張建剛 鄭杰 藺曉康（中海油煉油化工科學(xué)研究院，山東 青島 266555）

揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù)進(jìn)展分析

張建剛 鄭杰 藺曉康（中海油煉油化工科學(xué)研究院，山東 青島 266555）

揮發(fā)性有機(jī)廢氣（簡(jiǎn)稱VOCs）屬于有害氣體中的一種，它的沸點(diǎn)十分高，已經(jīng)接近水的沸點(diǎn)了，還有的VOCs沸點(diǎn)在較高的溫度下，這時(shí)有機(jī)廢氣的飽和蒸汽壓高于133.3Pa，達(dá)到這樣的條件就會(huì)可能產(chǎn)生揮發(fā)性的有機(jī)化合物，這種能揮發(fā)的有機(jī)化合物，會(huì)影響空氣質(zhì)量，造成對(duì)人類身體健康的傷害。所以，在科技發(fā)達(dá)的今天，對(duì)揮發(fā)性有機(jī)廢氣的治理刻不容緩，必須嚴(yán)格控制有機(jī)廢氣的濃度。

揮發(fā)性；有機(jī)廢氣；治理技術(shù)

1 揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù)的分析

1.1 利用直接燃燒法處理?yè)]發(fā)性有機(jī)廢氣

利用直接燃燒法處理?yè)]發(fā)性有機(jī)廢氣就是將VOCs直接連接到能焚燒的鍋爐中，當(dāng)我們接入的VOCs的濃度高時(shí)，就能在爐內(nèi)充分的燃燒，通過燃燒化學(xué)反應(yīng)生成CO2和H2O，如果接入鍋爐中的VOCs濃度較低時(shí)，則不會(huì)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(huì)生成CO2和H2O，這樣就能把生產(chǎn)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(fèi)用低，需要設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)。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(xù)的高溫下還會(huì)產(chǎn)生NOx化合物，造成對(duì)空氣的第二次污染。

1.2 利用催化燃燒法處理?yè)]發(fā)性有機(jī)廢氣

利用催化燃燒法處理?yè)]發(fā)性有機(jī)廢氣，是在廢氣燃燒的時(shí)候加入某種催化劑，使用催化劑的用意就是降低VOCs的燃點(diǎn)，使VOCs能夠得到充分的燃燒，這樣能將VOCs燃燒反應(yīng)生成CO2和H2O，可以排入空氣中。目前市場(chǎng)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(shí)反應(yīng)時(shí)，與氯化烴類的有機(jī)物有很強(qiáng)的融合性，這樣能夠使貴金屬催化劑與VOCs容易發(fā)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(jìn)行對(duì)比可以看出，他們各自的優(yōu)勢(shì)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(jìn)行的燃燒，避免了NOx二次污染物的產(chǎn)生，更加環(huán)保。但是目前我們使用的催化劑自身的穩(wěn)定性不高，容易在一些特定的條件下被含有S、P、As等物質(zhì)破壞。一旦這些催化劑的活性遭到破壞，就會(huì)導(dǎo)致催化性能降低，為了能夠進(jìn)行充分的化學(xué)反應(yīng)就需要更換新的催化劑，導(dǎo)致了更高的處理費(fèi)用產(chǎn)生。

1.3 利用生物法處理?yè)]發(fā)性有機(jī)廢氣

利用生物法處理?yè)]發(fā)性有機(jī)廢氣，就是通過生物過濾法處理VOCs，這種方法處理的有機(jī)廢氣主要是來源于工業(yè)生產(chǎn)、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(yīng)，這樣能夠使VOCs在濾床里被生物膜上的生物經(jīng)過吸附作用反應(yīng)生產(chǎn)CO2和H2O，這樣就能夠?qū)a(chǎn)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?yè)]發(fā)性有機(jī)廢氣

利用吸附法處理?yè)]發(fā)性有機(jī)廢氣，是利用具有微孔結(jié)構(gòu)的吸附劑，將揮發(fā)性有害氣體的有毒物質(zhì)吸附在吸附劑表面上，這樣使有機(jī)物從主體分離。其流程如圖2所示。當(dāng)VOCs通過風(fēng)機(jī)的吹拂作用，使氣體輸送到吸附塔1，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)吸附塔達(dá)到吸附最大值時(shí)將吸附塔1的閥門關(guān)閉。打開吸附塔2的進(jìn)氣閥門，將VOCs通入進(jìn)行吸附，同樣當(dāng)達(dá)到飽和值時(shí)，進(jìn)行吸附塔2與塔1的相互交替。所有只要時(shí)間控制合理，就能連續(xù)的處理有機(jī)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(guó)在治理VOCs的處理上與發(fā)達(dá)國(guó)家存在很大的差距，上述的處理方法，只能適應(yīng)中、高濃度的VOCs治理中，對(duì)于低濃度的VOCs處理效果不明顯。所以對(duì)于我國(guó)VOCs的治理技術(shù)的創(chuàng)新研究，科技工作者需要積極的開發(fā)新的技術(shù)，這樣才能對(duì)人類的健康帶來益處，避免VOCs對(duì)人類造成傷害。

2 揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù)進(jìn)展及應(yīng)用

2.1 微波催化氧化技術(shù)及其在揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理中的應(yīng)用

微波催化氧化技術(shù)是目前科技含量較高的處理技術(shù)，這是一種集合了傳統(tǒng)的填料吸附技術(shù)，提高了對(duì)VOCs的治理能力，這種新技術(shù)的運(yùn)用，使傳統(tǒng)的吸附治理方式向微波解吸治理方式轉(zhuǎn)變，使治理效果大大的提高。微波催化氧化技術(shù)能夠縮短廢氣的解吸與吸附時(shí)間，還能降低各種資源的消費(fèi)浪費(fèi)，減少處理的費(fèi)用，提高了VOCs的治理能力。目前這種吸附技術(shù)已經(jīng)能夠連續(xù)使用幾十次，并且多次使用后的效果一樣能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，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(shù)及其在揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理中的應(yīng)用

活性炭纖維治理技術(shù)與傳統(tǒng)的碳吸附技術(shù)相比來說吸附性更強(qiáng)，效果更好?；钚蕴坷w維治理技術(shù)主要是通過活性碳纖維的加入，具有超強(qiáng)的吸附性，這是由于活性炭的內(nèi)外表面分布了很多的碳原子，這些碳原子組成了超強(qiáng)能力的吸附性結(jié)構(gòu)。我們通過對(duì)這兩吸附資料進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)證明，活性炭纖維的特殊結(jié)構(gòu)，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(yōu)點(diǎn)，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(shù)具有非常大的優(yōu)勢(shì)。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著國(guó)內(nèi)工業(yè)快速發(fā)展，社會(huì)文明的進(jìn)步。目前人們對(duì)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展越來越關(guān)注。在未來的發(fā)展中，需要我們的國(guó)家對(duì)廢氣治理加大整治力度，只有全國(guó)上下全部提高環(huán)保意識(shí)，才能使我們?cè)诳沙掷m(xù)發(fā)展的綠色道路上走的更遠(yuǎn)。

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