我國VOCS各行業排放的VOCS種類繁多、常見的有烴類(lèi)、醇類、醚類、酯類等。加油站、裝修(xiū)、餐飲、幹洗、噴塗、化工等生產或(huò)使用有機溶劑的行業都會產生VOCS排(pái)放,廢氣治(zhì)理技術有十多(duō)種技(jì)術及組合技(jì)術,現在我(wǒ)國VOCS廢氣治理技術主要包括熱破壞法、變壓吸附分離與淨化技術、吸附法和(hé)氧化治理方法等(děng)。

一、吸附法
吸附法主要適用於低濃度、高通量有機廢氣。這種有機廢氣的治理方法已經相(xiàng)當成熟,能量消耗比較小治理效(xiào)率卻非常高,而且可以徹底淨化有害有機廢氣。但是這種(zhǒng)方法也存在缺陷,需要的使用設備體積龐大,而且工藝流程比較複雜;如果廢氣中有大量(liàng)雜質容易導致(zhì)使用(yòng)人員中毒。所以,使用此方法(fǎ)治理廢氣的關(guān)鍵在於吸附劑(jì)。采用吸附法治理(lǐ)有機廢氣,多使(shǐ)用活(huó)性炭(tàn),主要(yào)是(shì)因(yīn)為(wéi)活性炭細孔結構和(hé)吸附性比較好。
經過氧化(huà)鐵或臭氧治理後活性炭的吸附性能將會更好,有機廢氣的治理將會更加安全和有效。
二、熱破壞(huài)法
熱破壞法是指直接和輔助燃燒有機氣體VOC,利用合適的催化劑加快VOC的化學反應,達到降低有機物濃度使其不再具有(yǒu)危害性的一種(zhǒng)治理方法。
熱破壞法對於濃度較低的有機廢氣治理效果比較(jiào)好,在治理(lǐ)低濃度廢氣中得到了廣泛應用。這種方(fāng)法主要分為兩種,直接火焰燃燒和催化燃燒。直接火(huǒ)焰燃燒對有機廢氣的熱治理效率相對較高,一般情況下可達到99%。而催化燃燒指的是在催化床層的作用下,加快有機廢氣的化學反應速度。這種方法比(bǐ)直接燃燒用時更少,十分合適高濃度、低流量有機廢氣淨化的首選技術。
三、生(shēng)物治理法
生物(wù)治理方法治理(lǐ)有機廢(fèi)是使用(yòng)微(wēi)生物的生理過程把有機廢氣中的有害物質轉化為簡單的無機物,例(lì)如CO2、H2O和其它簡單無機物等。這是一種無害的有機廢氣治理方式。
完整的(de)生物治理有機(jī)廢氣(qì)過程包括3個基本步驟:
a)有機廢氣中的有機(jī)汙(wū)染物首先(xiān)與水接觸,在水中可以迅速溶解;
b)在(zài)液膜中溶解的有機物,在液態濃度低的情況下,可以逐步擴散到(dào)生物膜中,進而被附著在生物膜上的微生物吸收;
c)被微生物吸收的有機廢氣,在其自身生理代謝過程中,將會被降解,最終轉化為(wéi)對環(huán)境沒有損害的化合物質。

四、變壓吸附分離與(yǔ)淨化技術
變壓吸附分離與淨化(huà)技術是利用氣體組分可吸附在固體材料上的(de)特(tè)性,在有機(jī)廢氣與分離淨(jìng)化裝置中,氣體(tǐ)的壓力會出現一定的變化,通過這種(zhǒng)壓力變化來治理有機廢氣。
PSA技術主要應用的(de)是物理法,通過物理(lǐ)法(fǎ)來實現有機廢氣的淨化,使用材(cái)料主要是沸石分子篩。沸石分子篩,在吸附選擇性和吸附量兩方(fāng)麵(miàn)有一定(dìng)優勢(shì)。在一定溫度和壓力下,這種沸石分子篩可以吸附有機(jī)廢氣中(zhōng)的(de)有機成分,然後把(bǎ)剩餘氣體輸送到下個環節中。在吸附(fù)有機廢(fèi)氣後,通過(guò)一定(dìng)工序將其(qí)轉(zhuǎn)化,保(bǎo)持並提高吸附劑的再生能力,進而可讓吸附劑再次投入使用,然後重複上步驟工序,循環反複,直到有機廢氣(qì)得到淨化。
近年來,該技術開始在工業(yè)生產中(zhōng)應用,對於氣(qì)體分離有良好效果。該技術的主要優勢有:能源消耗少、成(chéng)本比較低、工序操作自動化及分離(lí)淨化後混合物純度比較高、環境汙染小等。使用(yòng)該技術對於回收和治(zhì)理有一定價(jià)值的氣(qì)體(tǐ)效果良好(hǎo),市場發展前景廣闊(kuò),成為未來有機廢氣治理技術(shù)的發展方向。
五、氧化法
對於有毒、有害,而(ér)且不需要回收的VOC,熱氧化法(fǎ)是最適合的治理技術和方法。氧化法的基本原理:VOC與O2發生氧化反應,生成(chéng)CO2和H2O。
該氧化反應和化學(xué)上的燃燒過程相類似,由於VOC濃度比較低在化學反應中不會產生肉眼可(kě)見的火焰。一般情況(kuàng)下,氧化法通過兩種方(fāng)法可(kě)確保氧化反應的順利進(jìn)行:
a)加熱。使含(hán)有VOC的有機廢氣達(dá)到反應溫度;
b)使用催(cuī)化劑。如果溫度比(bǐ)較低,則氧(yǎng)化反應(yīng)可在催化劑表麵進行。
有機廢氣治(zhì)理的氧化法分為以下(xià)兩種方法:
a)催化氧化法。催化氧化法使用的催化劑有兩種,即貴金屬催(cuī)化劑和非貴金屬催化(huà)劑(jì)。貴金屬催化劑主要包括(kuò)Pt、Pd等,它們以細顆粒形(xíng)式依附(fù)在催化劑載體(tǐ)上,而催化劑載體通常是金屬或陶瓷蜂窩(wō),或散裝填(tián)料;非貴金屬催化(huà)劑主要是由(yóu)過渡元素金屬氧化物,比如MnO2,與粘合劑經過一定比例混合,然後製成的催(cuī)化劑。為(wéi)有效防止催化劑中毒(dú)後喪失催化活性,在治理前必須徹底清除可使(shǐ)催化劑中(zhōng)毒的物質,比如Pb、Zn和Hg等。如果有機廢氣(qì)中的(de)催化劑毒物、遮蓋質無法清除,則不可使用這種催化氧化法治理(lǐ)VOC。
b)熱氧化法。熱氧化法當前分為(wéi)三種:熱力燃燒式、間壁式、蓄熱式(shì)。三種方法的(de)主(zhǔ)要區別在於熱量回(huí)收方式。三(sān)種(zhǒng)方法均能催化法結合,降低化學反應的反應溫度。

