揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）治理技術(shù)研究進(jìn)展及探討

摘要：揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）作為PM2.5和O3的關(guān)鍵前體物，對城市灰霾和光化學(xué)污染有重要貢獻(xiàn)。本文介紹了常用的VOCs治理技術(shù)的適用性，包括吸附法、熱力燃燒法、催化燃燒法、吸收法、回收法、低溫等離子法等，燃燒法和回收法具有更廣闊的應(yīng)用前景，為企業(yè)VOCs治理技術(shù)的選擇提供參考。

關(guān)鍵詞：揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）;吸附;燃燒;回收

中圖分類號：X83 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）07-00-02

Abstract： As key precursors of PM2.5 and O3， Volatile organic compounds （VOCs） have an important contribution on formation of urban smog and photochemical pollution. This paper introduces the applicability of treatment technologies currently used for VOCs， including adsorption， thermal combustion， catalytic combustion， absorption， recovery， low-temperature plasma， etc. Compared with others， the combustion method and recovery method have broader application. It can provide a reference for the choice of treatment technology.

Key words：Volatile organic compounds （VOCs）;Adsorption; Combustion; Recovery

揮發(fā)性有機(jī)物（Volatile Organic Compounds，簡稱VOCs）是參與大氣光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物，或者根據(jù)規(guī)定的方法測量，或者核算確定的有機(jī)化合物[1]。VOCs不僅本身具有較強(qiáng)毒性，還是PM2.5和O3的關(guān)鍵前體物，對城市灰霾和光化學(xué)污染有重要貢獻(xiàn)。近年來，國家和地方相繼出臺了一系列的VOCs污染防治政策和標(biāo)準(zhǔn)，對工業(yè)源VOCs的排放提出了嚴(yán)格的要求[2-3]。目前，市場上的VOCs治理技術(shù)種類繁多，各種VOCs治理技術(shù)都存在一定的適用性和局限性。因此，技術(shù)的選用對企業(yè)尤為重要。

1 常用VOCs治理技術(shù)

目前常用的有機(jī)廢氣治理工藝有熱力燃燒法、催化燃燒法、吸收法、冷凝回收法、吸附法、低溫等離子法、生物法、光催化氧化法等，以下對各種工藝進(jìn)行介紹：

1.1 熱力焚燒法

熱力焚燒技術(shù)是用燃料輔助燃燒，使VOCs在高溫下氧化成為CO2和H2O。直接焚燒工藝適用于高濃度、可燃的VOCs廢氣治理。對于中低濃度的VOCs廢氣則需要靠燃料助燃，消耗大量燃料，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)能耗及費(fèi)用高，高溫下可能會生成NOx，造成二次污染。

1.2 催化燃燒法

在催化劑的作用下，廢氣中的VOCs等可燃組分在較低的溫度（250～350℃）下進(jìn)行氧化，將VOCs氧化成CO2和H2O。催化燃燒為無火焰燃燒，安全性好，但對工藝條件要求嚴(yán)格，不允許廢氣中含有影響催化劑壽命和處理效率的物質(zhì)。

1.3 吸收法

吸收技術(shù)是采用專用的低揮發(fā)或不揮發(fā)液體為吸收劑，利用廢氣中各種組分在吸收劑中溶解度或化學(xué)反應(yīng)特性的差異，使廢氣中的VOCs被吸收而去除，常見的吸收劑為專用吸收劑、柴油等。該方法設(shè)備簡單，一次性投資費(fèi)用低，但通常凈化效率不高，會產(chǎn)生二次污染。

1.4 冷凝回收法

冷凝法是利用物質(zhì)在不同溫度下具有不同飽和蒸汽壓這一性質(zhì)，采用降低系統(tǒng)溫度或提高系統(tǒng)壓力，使處于蒸汽狀態(tài)的污染物冷凝并從廢氣中分離出來的過程。該法多用于高濃度（≥5000ppm）、單一組分有回收價值的VOCs的處理。

