揮發性有機廢氣治理技術發展研究

金一統　王雅娟

【摘 要】在工業經濟高速發展的今天，空氣污染問題尤為嚴重，對人體健康和生態環境造成了極為不利的影響。現階段，我國不僅需要處理傳統大氣污染問題，還需要對揮發性有機廢氣進行治理。如何對揮發性有機廢氣進行高效處理，應該成為有關部門需要重點考慮的問題。文章首先對揮發性有機廢氣進行簡單介紹，然后對治理揮發性有機廢氣的技術進行研究，希望對改善我國空氣質量有所幫助。

【關鍵詞】揮發性有機廢氣;治理技術;大氣環境

【中圖分類號】X701 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）04-0057-02

0 引言

我國環保部門于2017年開展了第七輪次城市大氣污染防治強化督查工作，督查結果表明，揮發性有機廢氣污染已經成為最為嚴重的大氣污染問題，尤其是工業生產會排放出大量的揮發性有機廢氣。這種氣體屬于一種有毒氣體，并且還能與其他污染氣體進行融合，繼而造成復合污染。因此，對揮發性有機廢氣治理技術發展進行研究，具有十分重要的意義。

1 揮發性有機廢氣概述

揮發性有機廢氣的英文縮寫為VOCs，主要是指在正常氣壓下，任何沸點不小于260 ℃的有機物，以氣態分子形態排入至大氣中的有機化合物，統稱為揮發性有機廢氣。這種污染物的來源十分廣泛，其性質較為復雜，工業生產是這種氣體的主要來源，揮發性有機廢氣污染如果得不到及時治理，將會造成嚴重的后果。這種污染氣體屬于毒性氣體，且燃點較低，很容易發生自燃和爆炸，氣體惡臭，會對人們的正常生活造成影響。同時，這類氣體在太陽光的照射下，會衍生光化學煙霧污染。因此，為了保護環境和保護人類身體健康，對這類污染氣體進行治理，意義十分重大。

2 揮發性有機廢氣治理技術分析

2.1 直接燃燒法治理有機廢氣

燃燒法治理揮發性有機廢氣的方式較為簡單，其原理為將經過濃縮和干燥處理過后的有機廢氣送入焚燒爐中，然后利用輔助性燃料進行燃燒處理即可，在廢氣燃燒過程中，應確保燃燒溫度處于680～760 ℃之間，因為在這個溫度區間內，揮發性有機廢氣會被充分氧化，并被分解轉化為無機物質，例如：水、二氧化碳。應用直接燃燒法的主要目的在于讓廢氣在合理的溫度區間內發生氧化反應，但是氧化反應的效果也會受到一些因素的影響。在一般情況下，氧化反應完全的占比為70%左右，此時生成的物質是二氧化碳和水，如果氧化反應不完全，則會生成一氧化碳。而導致氧化反應不完全的主要原因有以下幾個方面：一是揮發性有機廢氣濃度較低;二是燃燒不充分。為了保證燃燒的充分性，可以利用一些輔助性的燃料，例如添加燃氣、燃油等，以確保燃燒的充分性。這類治理方法較為簡單，且投資費用較少，在處理濃度較高且風量較小的有機廢氣時尤為適用，但對安全操作有嚴格的要求，必須確保焚燒爐的溫度，如果溫度不達標，很容易生成其他污染物質。

2.2 催化燃燒法治理揮發性有機廢氣

催化燃燒法是指將有機廢氣進行加熱，當加熱溫度大于150 ℃，小于300 ℃時，在催化劑的作用下進行無火焰燃燒，加熱廢氣，通過催化燃燒的方式，將有機廢氣轉化為無污染的水和二氧化碳等無機物質。這種方法比較適用于起燃溫度較低的焚燒爐，并且這種治理方式不會產生其他污染物質，環保性較強，但是使用成本相對較高，且前期需要大量的投資。