熱力燃燒(shāo)式熱氧化器,一般情況下是指氣體(tǐ)焚(fén)燒爐。這種氣體焚燒爐由助燃劑、混合區和燃燒室三部分組成。其中,助燃劑,比如天然氣、石油等,是輔助燃料,在燃燒過程中,焚燒爐(lú)內產(chǎn)生的熱混合區可對VOC廢氣預熱,預熱後便可為有機(jī)廢氣的治理提供足夠空(kōng)間、時間,最終(zhōng)實現有機廢氣的無(wú)害化治(zhì)理。
在供氧充足條件下,氧化反應(yīng)的反應程度(dù)——VOC去除率——主(zhǔ)要取決於“三T條件”:反應溫度(dù)(Temperat)、時間(Time)、湍流混合情況(kuàng)(Turbulence)。這“三T條件”是相互(hù)聯係的,在一定範圍內,一個條件(jiàn)的改善可使另外兩個(gè)條件降低(dī)。熱力燃(rán)燒式熱氧化器的缺點在於:輔(fǔ)助燃料價格(gé)高,導致裝置(zhì)操作費用比較高(gāo)。
間壁式熱氧化器指的是在熱氧化裝置中,加入間壁式熱交換器,進而(ér)把燃(rán)燒室排出氣體的熱量傳送給氧化裝置進口處溫度比(bǐ)較低的(de)氣體,預熱(rè)完成後便可促成氧化反應。現階(jiē)段,間壁式熱交換器(qì)的熱回收率最高可(kě)達85%,因此大幅降低了輔助燃料的消耗(hào)。一般情況下,間壁式熱交換器有三種(zhǒng)形式:管式(shì)、殼式和板式。由於熱氧化溫(wēn)度必須控製在800℃~1000℃範圍(wéi)內,因(yīn)此,間壁式熱交(jiāo)換(huàn)必須由不鏽鋼或合金材料製成(chéng)。所以間壁式熱交換器的造價相當(dāng)高,而這也是其缺點所在。此外,材料的熱應力(lì)也很難消(xiāo)除,這是間壁式熱交換的另外一個缺點。
蓄熱式熱氧化器(qì),簡稱為RTO,在熱氧化裝置中計入(rù)蓄熱(rè)式熱交換器,在完成VOC預熱後便可(kě)進行氧化反應。現階段,蓄熱式熱氧化器的熱回收率已經(jīng)達到(dào)了95%,且其(qí)占用空間比較小,輔助燃料的消耗也比較少。由於當前(qián)的蓄(xù)熱材料可使用陶瓷填料,其(qí)可治理(lǐ)腐蝕性或含有顆粒物的VOC氣體。
現階段,RTO裝置分為旋轉式和閥門切換式兩種,其中,閥門切換式是最常見(jiàn)的一種,由2個或多個陶(táo)瓷填充床組(zǔ)成(chéng),通過(guò)切換閥門來達到改變(biàn)氣流方向(xiàng)的目的(de)。

六(liù)、冷凝回收法
在不同溫(wēn)度下,有機物質的飽和度不同,冷凝回收法便是利用有機物這一特(tè)點來發揮(huī)作用,通過降低或提高係統壓力,把處於蒸汽環境中的有機物質通過冷凝方式提取出來。冷凝提取後,有機廢氣便可得到比較高的淨化。其缺(quē)點是操作難度(dù)比較大,在常溫下也不容易用冷卻水來完成,需要給冷凝水降溫,所以需要較多費用。這種治理方法主要適用於濃度高且溫(wēn)度比較低的(de)有機廢氣治理。
七、液體吸收法
液體吸收法指的是通過吸收劑與有機廢氣(qì)接觸,把有機廢氣中(zhōng)的有(yǒu)害分子轉移到吸收劑中,從而實現分離有機廢氣的目的。這種治理方法是一(yī)種典型的物理化學作用過程。有機廢氣轉移到吸收劑中後,采用(yòng)解析方法把吸收劑(jì)中有害分子去除掉,然(rán)後回收(shōu),實現吸收劑的重複使用和利用。
從作用原理的角(jiǎo)度劃分,此方法可分為化學方法和物理方法。物理方法是指(zhǐ)利用物質之間相(xiàng)溶的原理,把(bǎ)水看作吸收劑,把有機廢(fèi)氣中的有害分子去(qù)除掉,但(dàn)是對於不溶於水(shuǐ)的廢氣,比如苯隻能通過化學方法清(qīng)除(chú),通(tōng)過有機廢氣(qì)與溶劑發生化學反應予以去除。