1.5 吸附法

1.5.1 直接吸附法

吸附法用各種固體吸附劑（如活性炭、活性炭纖維、分子篩等）對排放廢氣中的污染物進(jìn)行吸附凈化的方法。吸附法主要用于中低濃度大風(fēng)量VOCs廢氣的凈化。該方法凈化效率高，操作方便，但吸附劑容量有限，更換頻繁。

1.5.2 吸附——回收法

該法利用活性炭等吸附劑吸附有機(jī)廢氣，飽和后采用蒸汽、熱氣流將吸附材料的VOCs脫附出來，蒸汽與脫附出來的有機(jī)氣體經(jīng)冷凝、分離，可回收有機(jī)液體。該法凈化效率較高，適用于單一組分的有機(jī)廢氣治理。

1.5.3 吸附——催化燃燒法

該法利用活性炭或者分子篩吸附濃縮低濃度的有機(jī)廢氣，吸附接近飽和后引入熱空氣加熱活性炭，使有機(jī)廢氣脫附出來進(jìn)入催化燃燒床進(jìn)行催化燃燒。該法適用于低濃度、大風(fēng)量有機(jī)廢氣。

1.6 低溫等離子體法

低溫等離子體技術(shù)是近年來發(fā)展起來的廢氣治理新技術(shù)。等離子體中存在大量電子、離子、活性基和激發(fā)態(tài)分子等有極高化學(xué)活性的粒子，使很多需要很高活化能的化學(xué)反應(yīng)能夠發(fā)生，轉(zhuǎn)化或分解有機(jī)物。低溫等離子體技術(shù)適用于低濃度VOCs凈化，具有裝置簡單、阻力低等優(yōu)點(diǎn)。在工業(yè)VOCs凈化過程中，存在能耗高、降解產(chǎn)物不完全等缺點(diǎn)。

1.7 光催化氧化法

光催化氧化法主要是利用特定波長的光（通常為紫外光）照射光催化劑，激發(fā)出“電子-空穴”對，產(chǎn)生具有極強(qiáng)氧化能力的自由基活性物質(zhì)，將吸附在催化劑表面上的VOCs氧化成為CO2和H2O等無毒無害物質(zhì)。光催化氧化技術(shù)反應(yīng)條件溫和、設(shè)備簡單，但存在光子效率低、催化劑易失活等缺點(diǎn)。

2 各種治理技術(shù)對比分析

各種VOCs治理技術(shù)都有各自的適用性和局限性。針對低濃度、大風(fēng)量、無回收價值的有機(jī)廢氣，可采用吸附-燃燒法進(jìn)行有效治理，減少投資和運(yùn)行費(fèi)用;針對有回收價值的有機(jī)廢氣，可采用回收法進(jìn)行處理;針對高濃度、無回收價值的有機(jī)廢氣，可采用焚燒法進(jìn)行處理。

3 結(jié)論

目前，VOCs污染防治已成為我國大氣污染控制的重要內(nèi)容，大多數(shù)企業(yè)的VOCs尚未得到有效治理。VOCs治理技術(shù)種類繁多，從綜合分析來看，燃燒和回收工藝的治理效果較好，但工藝和關(guān)鍵材料有待進(jìn)一步研究和優(yōu)化，需降低投資和運(yùn)行費(fèi)用，以提高工藝的適用性。

參考文獻(xiàn)

[1]DB44/1837—2016，集裝箱制造業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放標(biāo)準(zhǔn)[S].廣東省環(huán)境保護(hù)廳，2016.

[2]王海林，張國寧，聶磊等.我國工業(yè)VOCs減排控制與管理對策研究[J].環(huán)境科學(xué)，2011，32（12）：3462-3468.

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收稿日期：2019-03-01

作者簡介：張棲（1983-），女，漢族，碩士學(xué)位，講師，研究方向?yàn)榇髿馕廴局卫砑夹g(shù)。