挥发性有机废气治理技术发展研究-北极星VOCs在线

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摘要：针对挥发性有机废气治理技术的发展问题,首先介绍了挥发性有机废气治理技术,主要包括利用燃烧法处理挥发性有机废气,如利用直接燃烧法、催化燃烧法处理挥发性有机废气、生物法处理挥发性有机废气和吸附法处理挥发性有机废气,探讨了挥发性有机废气治理技术进展以及应用,主要探讨了微波催化氧化技术、活性炭纤维治理技术和生物治理技术,并介绍了在挥发性有机废气治理中的应用、纳米材料净化技术的应用和膜基吸收净化技术在挥发性有机废气治理的应用。

前言

挥发性有机废气(以下简称VOCs)是一种有害气体，它的沸点接近水的沸点，有的VOCs沸点是在较高的温度下，此时这些有机废气的饱和蒸汽压都会高于133.3Pa，在这样的条件下，它们就可能成为挥发有机化合物，这种有机挥发化合物会污染空气，影响人类的健康。这些挥发性的有机化合物主要成分包括：硫烃、含氧烃、氮烃、卤代烃、烃类等多环芳香烃，由于它们的性质相似，它们很容易混合在一起，就会污染环境，这些VOCs同时能够威胁人类的身体健康，在人们的呼吸中，进入人体，对人的器官造成伤害。因此，在科技时代，必须对挥发性有机废气进行治理，使有机废气控制在一定的浓度。

1挥发性有机废气治理技术的分析

在高科技时代，许多高科技产品的表面，都会利用涂漆、塑料、化工以及其它化工原料，都会使用许多有机物来进行处理，在利用这些有机物时，就会使它们形成许多挥发性的有机废气，它们不仅对工人带来身体的伤害，而且，如果这些气体不经过处理就随意的排放到空气中，就会污染环境，对人类的健康带来严重的危害，对于常用的VOCs治理技术有以下几种。

1.1利用燃烧法处理挥发性有机废气

燃烧法是利用VOCs的可燃性，由于它们自身可以燃烧，如果将这些有机物，在一定的温度下，将它们通人到焚烧炉中，就可以使这些有机物燃烧，当这些有机物生成CO和HO，就可以将它们排放到空气中。这种燃烧法的处理机理，主要根据燃烧温度和燃烧方式的不同，一般可以将它们分成直接燃烧法、热力燃烧法和催化燃烧法三种形式。

1.1.1利用直接燃烧法处理挥发性有机废气

直接燃烧法，就是使VOCs直接燃烧，其方法就是将VOCs直接通人到焚烧炉中，就可以使VOCs在高温中燃烧。如果VOCs的浓度高，它们在炉中就可以很好的燃烧，生成CO2和H2O，当VOCs浓度低时，此时的燃烧由于不充分，就需要采取一定的措施，如加入辅助燃料，也会使VOCs燃烧完全，最终使VOCs完全生成CO2和H2O，这些CO2和H2O就可以排人空气。这种方法的优势是：由于它们的投资费用低，制备的设备比较简单，在操作方面也比较方便，但是，利用这种燃烧的方法需要维持高温燃烧(>1100~C)的条件，同时，在这种高温条件下，就容易使产物生成NOx化合物，这种化合物使燃烧结果产生二次污染物。

1.1.2利用催化燃烧法处理挥发性有机废气

催化燃烧法是在反应系统加入某种催化剂，在催化剂的作用下，使VOCs能够完全反应，生成CO2和H2O，然后将它们排人到空气中的方法。这种催化剂的作用机理，主要是可以降低VOCs的燃点。目前使用的这种催化剂的类型较多，这些催化剂主要是贵金属催化剂(如Pt、Pd)和非贵金属催化剂(女口V、Ti、Fe、Cu等)。女口Pt/H—Beta和PdO/H—

