挥发性有机废气治理技术进展分析

2017-02-25张建刚郑杰蔺晓康中海油炼油化工科学研究院山东青岛266555

化工管理 2017年3期

张建刚郑杰蔺晓康（中海油炼油化工科学研究院，山东青岛 266555）

挥发性有机废气治理技术进展分析

张建刚郑杰蔺晓康（中海油炼油化工科学研究院，山东青岛 266555）

挥发性有机废气（简称VOCs）属于有害气体中的一种，它的沸点十分高，已经接近水的沸点了，还有的VOCs沸点在较高的温度下，这时有机废气的饱和蒸汽压高于133.3Pa，达到这样的条件就会可能产生挥发性的有机化合物，这种能挥发的有机化合物，会影响空气质量，造成对人类身体健康的伤害。所以，在科技发达的今天，对挥发性有机废气的治理刻不容缓，必须严格控制有机废气的浓度。

挥发性；有机废气；治理技术

1 挥发性有机废气治理技术的分析

1.1 利用直接燃烧法处理挥发性有机废气

利用直接燃烧法处理挥发性有机废气就是将VOCs直接连接到能焚烧的锅炉中，当我们接入的VOCs的浓度高时，就能在炉内充分的燃烧，通过燃烧化学反应生成CO2和H2O，如果接入锅炉中的VOCs浓度较低时，则不会充分燃烧，需要我们加入辅助燃料，这样能够使VOCs燃烧完全，最终也会生成CO2和H2O，这样就能把生产的CO2和H2O直接排入空气中。这种直接燃烧的方法具有投入费用低，需要设备简单等优势。但是这种直接燃烧的做法需要保持很高的燃烧温度，并且在这样持续的高温下还会产生NOx化合物，造成对空气的第二次污染。

1.2 利用催化燃烧法处理挥发性有机废气

利用催化燃烧法处理挥发性有机废气，是在废气燃烧的时候加入某种催化剂，使用催化剂的用意就是降低VOCs的燃点，使VOCs能够得到充分的燃烧，这样能将VOCs燃烧反应生成CO2和H2O，可以排入空气中。目前市场上所使用的催化剂种类很多，主要分为贵金属(如Pt、Pd)与非贵金属(如Ti、Fe、Cu等)催化剂两大类。贵金属催化剂在与VOCs接触时反应时，与氯化烃类的有机物有很强的融合性，这样能够使贵金属催化剂与VOCs容易发生催化分解作用。如果我们将催化燃烧与直接的热力燃烧进行对比可以看出，他们各自的优势不同，催化燃烧方法的燃烧温度只需要保持在200℃～400℃就可以，并且催化燃烧是在较低温度下进行的燃烧，避免了NOx二次污染物的产生，更加环保。但是目前我们使用的催化剂自身的稳定性不高，容易在一些特定的条件下被含有S、P、As等物质破坏。一旦这些催化剂的活性遭到破坏，就会导致催化性能降低，为了能够进行充分的化学反应就需要更换新的催化剂，导致了更高的处理费用产生。

1.3 利用生物法处理挥发性有机废气

利用生物法处理挥发性有机废气，就是通过生物过滤法处理VOCs，这种方法处理的有机废气主要是来源于工业生产、市政污水、污泥处理等。生物过滤法能够处理较低浓度的VOCs，通过核心生物滤床的处理作用（如图1），VOCs通过生物滤床中的生物膜填料被反应，这样能够使VOCs在滤床里被生物膜上的生物经过吸附作用反应生产CO2和H2O，这样就能够将产生的CO2和H2O直接排放在空气中。

图1 生物过滤法工艺的流程图

1.4 利用吸附法处理挥发性有机废气

利用吸附法处理挥发性有机废气，是利用具有微孔结构的吸附剂，将挥发性有害气体的有毒物质吸附在吸附剂表面上，这样使有机物从主体分离。其流程如图2所示。当VOCs通过风机的吹拂作用，使气体输送到吸附塔1，当第一个吸附塔达到吸附最大值时将吸附塔1的阀门关闭。打开吸附塔2的进气阀门，将VOCs通入进行吸附，同样当达到饱和值时，进行吸附塔2与塔1的相互交替。所有只要时间控制合理，就能连续的处理有机废气，使VOCs得到净化。

图2 吸附法工艺流程

需要指出的是，我国在治理VOCs的处理上与发达国家存在很大的差距，上述的处理方法，只能适应中、高浓度的VOCs治理中，对于低浓度的VOCs处理效果不明显。所以对于我国VOCs的治理技术的创新研究，科技工作者需要积极的开发新的技术，这样才能对人类的健康带来益处，避免VOCs对人类造成伤害。

2 挥发性有机废气治理技术进展及应用

2.1 微波催化氧化技术及其在挥发性有机废气治理中的应用

微波催化氧化技术是目前科技含量较高的处理技术，这是一种集合了传统的填料吸附技术，提高了对VOCs的治理能力，这种新技术的运用，使传统的吸附治理方式向微波解吸治理方式转变，使治理效果大大的提高。微波催化氧化技术能够缩短废气的解吸与吸附时间，还能降低各种资源的消费浪费，减少处理的费用，提高了VOCs的治理能力。目前这种吸附技术已经能够连续使用几十次，并且多次使用后的效果一样能够达到标准，这就能够使VOCs得到非常好的处理。

2.2 活性炭纤维治理技术及其在挥发性有机废气治理中的应用

活性炭纤维治理技术与传统的碳吸附技术相比来说吸附性更强，效果更好。活性炭纤维治理技术主要是通过活性碳纤维的加入，具有超强的吸附性，这是由于活性炭的内外表面分布了很多的碳原子，这些碳原子组成了超强能力的吸附性结构。我们通过对这两吸附资料进行吸附实验证明，活性炭纤维的特殊结构，使它的吸附速度快、吸附的容量增大、表面积大、微孔丰富等众多优点，这都是在VOCs治理的过程中起到很大的作用，所以我们的活性炭纤维治理技术具有非常大的优势。