關于工業VOC的危害分析及治理技術探討

劉春宇（沈陽信成環境技術有限公司，遼寧 沈陽 110043）

關于工業VOC的危害分析及治理技術探討

劉春宇（沈陽信成環境技術有限公司，遼寧 沈陽 110043）

工業VOC排放來自于眾多領域，其排放量占總排放量一半以上，具有排放濃度大、污染物種類多的特點，進而會給大氣環境帶來了嚴重危害。本文對工業VOC的定義、來源、特點以及危害進行了分析，并在基礎上就VOC的治理技術進行了探討，希望對相關環境治理工作的開展能夠有所借鑒。

工業VOC;危害分析;治理技術

近四十年來，我國的工業取得了突飛猛進式的發展和進步，這有力地促進了國民經濟的發展，但同時也帶來了一些消極問題，比如工業VOC給大氣環境帶來了嚴重危害，進而給經濟社會的持續發展形成了阻礙。現實中，VOC具有種類繁多、分布面廣的特點，所以給其治理工作增加了難度。但隨著我國對VOC污染問題的重視度不斷提升以及各種環保法規不斷嚴格VOC的排放標準，VOC治理技術也在不斷改進和完善。在這種情況下，我們有必要進一步強化對大氣污染問題的重視，以至于更進一步使社會更加關注VOC污染的治理問題。本文正是基于這一出發點，對工業VOC的定義、來源、特點以及危害進行了分析，并在基礎上就VOC的治理技術進行了探討，希望對相關環境治理工作的開展能夠有所借鑒。

1 工業VOC的來源及特點

工業VOC排放來自于眾多領域，其中重點排放領域主要包括印刷、油品儲運、石油煉制以及涂裝等等，工業VOC的排放量占全部排放量一半以上。工業VOC具有排放濃度大和污染物種類多的特點。現實中，因為不同行業的工藝流程和原材料不同，所以不同行業的VOC排放也呈現出不同的特點。目前我國在石油化工、有機化工、包裝、印刷以及表面涂裝等行業已經開始進行對VOC的綜合治理工作。其中，石油化工行業作為VOC排放的重點領域，對其加強監測和治理尤為重要。同時，我國還在原油、成品油的碼頭油庫、加油站等方面積極開展油氣回收治理工作。最后，為了降低VOC的污染影響，國家還在積極推進對水性涂料、低苯溶劑及低毒低揮發性溶劑的應用。

2 工業VOC的危害分析

2.1 爆炸與火災

VOC中的脂肪烴類物質在實際生產中應用廣泛，雖然這類物質在非高濃度的情況下不具有太大的毒性，但這類物質具有易燃和易爆的特點，進而可能增加火災或爆炸的風險隱患。

2.2 危害人體

對于絕大多數VOC而言，都具有刺激性的氣味，人類如果長期處于這種環境下，就會引發嘔吐、惡心、頭痛等不適，嚴重的甚至還會出現昏迷和抽搐癥狀，對人類的大腦、內臟以及神經系統造成嚴重損害。此外，VOC中的甲醛、甲苯等物質具有致癌作用，如果人類不小心觸及就會傷及中樞神經、造血器官等，情況嚴重地甚至還會罹患敗血癥或表現出出血癥狀。鹵代烴物質可致癌，引發肝脾腫大、肝功能下降、血小板減少等。

2.3 化學污染

VOC的大量排放還會導致PM2.5和O3濃度增高，同時還會導致霧霾天氣和光化學煙霧等環境問題，而這也會在一定程度上影響人類自身的健康。

3 工業VOC的治理技術

根據VOC的治理機理，工業VOC治理技術可以大致劃分為回收技術和分解技術這兩大類，而這兩大類又可以進一步細分為一些具體的技術手段，以下將對這兩大類VOC治理技術進行詳細討論。

