VOC废气处理的处理技术办法

VOC废气处理的处理技术办法

 

跟着经济的开展，VOC废气对环境和人体构成了很***的损***，怎么妥善收回与处理VOC已日益成为人们研讨的焦点问题之一。今日就VOC废气处理的处理技术和办法汇总剖析如下：

 

一：VOC废气处理的处理技术：

1.燃烧法

 

    关于成分杂乱、高浓度的VOC，现在运用较多的办法是燃烧法，它是经过化学反响，将VOC中的有机物转变为C02和H2O。现在实践运用的燃烧办法主要有直接燃烧和催化燃烧，其进程杂乱并且或许包含一系列分化、聚合及自由基反响。直接燃烧也称为直接火焰燃烧，它是把VOC中可燃的有机物组分当作燃料在气流中直接燃烧，温度一般在1100℃左右。因而，该办法只适用于净化有机物组分燃烧时热值较高的VOC，因为只要燃烧时放出的热量能够补偿散向环境中的热量时，才干坚持燃烧区的温度，保持燃烧的继续。催化燃烧是以Pt、Pd、CuO、Ni0等作为催化剂，在较低的温度下(150～600℃)使VOC中的有机物可燃组分氧化分化成C02和H2O。催化剂的存在使有机物在燃烧时比直接燃烧法需求更少的保存时刻和更低的温度。但因为VOC中含有较多杂质，很简略引起催化剂中毒，且催化剂常只针对***定类型的化合物，因而催化燃烧的广泛运用在必定程度上遭到了约束，也易构成二次污染。

 

燃烧法具有功率高、处理完全、消除恶臭、污染小等长处，但因为VOC燃烧氧化的终究产品是C02、H2O等，因而运用这种办法不能收回到有用的物质，且运用催化燃烧时所用催化剂本钱很高，费用******进步。

 

2.低温等离子体技术

    20世纪70年代，人们就开端了低温等离子体净化VOC的研讨，现在有些已进入运用阶段，但***多数尚处于研讨开发阶段。多年来的研讨结果标明，等离子体净化技术是一种功率高、能耗低、适用规模广的污染物净化技术。它是运用高能电子射线激活、电离、裂解VOC中各组分，然后发生氧化等一系列杂乱化学反响，将有***物转化为无***物或有用的副产品的一种处理技术。现在运用的主要有电子束辐照和气体放电2类。

(1)电子束辐照

    电子束辐照法处理VOC的实验研讨始于20世纪90年代，主要会集在损***较严峻的3***类VOC：氯代烃、苯系物和多环芳烃类。其降解VOC的原理是运用电子加速器发生高速的电子脉冲，因为电子束具有较高的能量，在其作用下VOC遭到激起，发生原子间键的开裂，构成小碎片基团和原子，电场激起的各种活性粒子与有机物分子和小碎片基团发生一系列的自由基反响，终究把有机物降解为C02、C0和H20，然后抵达管理的意图。研讨标明，跟着吸收剂量添加，VOC脱除率进步，VOC初始浓度增***，脱除率下降，水、氧气、氯代烃或氨的注入有助于VOC脱除率的进步。分化进程中无废液、废渣发生，并且因为电子和活性粒子与有机物的反响时刻短，能够完结***流量接连操作，显现出杰出的技术***势。电子束辐照处理低浓度VOC，具有功率高、能耗低、运用规模广、处理量***、操作简略等长处，是新近开展起来的比较有出路的处理低浓度VOC的办法之一。这种办法的缺陷主要有：关于芳香烃类VOC，例如某些苯系物和多环芳烃等，处理作用还不是很抱负，要抵达较高的脱除率需求很高的剂量以及产品中或许仍含有毒有***有机物等。

(2)气体放电

气体放电发生等离子体主要分为以下几种方式：辉光放电、电晕放电、介质阻挠放电、频射放电、微波放电，而研讨较为活泼的是脉冲电晕放电发生等离子体。该法的等离子体发生机理与电子束辐照法根本共同，它是在2个不均匀的电极之间叠加一个脉冲电压，因为脉冲电压的上升前沿极陡，峰宽较窄(纳秒级)，在极短的脉冲时刻内，在电晕极周围发生剧烈、高频率的脉冲电晕放电，发生许多的高能电子和O、OH等活性粒子，对有***物质进行氧化、降解，终究将其转化为无***物。与电子束辐照法比较，该法避免了电子加速器的运用，也无须辐射屏蔽，增强了技术的安全性和有用性。但对脉冲电晕放电法处理VOC的研讨，现在***多停留在实验室阶段，一般的处理实验设备和工

 

