揮發性有機廢氣治理技術進展分析

張建剛 鄭杰 藺曉康（中海油煉油化工科學研究院，山東 青島 266555）

揮發性有機廢氣治理技術進展分析

張建剛 鄭杰 藺曉康（中海油煉油化工科學研究院，山東 青島 266555）

揮發性有機廢氣（簡稱VOCs）屬于有害氣體中的一種，它的沸點十分高，已經接近水的沸點了，還有的VOCs沸點在較高的溫度下，這時有機廢氣的飽和蒸汽壓高于133.3Pa，達到這樣的條件就會可能產生揮發性的有機化合物，這種能揮發的有機化合物，會影響空氣質量，造成對人類身體健康的傷害。所以，在科技發達的今天，對揮發性有機廢氣的治理刻不容緩，必須嚴格控制有機廢氣的濃度。

揮發性；有機廢氣；治理技術

1 揮發性有機廢氣治理技術的分析

1.1 利用直接燃燒法處理揮發性有機廢氣

利用直接燃燒法處理揮發性有機廢氣就是將VOCs直接連接到能焚燒的鍋爐中，當我們接入的VOCs的濃度高時，就能在爐內充分的燃燒，通過燃燒化學反應生成CO2和H2O，如果接入鍋爐中的VOCs濃度較低時，則不會充分燃燒，需要我們加入輔助燃料，這樣能夠使VOCs燃燒完全，最終也會生成CO2和H2O，這樣就能把生產的CO2和H2O直接排入空氣中。這種直接燃燒的方法具有投入費用低，需要設備簡單等優勢。但是這種直接燃燒的做法需要保持很高的燃燒溫度，并且在這樣持續的高溫下還會產生NOx化合物，造成對空氣的第二次污染。

1.2 利用催化燃燒法處理揮發性有機廢氣

利用催化燃燒法處理揮發性有機廢氣，是在廢氣燃燒的時候加入某種催化劑，使用催化劑的用意就是降低VOCs的燃點，使VOCs能夠得到充分的燃燒，這樣能將VOCs燃燒反應生成CO2和H2O，可以排入空氣中。目前市場上所使用的催化劑種類很多，主要分為貴金屬(如Pt、Pd)與非貴金屬(如Ti、Fe、Cu等)催化劑兩大類。貴金屬催化劑在與VOCs接觸時反應時，與氯化烴類的有機物有很強的融合性，這樣能夠使貴金屬催化劑與VOCs容易發生催化分解作用。如果我們將催化燃燒與直接的熱力燃燒進行對比可以看出，他們各自的優勢不同，催化燃燒方法的燃燒溫度只需要保持在200℃～400℃就可以，并且催化燃燒是在較低溫度下進行的燃燒，避免了NOx二次污染物的產生，更加環保。但是目前我們使用的催化劑自身的穩定性不高，容易在一些特定的條件下被含有S、P、As等物質破壞。一旦這些催化劑的活性遭到破壞，就會導致催化性能降低，為了能夠進行充分的化學反應就需要更換新的催化劑，導致了更高的處理費用產生。

1.3 利用生物法處理揮發性有機廢氣

利用生物法處理揮發性有機廢氣，就是通過生物過濾法處理VOCs，這種方法處理的有機廢氣主要是來源于工業生產、市政污水、污泥處理等。生物過濾法能夠處理較低濃度的VOCs，通過核心生物濾床的處理作用（如圖1），VOCs通過生物濾床中的生物膜填料被反應，這樣能夠使VOCs在濾床里被生物膜上的生物經過吸附作用反應生產CO2和H2O，這樣就能夠將產生的CO2和H2O直接排放在空氣中。

圖1 生物過濾法工藝的流程圖

1.4 利用吸附法處理揮發性有機廢氣

利用吸附法處理揮發性有機廢氣，是利用具有微孔結構的吸附劑，將揮發性有害氣體的有毒物質吸附在吸附劑表面上，這樣使有機物從主體分離。其流程如圖2所示。當VOCs通過風機的吹拂作用，使氣體輸送到吸附塔1，當第一個吸附塔達到吸附最大值時將吸附塔1的閥門關閉。打開吸附塔2的進氣閥門，將VOCs通入進行吸附，同樣當達到飽和值時，進行吸附塔2與塔1的相互交替。所有只要時間控制合理，就能連續的處理有機廢氣，使VOCs得到凈化。

圖2 吸附法工藝流程

需要指出的是，我國在治理VOCs的處理上與發達國家存在很大的差距，上述的處理方法，只能適應中、高濃度的VOCs治理中，對于低濃度的VOCs處理效果不明顯。所以對于我國VOCs的治理技術的創新研究，科技工作者需要積極的開發新的技術，這樣才能對人類的健康帶來益處，避免VOCs對人類造成傷害。

2 揮發性有機廢氣治理技術進展及應用

2.1 微波催化氧化技術及其在揮發性有機廢氣治理中的應用

微波催化氧化技術是目前科技含量較高的處理技術，這是一種集合了傳統的填料吸附技術，提高了對VOCs的治理能力，這種新技術的運用，使傳統的吸附治理方式向微波解吸治理方式轉變，使治理效果大大的提高。微波催化氧化技術能夠縮短廢氣的解吸與吸附時間，還能降低各種資源的消費浪費，減少處理的費用，提高了VOCs的治理能力。目前這種吸附技術已經能夠連續使用幾十次，并且多次使用后的效果一樣能夠達到標準，這就能夠使VOCs得到非常好的處理。

2.2 活性炭纖維治理技術及其在揮發性有機廢氣治理中的應用

活性炭纖維治理技術與傳統的碳吸附技術相比來說吸附性更強，效果更好。活性炭纖維治理技術主要是通過活性碳纖維的加入，具有超強的吸附性，這是由于活性炭的內外表面分布了很多的碳原子，這些碳原子組成了超強能力的吸附性結構。我們通過對這兩吸附資料進行吸附實驗證明，活性炭纖維的特殊結構，使它的吸附速度快、吸附的容量增大、表面積大、微孔豐富等眾多優點，這都是在VOCs治理的過程中起到很大的作用，所以我們的活性炭纖維治理技術具有非常大的優勢。

3 結語

隨著國內工業快速發展，社會文明的進步。目前人們對環境的可持續發展越來越關注。在未來的發展中，需要我們的國家對廢氣治理加大整治力度，只有全國上下全部提高環保意識，才能使我們在可持續發展的綠色道路上走的更遠。

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