翟棟梁

摘 要：為了滿足可持續(xù)發(fā)展的需要，對于工業(yè)廢氣做好治理，應(yīng)用環(huán)保設(shè)備，本文則論述了工業(yè)廢氣處理環(huán)保設(shè)備的保護(hù)現(xiàn)狀以及其未來發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：VOCs工業(yè)廢氣處理;環(huán)保設(shè)備;現(xiàn)狀;趨勢

1. VOCs污染源頭控制技術(shù)

第一，清潔生產(chǎn)。即注重生產(chǎn)全過程中的物料回收，充分實(shí)現(xiàn)再回收、再利用，從而防止和減少污染的產(chǎn)生。第二，尋找可替代原料。在生產(chǎn)過程中使用VOCs比較低的原料，如包裝印刷過程中使用低VOCs溶劑、汽車涂裝過程使用低VOCs涂料等。第三，改進(jìn)工藝。即采用先進(jìn)的工藝技術(shù)，減少VOCs排放量，如汽車涂裝過程中用3C1B工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的3C2B工藝。

2.VOCs廢氣來源與危害

2.1? VOCs廢氣來源

VOCs作為形成城市灰霾與光化學(xué)煙霧的關(guān)鍵前體物，主要來源于燃料涂料制造與溶劑制造及煤化工、石油化工等過程。VOC的室內(nèi)來源，主要體現(xiàn)在燃煤和天然氣等燃燒產(chǎn)物;烹調(diào)與采暖等的煙霧;建筑與裝飾材料使用;汽車內(nèi)飾件生產(chǎn);家用電器與家具釋放等方面;尤其是在室內(nèi)裝飾中，溶劑型脫模劑與油漆及涂料等材料使用都會釋放VOC;油漆含有0.4～1.0mg/m3的VOC，受其揮發(fā)性特征影響，油漆施工后，在10h內(nèi)可揮發(fā)釋放處超過90%的VOC。室外來源包括汽車尾氣與燃料燃燒工業(yè)廢氣及光化學(xué)污染等。

2.2? VOCs廢氣危害

隨著人們生活水平不斷提高，對室內(nèi)裝修材質(zhì)環(huán)保性與居住環(huán)境的空氣質(zhì)量提出了更高要求，對室內(nèi)VOC污染問題更加關(guān)注。揮發(fā)性TVOC很有很多致癌物質(zhì)，會通過刺激呼吸道與皮膚及眼睛等途徑，使人產(chǎn)生皮膚過敏與咽痛及頭痛等癥狀表現(xiàn)。因此對建筑行業(yè)的室內(nèi)環(huán)境污染控制做出了明確規(guī)定，要求Ⅰ類民用建筑室內(nèi)TVOC含量不超過0.5mg/m2，Ⅱ類民用建筑室內(nèi)TVOC含量不超過0.6mg/m2;因此室內(nèi)TVOC含量儼然成為了評定空氣質(zhì)量合格度的重要參照指標(biāo)。

大部分VOCs有強(qiáng)烈毒性與致癌性，如多環(huán)芳烴與樹脂化合物及芳香胺等有害物質(zhì)，有促使機(jī)體產(chǎn)生真性瘤作用;如氯乙烯與芳香胺及鹵代烷烴等有害物質(zhì)，存在一定誘變作用。部分VOCs有易燃易爆的安全隱患。在陽光照射下與光化學(xué)反應(yīng)作用下的VOCs，會與空氣中的碳?xì)浠衔锘虻趸衔锛把趸瘎┓磻?yīng)成光化學(xué)煙霧。光化學(xué)煙霧的主要成分有過氧乙酰硝酸酯與臭氧及酮類等物質(zhì)，不僅會危害人體健康，如刺激呼吸系統(tǒng)與眼睛，同時(shí)也會危害農(nóng)作物的生長。而氯氟碳化物等肉烴類VOCs，對臭氧層有一定的破壞作用。

3.傳統(tǒng)技術(shù)

3.1? 冷凝法

冷凝法的原理是：將廢氣降溫至VOCs成份露點(diǎn)以下，凝結(jié)為液態(tài)后加以回收。此方法適用于高濃度、成份單純且回收價(jià)值高的VOCs;適用濃度≥5000ppm，效率介于50-85%之間;濃度≥1%時(shí)，回收效率90%以上。冷凝技術(shù)的優(yōu)勢在于設(shè)備和操作比較簡單，回收物質(zhì)的純度較高，近年來出現(xiàn)的半導(dǎo)體制冷和液氮冷凝等新型冷卻設(shè)備體積小。劣勢是處理成本較高、能耗高、運(yùn)行費(fèi)用大，且常需要搭配其他控制技術(shù)，如焚化、吸附、洗滌等作為前處理步驟，所以沒有一些特殊的需求，通常不會采用此種措施。

3.2? 吸收（洗滌）法

吸收法一般可以劃分為化學(xué)以及物理吸收兩種形式，然而“三苯”廢氣化學(xué)活性總體較低，一般不會采用化學(xué)吸收，物理吸收是選擇使用有著比較小的揮發(fā)性液體吸收劑，其可以被吸收組分有著一定親和力，等到吸收飽和以后通過加熱解析進(jìn)行冷卻以后可以重新應(yīng)用，此方法較為適合應(yīng)用大氣量、濃度低以及溫度低的廢氣之中。

