有机废气中VOCs的回收与处理方法-北极星VOCs在线

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过去三十年，伴随着中国经济高速发展和城市化进程的不断加快，我们的空气质量受到了严重的破坏，昔日的蓝天白云在不少地方成为了美好的记忆，有些地方，90后甚至连天上有没有星星都不知道。挥发性有机物(VOCs)的污染问题日趋严重，已严重影响中国可持续发展和老百姓的生活质量。

挥发性有机物(VolatileOrganicCompound)简称VOCs主要来自石油化工行业的排放气、洗涤用含氯体系有机物及涂料体系的有机溶剂。VOCs排放到大气中会引起健康,环境、安全等一系列问题。有机溶剂当挥发至大气中时，无法被环境所分解，故其对环境的危害不仅止于居住于使用涂料的人们。以涂料为例,有机挥发化合物（VOCs）在涂装刚完工时可以挥发约百分之95-97%，但后面的2-5%要在后续几年才会释出，让生活期间的民众长期曝露在有毒环境中，这不是一般放个凤梨、木炭就能消除气味所能解决的。这些挥发性有机物质含有芳烃(甲苯、二甲苯、三甲苯等)、乙酸乙酯、丙酮......等化学物质，会危害中枢神经系统、肝、肾、眼、鼻、喉等呼吸系统。

鉴于其危害性,西方发达国家均颁布法令对其排放进行控制。在我国《大气污染防治法》第三十六条中规定:严格限制向大气中排放含有毒物质的废气和粉尘;确需排放的,应当经过净化处理,不超过规定的排放标准。第三十七条规定:工业生产中产生的可燃性气体应当回收利用,不具备回收利用条件而向大气排放的,应当进行防治污染处理。这些均促进了VOCs处理技术的发展。

1.VOCs污染物的种类

根据挥发性有机物的结构可分成8类,如表1所示。

表1常见可回收的VOCs

2.有机溶剂回收与处理方法

目前,处理VOCs的方法主要分为破坏法和非破坏法。破坏法包括燃烧法和催化氧化,将VOCs转化为CO2和H2O;非破坏法主要有冷凝、吸收、吸附和膜分离。

碳吸附和冷凝法早已工业化。碳吸附法使用范围最广,对苯、醋酸乙酯、氯仿等VOCs的回收非常有效;冷凝法主要用于回收高沸点和高浓度的VOCs;膜分离技术以其高效、节能、环保和分子级过滤等特性,已广泛地应用于水处理化工、电子、医药、食品加工等领域,成为本世纪分离技术中最重要技术之一。

2.1燃烧法

燃烧法是指VOCs气体在高温和充足空气下进行完全燃烧，分解成CO2和H2O。在处理石化、印刷、油漆生产和制药等生产工艺产生的高浓度VOCs气体时具有很高的效率。但如果废气中还有氯、硫和氮等元素，燃烧后会产生有害气体，造成二次污染。燃烧法包括直接燃烧法、催化燃烧法、热力燃烧法。热力燃烧法指在处理低浓度废气时，还需加入助燃气体来提升温度，达到去除目的。催化燃烧法是使用催化剂来降低VOCs气体燃烧所需要的温度，且能重复利用燃烧产生的热量，如Yang等研制的CuO/CeO2-ZrO2/TiO2催化剂，温度达到270℃时可完全去除乙酸乙酯。催化燃烧法广泛应用于炼焦、化工和金属印刷等行业，具有较高的积极效益。近年来，国内外研究者不断开发新的催化剂，以达到节能和经济的双重效益。

2.2吸收法

吸收法是利用液体溶剂吸收废气中的VOCs，以达到净化废气的目的。目前多以水、轻柴油作为吸收溶剂，该方法设备简单，对低浓度VOCs废气的处理具有很好的效果。但要做好对吸收剂的处理，以免造成二次污染。岑超平等以柠檬酸钠溶液为吸收液进行脱除甲苯废气的试验研究，去除率达93%，并从饱和的柠檬酸钠溶液中蒸馏回收甲苯，蒸馏后的吸收液还可重复使用，仍保持较高的吸收效率。

2.3冷凝法

冷凝法是最简单的回收方法,该法的原理:通过将操作温度控制在VOC的沸点以下而将VOC冷凝下来,从而达到回收VOC的目的。通常使用的冷却介质主要有冷水、冷冻盐水和液氨。通常该技术仅用于VOC含量高(百分之几)、气体量较小的有机废气的回收处理。其回收率与有机物的沸点有关,沸点较高时,回收率高;沸点较低时,回收效果不好。

由于大部分VOCs系易燃、易爆气体,受到爆炸极限的限制,气体中的VOC含量不会太高,所以,要达到较高的回收率,需采用较很低温度的冷凝介质或采用高压措施,这些都势必会增加设备投资和提高处理成本,而且在通常的操作条件下,由于相平衡的制约,有机物蒸汽压较高,故离开冷凝器的排气中的VOC含量仍不能达到排放标准,该法一般不单独使用,常与其它方法(如吸附、吸收、膜分离法等)联合使用,这里不作详细介绍。

原标题：有机废气中 VOCs的回收与处理方法

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