Beta等催化剂，它们在与VOCs接触时，对氯化烃类的有机物具有很强的选择性，这样Pt/H—Beta和PdO/H—Beta等催化剂，就容易使它们发生催化分解作用]。而M.A.Centeno_3等人通过研究表明，利用催化燃烧的方法，可以使Au/TiOxNy催化剂对已烷、苯和丙醇等有机物发生很高的催化作用，在这种催化作用下，使VOCs得到完全燃烧。如果将催化燃烧法与热力燃烧法进行比较，它们各自具有不同的优势，但催化燃烧法所需的燃烧温度更低(200℃～400qC)，这是它的优势。由于它们可以在较低温度下燃烧，就可以避免NO二次污染物生成，使环境得到保护。但是，现在使用的催化剂，由于它们的性能不稳定，在某些条件下容易被含s、P、As等物质破坏，一旦催化剂的活性破坏，就使催化剂失去活性，如果一旦催化剂失去活性，为了保证反应进行，就需要更换催化剂，这一过程，也需要付出昂贵的费用。

1.1.3利用生物法处理挥发性有机废气

生物过滤法处理VOCs，这种有机废气，主要是工业生产、市政污水、污泥处理的主要来源。为了治理恶臭气体，提出了生物过滤法这种技术，近年来，随着科学的发展，发现这种处理方法对处理VOCs也有较好的效果。这种生物过滤法，可以处理较低浓度的VOCs，核心处理设备是生物滤床的作用(如图1所示)，VOCs可以在生物滤床中得到处理，使VOCs生成CO：和HO，这主要是由于在滤床内，已经装有能形成生物膜的填料，这些填料可以使VOCs在滤床里被生物膜上的生物经过吸附作用，将VOCs分解成CO2和H2O，使它们排放到空气中得到净化。

图1生物过滤法工艺的流程图

这种生物过滤法决定它的处理效率的优劣，主要是对这种生物过滤操作条件的控制，因此，在利用这种方法时，只要把操作条件控制好，就可以得到较好的结果。这种方法如控制得当对不同有机物的处理结果，可以达到40%一98%。生物过滤法的运行成本很低，这有利于企业的应用，但是由于这种方法的设备庞大，而且，它对于处理VOCs还具有选择性，这就减弱了这种方法的使用范围。

1.1.4利用吸附法处理挥发性有机废气

吸附法是利用具有微孔结构的吸附剂，它的方法是利用这种吸附剂，可以将空气中的吸附质吸附在吸附剂的表面上，通过吸附剂的吸附将有机物从主体中分离，这样就可以处理有机废气。吸附法工艺流程如图2所示，当VOCs通过风机的作用，使它输送到吸附塔1，当吸附塔1中达到吸附饱和后，就可关闭阀门，再将VOCs气体切换到吸附塔2进行吸附，由于VOCs是分别在塔1和塔2进行脱附，它们是相互交替操作，因此，只要设计合理，就可以达到连续处理的结果，使VOCs得到净化。目前常用的吸附剂：由于活性炭的性能较好，这主要是活性炭具有较大的比表面积，这就使活性炭具有较高的吸附容量，使VOCs得到较大的;另一种方法就是沸石分子筛，这种吸附剂它具有均匀的微孔结构，就可以使这种微型结构具有较强的选择性。就可以使它们具有较大的优势，在吸附VOCs的过程中，它们都具有较高的去除效率，就可以使它们达到吸附VOCs的作用，同时由于它们的能耗低，工艺成熟，因此，这种方法在一般的企业都易于推广实用，来处理VOCs使其净化。

图2吸附法工艺流程图

需要指出，中国对于VOCs的处理还存在差距，上述的处理方法，只适合应用在高、中浓度的VOCs治理中，但这些方法对于低浓度的VOCs处理，其效果相对微弱。在这样的环境中，就会影响到人的呼吸系统，使人的鼻、眼、心、肝、肺等器官受到有害气体的伤害，长时间在这种有机废气中生活，就会导致人体的器官出现变态反应，人类吸人有机废气的时间一长;就会导致吸人者致残和致癌，给人类带来难以补救的伤害。因此，针对中国VOCs治理技术的研究以及创新，目前，科技工作者正在积极引入或开发新的技术方法，这样才能够保证中国的环境优良，才能避免VOCs对人类的健康带来伤害。

原标题：挥发性有机废气治理技术发展研究

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