     ***内外的研讨标明，脉冲电晕放电法管理VOC是一种很有出路的办法，与惯例技术比较具有工艺简略、能耗低、流程短、可操作性***的***色，***别是在节能方面有很***的潜力，运用规模也比较广泛，但因为它的反响进程杂乱，遭到许多外在要素的影响，放电进程中有或许会发生聚合反响，生成聚合物，并会生成少数不完全产品C0等，因而需求进一步研讨完善。

 

3.光催化降解技术

     近年来，光催化降解技术去除低浓度VOC已挨近商业化运用阶段。研讨结果标明，许多VOC均可在常温常压下光催化分化，包含脂肪烃、醇、醛、卤代烃、芳烃及杂原子有机物等，因而，该技术有着较高的开发价值和宽广的运用，己成为VOC处理技术中一个活泼的研讨方向。

 

光催化降解VOC的根本原理是在***定波长光照射下，光催化剂被活化，使H20生成-OH，然后-OH将VOC氧化成CO2、H2O和无机物质。因为气相中具有较高的分子分散和质量传递速率及较易进行的链反响，光催化剂对一些气相反响的光功率挨近乃至超过水相反响。日本的田中启一和山口伸一郎等对运用紫外线光分化气态有机物作了研讨，结果标明，在气体情况下，有机氯化物和氟氯碳在185 nm紫外光照射下，进行气相光解，2种物质都能在极短的时刻内分化，并且有机卤化物的分化速度***于氟氯碳；三氯乙烯几秒钟内即能分化成终究产品CO2、Cl2、F2及光气等；光分化发生的醋酸等中心产品可经过碱液处理或延伸停留时刻等手法终究去除。

 

光分化VOC主要有2种方式：一种是直接光照，在波长合当令，VOC分化；另一种是催化剂存鄙人，光照气态VOC使之分化。常用的金属氧化物光催化剂有：Fe203、W03、Cr203、ZnO、ZrO、Ti02等。因为Ti02的化学性质安稳、催化活性高且无毒价廉、货源充足，成为现在实验研讨中***常用的光催化剂之一。

    光催化降解技术主要适用于低浓度(小于1000 ppm)、气量小的VOC的处理。其长处是反响进程快速高效、能耗低、无二次污染，但仍存在一些缺陷，如光催化反响量子产率比较低，催化剂对激起源***征波长要求严苛，且当污染物浓度高时，需求很***的催化面积而使得其与其他办法比较变得不经济。

4.微生物净化技术

    微生物净化法是近年来开展起来的分化VOC的一种办法，该技术已在德***、荷兰得到规模化运用，有机物去除率***都在90％以上。该办法净化VOC进程的本质是附着在滤料介质中的微生物，在适合的环境条件下，运用VOC作为炭源和动力，保持其生命活动，并将有机物转化为简略的无机物(CO2、H2O)或细胞组成物质的进程。微生物净化法处理VOC一般要阅历3个进程：

(1)VOC同水触摸并溶解于水中(即由气膜分散进入液膜)；

(2)溶解于液膜中的VOC在浓度差的推进下进一步分散到生物膜，然后被其间的微生物捕获并吸收；

(3)进入微生物体内的VOC在其自身的代谢进程中作为动力和养分物质被分化，经生物化学反响终究转化成为无***的化合物。

依据微生物在VOC处理进程中存在的方式，可将处理办法分为生物洗刷法(悬浮态)和生物过滤法(固着态)。生物洗刷法即微生物及其养分物配料存在于液相中，气相中的有机物经过与悬浮液触摸后转移到液相，然后被微生物降解，其典型方式有鼓泡塔、喷淋塔及穿孔塔等生物洗刷塔。生物过滤法是微生物附着生善于固体介质(填料)表面，VOC经过由固体介质构成的固定塔层(填料层)时，被吸附、吸收，终究被微生物降解。其典型的方式有土壤、堆肥、填料等材料构成的生物过滤塔。生物滴滤塔则一起有悬浮态和固着态的***性。

微生物净化法一般用于处理低浓度VOC。其主要长处是流程和设备较简略，一般不耗费有用原材料，运转能耗和费用较低、安全可靠、较少构成二次污染。但因为生化反响速率较低，使设备体积较***，且有压力丢失，对温度和湿度改变灵敏。表1标明晰以上处理技术的***坏。

 

二：VOC废气处理的处理办法：

   VOC的收回技术主要有冷凝法、吸附法、吸收法和膜别离法。依据VOC的物理和化学性质，挑选不同的收回办法或几种办法的组合来收回VOC中的有机化合物，不只能够减轻环境污染，还会取得必定的经济效益。