3 揮發性有機廢氣治理技術發展研究

3.1 活性碳纖維治理技術

活性碳纖維是科學技術發展的產物，這項技術相較于傳統吸附治理技術而言，治理效果十分顯著。其治理方法為吸附和濃縮揮發性有機廢氣。碳纖維處理技術的吸附能力較強，將其應用于揮發性有機廢氣治理技術中優勢明顯。該技術的治理原理是先通過活性碳纖維對揮發性有機廢氣進行處理，當吸附和濃縮達到一定程度時，啟動催化設備，同時利用高溫，對熱活性碳吸附床進行加熱，以強化吸附床的吸附性能，并使有機廢氣在吸附床內部發生氧化反應，繼而實現對揮發性有機廢氣的高效處理。但是，活性碳的吸附效果會隨著再生次數的增加而衰減。簡言之，活性碳纖維治理技術就是對傳統吸附技術的強化。究其原因，主要是活性纖維具有較強的吸附性能，將其應用于傳統吸附技術中，會提升有機廢氣的吸附效果，繼而為燃燒治理技術的應用創造有利的條件。目前，這項技術是最為常用的揮發性有機廢氣處理技術，并且該技術在處理苯類廢氣時的效果特別突出，但活性碳纖維治理技術也存在一些不足。例如：活性碳纖維無法有效吸附烴類廢氣，且使用成本較高，對于環境要求較為嚴格，如果環境過于潮濕，則會影響處理效果。

3.2 生物治理技術

生物治理技術屬于一種治理揮發性有機廢氣的新技術，這種技術對微生物的降解能力進行了充分利用，促使有機廢氣被降解后變為無機物，例如：水、二氧化碳等，繼而達到有效治理有機廢氣的目的。但是，這種治理技術的治理過程十分繁瑣，在使用這項技術治理揮發性有機廢氣時，有機廢氣可能會在氣相中生成其他污染物質，這在一定程度上使生物處理技術的應用效果受到了限制。為強化技術應用效果，在使用該技術治理有機廢氣時，應該重點關注液化氣態污染物這一治理環節，在將廢氣轉化為液態后，應繼續采用吸附治理技術，強化廢氣轉化的效果。生物處理技術在目前尚未確立明確的使用方法，想要讓這項技術發揮出應有的效果，科研人員需要繼續對其進行研究和完善。

3.3 蓄熱式熱力氧化技術

截止到目前，蓄熱式熱力氧化技術依然是治理揮發性有機廢氣效果最好的技術。相較于燃燒治理技術，這項技術可以收集焚燒中產生的熱量，并將其轉化為電力能源，從而產生良好的經濟效益。這種技術在國外應用范圍十分廣泛，只要適當添加燃料即可實現廢氣自動化加熱治理。揮發性有機廢氣，其濃度大約為6 g/m3，與蓄熱式熱力氧化技術完美契合。利用熱力氧化技術治理有機廢氣，廢氣凈化率無限趨近于100%，由此可以看出，蓄熱式熱力氧化技術在治理揮發性有機廢氣中的優勢。但是，這項技術也存在著一些局限，具體表現在以下方面：首先，使用該技術之前，需要投資大量的成本，運行費用相對較高;其次，在處理有機廢氣的過程中，可能會導致碳氧化合物的產生，繼而對大氣造成二次污染。

3.4 微波催化氧化技術

微波催化氧化技術與活性碳纖維吸附技術類似，都是科學技術發展衍生出的全新治理技術，這種技術具有非常強的適用性和靈活性，既可單獨使用，也可以與其他治理技術結合使用。例如：通過填料吸附技術與微波催化氧化技術的有效結合，使揮發和吸附治理性能得到強化。這種方法的使用，可以將傳統解吸治理方法轉變為微波解吸，繼而提高處理揮發性有機廢氣的性能。在進行VOCs治理時，運用這項技術，不僅可以縮短吸附和解吸的時間，還能減少資源的浪費和損失，繼而降低處理廢氣的成本。目前，微波催化氧化技術中的吸附劑，其運用有效次數可達20次以上，并且吸附劑使用效果非常穩定，能夠對有機廢氣進行根治。

4 結語

綜上所述，由于揮發性有機廢氣具有多樣化的種類、性質和特點，再加上有機廢氣的濃度也存在差別，因此在治理揮發性有機廢氣時，應根據廢氣的種類、性質和特點，并參考不同治理技術的優勢和使用范圍，選擇合適的治理技術，從而在確保有機廢氣治理效果的同時，避免造成資源和成本的浪費。

參 考 文 獻

[1]徐衛煌.揮發性有機廢氣治理技術研究進展[J].化工設計通訊，2018，44（10）：228-229.

[2]吳再君.揮發性有機廢氣治理技術發展研究[J].資源節約與環保，2018（10）：95.

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[責任編輯：鐘聲賢]