3.1 回收技術

3.1.1 吸附法

所謂吸附法就是通過選擇采用帶有吸附性的物質來捕捉VOC的方法，吸附材料通常可以分為活性炭和無機吸附材料這兩類。其中，活性碳是以碳為主要成分的多孔物質，比如普通活性炭、破碎狀碳素纖維蜂窩等等。這類物質的細孔能夠選擇性的吸附那些比細孔小的粒狀有機物，同時再借助提升溫度和降低壓力等措施來達到促進吸附目的。活性炭吸附法的優點在于可以實現對VOC的回收和再利用，而且整個吸附過程不需要提供能源，缺陷則主要體現為無法實現徹底吸附，總會有部分VOC殘留，而且吸附材料會隨著吸附進程的繼續而逐漸劣化，再生成本較高。活性炭吸附法通常都運用在化學成套設備的清洗和大型空調上。而無機吸附材料主要包括沸石和硅石這兩類。沸石主要利用其結晶結構相對有較大空隙的特點來實現吸附，整個吸附過程也需要通過提升溫度和降低壓力等方式來實現。這類方法除了具備活性炭吸附法的眾多優點之外，而且因為不含有碳，所以具有不燃性，缺點是應用成本較高。沸石吸附法主要用于加油站和化學成套設備的清洗等領域。

3.1.2 吸收法

與吸附法主要通過利用物理物質的細孔來吸附和捕捉VOC的方式不同，吸收法是根據有機相似相溶的原來來實現對VOC的吸收。這類方法一般先采用低揮發溶劑來實現對VOC的吸收，然后再利用VOC分子與吸收劑間的物理特性差異來實現二者分離。一般而言，針對VOC的吸收主要采用物理吸收方式，常用的吸收劑為柴油、煤油等。現實中，只要VOC可以溶解于吸收劑，那么理論上就可以應用吸收法對其進行處理，之后再對吸收液進行分離和處理，進而實現回收目的。該方法的優點在于能夠回收有用的VOC成分，缺點是吸收劑的吸收范圍往往都比較窄，而且費用高昂，很容易導致二次污染問題。現實中，吸收法主要被應用于對中等濃度且排氣量大的VOC的處理領域。

3.1.3 凝縮法

現實中，有機物在不同的溫度下會表現出不同的飽和度，所以可以利用這種特性，通過提升和降低壓力的方式來將蒸汽環境中的物質以冷凝的方式提取出來。這種方法優點是可以對有機廢氣實現較高程度的凈化，缺點是應用難度較高，而且往往需要借助冷凝冰來實現降溫，使用成本較大。該方法一般適用于對那些濃度較高且溫度較低的有機廢氣的處理。

3.2 分解技術

VOC的分解處理技術包括燃燒法和非燃燒法。

3.2.1 燃燒法

所謂燃燒法，就是指通過燃燒的方式來將VOC中的碳氧化物分為為CO2的處理技術，該技術又可以被進一步細分為直接燃燒法、蓄熱燃燒法和催化燃燒法。因為絕大多數VOC都是由碳、氫、氧等構成的化合物，所以使用直接燃燒法就可以將VOC分解為CO2和H2O等物質。直接燃燒法的優點是裝置便宜，而且對很多VOC種類都適用，缺點是低濃度下需要添加助燃劑，而且產生的CO2對環境照樣存在一定程度的危害。直接燃燒法主要被用于印刷、涂裝等行業。蓄熱燃燒法是利用陶瓷等蓄熱體蓄熱燃燒分解VOC，優點是熱效率很高，缺點是裝置成本很高，而且不能間斷運轉。蓄熱燃燒法通常被用于涂裝、印刷、化學成套設備等行業。催化燃燒法是通過加入催化劑的方式來降低氧化分解VOC時所需要的溫度，優點是可以實現低溫燃燒，而且產生的NOx量較少，缺點是催化劑的使用成本較高，主要被用于印刷和化學成套設備等行業。

3.2.2 非燃燒法

非燃燒法主要包括以下幾類：第一，生物處理法。該方法主要利用微生物填充層來實現對通過VOC的轉化和處理，能夠將有機揮發性物質轉換為簡單的無機物；第二，光催化劑法。該方法通過借助光催化劑在紫外光輻射下具有較強氧化能力的空穴，進而實現對VOC的分解目的。第三，放電等離子體法。這種方法可以利用高能電子輻射來破壞VOC的結構，進而將其轉化成易回收或無害的物質。

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