3.3? 吸附法

吸附技術(shù)設(shè)備較為簡單，操作便捷，同時(shí)也是較為有效以及經(jīng)濟(jì)的回收技術(shù)。較為常用的吸附劑包括有沸石、活性氧化鋁、活性炭、硅膠等等內(nèi)容，該吸附劑對于VOCs進(jìn)行選擇性吸附，其中活性炭即使在水存在的狀態(tài)下，活性炭仍能吸附非極性有機(jī)物。當(dāng)前商業(yè)化的活性炭空氣凈化器的精華層厚度可以達(dá)到715-1126cm，VOCs其去除率可以達(dá)到90%，其缺陷為要求經(jīng)常對活性炭進(jìn)行更換，并且只能應(yīng)用在濃度低、污染物不會被回收的場合中。

3.4? 燃燒技術(shù)

燃燒技術(shù)最開始是應(yīng)用的直接燃燒法，然而直接燃燒法需要溫度比較高，（700—800℃），因此一般都會應(yīng)用催化燃燒的形式，即把廢氣加熱到200-300℃進(jìn)而通過催化床燃燒，可以滿足凈化的目的，此方法具有著能耗低、污染少、凈化率高、工藝便捷等諸多特征，較為適合應(yīng)用在高溫高濃度的有機(jī)廢氣治理過程中，較為不合適應(yīng)用在低濃度、風(fēng)量較大的有機(jī)廢氣治理。

3.5? 生物降解法

該技術(shù)具有著效果好、二次污染少以及費(fèi)用低等諸多優(yōu)勢，較為適合應(yīng)用在處理一些低濃度有毒空氣污染物（HAPs）。廢氣生物降解技術(shù)一般包括有生物過濾、洗滌以及滴濾法等等。缺點(diǎn)在于降解速度慢，占地面積廣，運(yùn)行操作條件不易控制。

4.組合式工藝

4.1? 膜分離法

比較常用的處理廢氣過程中VOCs膜分離技術(shù)包括有的蒸汽滲透（VP）、氣體膜分離以及膜接觸器等，在蒸汽滲透過程中同冷凝或者是壓縮中進(jìn)行集成。當(dāng)前氣體之中膜分離技術(shù)而被廣泛應(yīng)用在天然氣分離以及濃縮氮?dú)獾戎T多的工業(yè)中，多種膜材料的制備以及應(yīng)用則是近些年來化學(xué)以及材料科學(xué)研究的重點(diǎn)之一。

4.2? 低溫等離子體催化技術(shù)

低溫等離子體催化技術(shù)適用于低濃度、大風(fēng)量的VOCs，原理是通過活性物種和臭氧，觸發(fā)催化劑，降低活化能。低溫等離子技術(shù)可以在對飲食煙油處理等方面有著一定的技術(shù)優(yōu)勢，并且該技術(shù)處理具有著能耗低、效率較高以及凈化清新空氣。

5.新工藝

催化燃燒技術(shù)以及高溫焚燒技術(shù)是目前VOCs治理過程中的主流技術(shù)，同時(shí)也是較為有效的徹底治理技術(shù)，不管時(shí)熱力焚燒或者是催化燃燒法都必須把廢氣加熱到一定的溫度。而廢氣之中有機(jī)物的濃度較高，在進(jìn)行燃燒以后出現(xiàn)的熱量可以保持有機(jī)物分解得到的反應(yīng)溫度，應(yīng)用燃燒法也是一種有著較高效益的技術(shù)。

5.1? 蓄熱式熱氧化（RTO）技術(shù)

RTO技術(shù)作為一種技術(shù)簡單、運(yùn)行費(fèi)用低、占地面積較小的低濃度有機(jī)廢氣處理系統(tǒng)，一般應(yīng)用的是較為先進(jìn)的熱交換設(shè)計(jì)技術(shù)以及新興的陶瓷蓄熱材料，在進(jìn)行設(shè)計(jì)之時(shí)一些高效先進(jìn)轉(zhuǎn)閥式換熱系統(tǒng)可以確保燃燒熱量得到回收以及連續(xù)進(jìn)出氣，從而有效保證凈化質(zhì)量以及最大程度降低成本。

5.2? 蓄熱催化燃燒（RCO）技術(shù)

RCO設(shè)備可直接應(yīng)用于中高濃度的有機(jī)廢氣凈化，較為適合應(yīng)用在干性活性炭吸附濃縮催化燃燒系統(tǒng)，可以被用來替代燃燒以及加熱器部分。RCO處理技術(shù)適合應(yīng)用在熱回收率需求較高的場合，也較為適合應(yīng)用在同一個(gè)生產(chǎn)線上，因?yàn)楫a(chǎn)品質(zhì)量的不同，廢氣的成分也較為容易出現(xiàn)變化以及廢氣濃度也會出現(xiàn)一定的波動較大的地方。

結(jié)語

我國VOCs污染防治工作仍處于摸索性前進(jìn)階段，存在基礎(chǔ)薄弱與標(biāo)準(zhǔn)不完善及環(huán)境監(jiān)管力度不足、控制技術(shù)水平低等問題，防治工作形式化，且整體步伐發(fā)展緩慢。與此同時(shí)，環(huán)保等部門機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)協(xié)作，本著可持續(xù)發(fā)展理念，共同研發(fā)與利用新型VOCs處理技術(shù)，進(jìn)一步優(yōu)化有機(jī)廢氣處理成本與效果，從而打破VOCs污染治理瓶頸。

參考文獻(xiàn)：

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