再利用热空气对其进行加热，脱离吸附中的 “三苯”等废气，之后通过催化燃烧方法，实现有机废气净化处理的目的，此外，还可以对热气体进行循环使用和余热利用。

采用这种方法，可以综合使用各个吸附方法，有效解决大风量、低浓度的有机废气问题，这种方法在国内属于比较成熟的方法。由于有机废气含有多种杂质如磷、铅、锡、汞等，容易导致催化剂中毒。

因此，在应用催化剂时，应加上一定的载体，减小使用催化剂的同时，增大其使用面积，减少烧结，提高催化剂的稳定性。通常使用的催化剂载体有石棉、陶土、活性炭等物质，具体应用时可根据实际条件进行选择。

3、催化燃烧技术的工艺特点及技术进展

依据有机废气预热方法及富集方法，催化燃烧分为以下3 种：

（1）预热式：这是催化燃烧的最常见方式。有机废气温度在100℃以下，浓度也较低，热量不能自给，因而在进入反应器前需要在预热室加热升温。燃烧净化后气体在热交换器内与未处理废气进行热交换，以收回有些热量。该技能一般选用煤气或电加热升温至催化反应所需的起燃温度。

（2）自身热平衡式：当有机废气排出温度高于起燃温度（在300℃摆布）且有机物含量较高，热交换器收回有些净化气体所发生的热量，在正常操作下可以保持热平衡，无需弥补热量，一般只需要在催化燃烧反应器中设置电加热器供起燃时运用。

（3）吸附-催化燃烧：当有机废气的流量大、浓度低、温度低、选用催化燃烧需耗很多燃料时，可先采用吸附手法将有机废气吸附于吸附剂上进行浓缩，再经过热空气吹扫，使有机废气脱附浓缩成高浓度有机废气（可浓缩10倍以上），再进行催化燃烧。此时，不需要弥补热源，就可保持正常运行。

（4）催化燃烧技术的研讨进展

跟着工业生产的迅猛发展，有机废气的品种也日益繁多，因而，人们也在不断的研发催化燃烧的一些新工艺、新技术，以进一步增强有机废气的处理效率。催化燃烧技术涉及化工、环境工程、催化反应和自动检测控制等范畴，在中国尚处于发展阶段。其今后的发展方向为： 1）进一步加强催化剂功能，研发具有抗毒性、大空速、大比表面积及低起燃点的非贵金属催化剂，以降低造价和运行费用。2）催化燃烧装置应向大型化、整体型和节能型方向发展。

5、生物法

生物净化就是通常所说的一种氧化的过程：生物净化依附在活性微生物以及潮湿介质上的有机物质作为生命的能源进行及时的转化，一般将其转化为无机物（CO2、H2O）和常见的细胞物质。现阶段的生物净化的工艺主要包括三种：生物过滤法、生物滴滤床和生物洗涤床。

三、总结

1、在众多有机废气处理技术中，生物处理技术是具有较好应用前景的技术，其运转成本低、能耗小，不产生明显的二次污染，可治理各种规模的中、低浓度有机废气，随着其技术的不断提高，已越来越引起人们的重视，并广泛地应用在工业有机废气治理中。对生物处理技术的研究重点，应加强对填料性能、设备结构和工艺条件的改进，以及对不同菌种处理能力的研究。

2、吸附技术是目前治理有机废气中较为成熟和成型的技术之一，但其存在处理设备容量不足，吸附剂需要再生等问题，限制了技术的应用和发展。

3、催化燃烧技术投资少、设备简单、操作方便，净化彻底，可以处理低、高浓度的有机废气，是目前应用最广泛的、经济有效的处理技术。今后该技术的研究方向重点应放在如何防止催化剂因非VOC 物质造成的失活和重金属造成的中毒等。