1.冷凝法

  冷凝法是***简略的收回VOC的办法，它是运用物质在不同温度下具有不同饱满蒸气压这一性质，将VOC经过冷凝器下降到有机物的沸点以下，使有机物冷凝成液滴，再靠重力作用落到凝聚区下部的贮罐中，然后别离出来，设备如图1。一般运用的冷却介质主要有冷水、冷冻盐水和液氨。该技术关于高浓度(百分之几)、较高沸点、须收回的VOC具有较***的经济效益。该办法所需设备和操作条件都比较简略，所收回的VOC的纯度比较高，其收回率与VOC初始浓度、沸点有关，VOC的初始浓度越***、沸点越高，收回率越高，但要取得较高的收回率需选用较低温度的冷凝介质或选用较高的压力。所以在实践运用中，冷凝法常与紧缩、吸附、吸收等进程联合运用，以吸收或吸附手法浓缩VOC、以冷凝法收回该有机物，抵达经济且收回率较高的意图。

 

 

2.吸附法

   已广泛运用于净化室内空气、***气污染管理、石油化工等范畴VOC的收回处理。它分为固定床吸附法、活动床吸附法和浓缩轮吸附法。其原理是运用具有密布的细孔结构、内表面积比较***的粒状活性炭、炭纤维、硅胶、人工沸石等吸附剂的多孔结构，将VOC组分吸附在固体表面，运用吸附剂不断吸附、脱附的循环，抵达净化收回意图。研讨标明，活性炭吸附VOC功能***。吸附剂吸附VOC的作用除与吸附剂自身性质有关外还与VOC的品种、浓度、性质以及吸附体系的温度、压力有关，一般来说吸附剂对VOC的吸附才干随气体分子量的添加而添加，低分压的气体比高分压气体更易吸附。

  吸附法适用于中低浓度、高通量VOC的收回，它具有去除功率高、净化完全、能耗低、工艺老练、易于推行有用等长处，表现出杰出的环境和经济效益。缺陷是吸附剂的容量小，需求的吸附剂量***，设备巨***；吸附后的吸附剂不只需求定时再生处理和替换，并且在此进程中，VOC有散逸的危险；因为全进程的杂乱性，费用相对较高。

     活性炭纤维是以有机化合物纤维(如聚丙烯、酚醛树脂、 聚乙烯醇等)为根本质料经***别加工制成的。它是一种很细的纤维状物质, 具有巨***的比表面积、外表面积和十分兴旺的微孔结构, 纤维上有许多微孔能够直接与有机物触摸而不是象颗粒活性炭那样要先经过***孔、过渡孔, 才干抵达微孔, 因而, 活性炭纤维更易于吸附低浓度的VOC。与颗粒活性炭比较, 其吸附有机物的才干高出115～ 210 倍, 吸附速度也快3 倍左右。因为活性炭纤维的吸附才干强, 故吸附设备能够小型化, 吸附剂的用量也能够少些, 下降处理费用。活性炭纤维VOC收回设备以活性炭纤维（ACF）作为吸收剂，处理各类工厂或设备排放的含有有机溶剂(VOC）的废气，将其间的VOC变成液体进行别离，并进行收回再运用。

 

3.吸收法

  是依据有机物类似相溶的原理，选用低蒸发或不蒸发溶剂对VOC进行吸收，再运用VOC分子和吸收剂物理性质的差异进行别离的一种办法。一般运用的吸收剂是高沸点、低蒸气压的油类物质，吸收进程是在装有填料的吸收塔中完结的，其吸收作用主要取决于吸收剂的吸收功能和吸收设备的结构***征。

该办法适用于***气量、中等浓度VOC的处理，可用于收回有用成分，但吸收剂难以选取，吸收的规模有限，并且吸收后的吸收溶液需进一步处理，有或许构成二次污染，费用也较高。

 

4.膜别离法是在海水淡化研讨中发现的一种新的高效别离办法，它与传统的冷凝法、吸附法和吸收法比较，具有流程简略，收回率高，能耗低，无二次污染等长处，是一种十分有运用远景的别离办法。该办法适用于中高浓度VOC(含量高于1×10-3)的别离与收回。现在选用膜别离法能够收回脂肪和芳香族碳氢化合物、含氯溶剂、酮、醛、腈、醇、胺、酸等***部分VOC，且跟着高效别离膜的开发和价格的下降，膜技术的运用会越来越广泛。

 

膜别离法是选用对有机化合物具有挑选性浸透的高分子膜，在必定压力下使VOC浸透而抵达别离的意图。一般选用中空纤维膜或板式膜。图3为膜别离流程原理图，它分3步完结，***先将VOC和空气混合物紧缩，再将紧缩的混合气流输入冷凝器中冷却，然后进行膜蒸气别离。当VOC气体进入膜别离体系后，膜挑选性地让VOC气体经过而被富集，脱除了VOC的气体留在未浸透侧，能够合格排放；富集的VOC气体可去冷凝收回体系进行有机溶剂的收回。