2021年VOC治理技术

1、第四章 VOC 废气处理技术一、 VOC废气处理简介 |精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料. * | * | * | * | |欢.|迎.|下.|载. （一）来源大气中 VOCs污染物是人为源和自然源排放到大气中有机化合物-非甲烷烃类的总称， 目前正受到日益广泛的关注；全世界在空气中检出的VOCs 已经有约150 余种，其中有毒的约80 余种；人们关注的大气中的 VOCs主要来自人为污染源：即生产工艺过程排放；这些工艺过程包括：石化厂、炼油厂及在生产过程中大量使用有机溶剂的相关行业，如涂料生产、涂装、印刷、制药、皮革加工、树脂加工等；（二）危害VOCs 是强挥发、有特殊气味、有

2、刺激性、有毒的有机气体，部分己被列为致癌物，如氯乙烯、苯、多环芳烃等；其危害主要有：l在阳光照耀下， NOx 和大气中的VOCs发生光化学反应， 生成臭氧、 过氧硝基酞 PAN、醛类等光化学烟雾，造成二次污染， 刺激人的眼睛和呼吸系统，危害人的身体健康；这些污染物同时也会危害农作物的生长，甚至导致农作物的死亡；2大多数 VOCs有毒、 有恶臭， 使人简洁染上积存性呼吸道疾病；在高浓度突然作用下，有时会造成急性中毒，甚至死亡；3大多数 VOCs都易燃易爆，在高浓度排放时易酿成爆炸；4部分 VOCs可破坏臭氧层；（三）污染掌握技术VOCs的掌握技术基本分为两大类；第一类是预防性措施，以更换设备、

3、改进工艺技术、 防止泄漏乃至排除VOCs排放为主， 这是人们所期望的，但是以目前的技术水平，向环境中排放和泄露不同浓度的有机废气是不可防止的，这时就必需采纳其次类技术；其次类技术为掌握性措施，以末端治理为主；末端掌握技术包含两类，第一类是非破坏第 1 页，共 6 页性方法，即采纳物理方法将VOCs回收；其次类是通过生化反应将VOCs 氧化分解为无毒或低毒物质的破坏性方法；常用的掌握技术如下列图 |精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料. * | * | * | * | |欢.|迎.|下.|载. 图 27VOCs污染掌握技术类型对于比较高浓度的或比较昂贵的VOCs宜采纳回收技术加以循

4、环利用；常用的回收技术主要有吸附、吸取、冷凝、膜技术等；挥发性有机化合物（VOCs）废气处理的掌握技术包括直燃焚化法、触媒焚化法、活性 碳吸附法、吸取法、冷凝法等；有机废气的处理方法主要有两类:一类是回收法； 就是通过物理方法,在肯定温度、 压力下 ,用挑选性吸附剂和挑选性渗透膜等方法来分别挥发性有机化合物VOCs ,主要包括活性碳吸附、 变压吸附、 冷凝法和生物膜法等;另一类是排除法；排除法是通过化学或生物反应, 用光、热、催化剂和微生物等将有机物转化为水和二氧化碳,主要包括热氧化、催化燃烧、 生物氧化、电晕法、等离子体分解法、光分解法等；表 99VOC 废气处理技术简介处理方法原理适用吸附

5、吸附法是目前最广泛使用的VOCs 回收法；它技术属于干法工艺，是通过具有较大比表面积的吸附剂对废气中所含的VOCs 进行吸附，将净化回后的气体排入大气；常见的的吸附剂有粒状活主要用于吸附回收脂肪和芳香族碳氢化合物、大部分含氯溶剂、常用醇类、部分酮类和酯类等 ;活性炭纤维吸附低浓度以至痕量的吸附质时更有效，可用于回收苯乙烯第 2 页，共 6 页 |精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料. * | * | * | * | |欢.|迎.|下.|载. 收性炭、活性炭纤维、沸石、分子筛、多孔粘土和丙烯腈等，但费用较活性炭吸附法高；技矿石、活性氧化铝、 硅胶和高聚物吸附树脂等；该法已广泛用于喷

6、漆行业的苯、乙醇和醋术活 性 炭 吸 附 法 最 适 于 处 理VOCs 浓 度 为酸乙酯，制鞋行业的三苯苯、甲苯、二甲300-5000ppm 的有机废气，苯和丙酮，印刷行业的异丙醇、醋酸乙酯和甲苯，电子行业的二氯甲烷和三氯乙烷的吸附回收；吸取吸取法是利用液体吸取液从气流中吸取气态常用于处理高湿度>50%VOCs气流；该法技术VOCs的一种方法， 其常用方式有填料塔和喷淋的处理浓度范畴为500-5000ppm ，效率高塔两种吸取法，吸取成效主要取决于吸取剂的达 95%98%，但投资较大，设计困难，应吸取性能和吸取设备的结构特点；该法对吸取用较少；剂和吸取设备的有较高的要求，而且需要定期更

7、换吸取剂，过程较复杂，费用较高；冷凝冷凝法是利用物质在不同温度下具有不同饱 技术和蒸汽压这一性质，采纳降低温度、提高系统的压力或者既降低温度又提高压力的方法，使 处于蒸气状态的VOCs 冷凝并从废气中分别出来的过程； 在给定的温度下， VOCs的初始浓度越大， VOCs的去除率越高；膜技冷凝法是利用物质在不同温度下具有不同饱 术和蒸汽压这一性质，采纳降低温度、提高系统的压力或者既降低温度又提高压力的方法，使处于蒸气状态的VOCs 冷凝并从废气中分别出来的过程；冷凝法特殊适用于处理VOCs 浓度在10000ppm以上的较高浓度的有机蒸气，VOCs的去除率与其初始浓度和冷却温度有关；冷凝法在理论上

8、可达到很高的净化程 度，但是当浓度低于几个ppm 时，须实行进一步的冷冻措施，使运行成本大大提高，所以冷凝法不相宜处理低浓度的有机气体，而常作为其他方法（如吸附法、焚烧法和使用溶剂吸取）净化高浓度废气的前处理，以降低有机负荷，回收有机物；冷凝法特殊适用于处理VOCs 浓度在10000ppm以上的较高浓度的有机蒸气，VOCs的去除率与其初始浓度和冷却温度有关；在给定的温度下，VOCs的初始浓度越 大， VOCs的去除率越高；冷凝法在理论上可达到很高的净化程度，但是当浓度低于 几个 ppm 时，须实行进一步的冷冻措施， 使运行成本大大提高，所以冷凝法不相宜 处理低浓度的有机气体，而常作为其他方 法

9、（如吸附法、焚烧法和使用溶剂吸取） 净化高浓度废气的前处理，以降低有机负 荷，回收有机物；燃烧热破坏是目前应用比较广泛也是讨论较多的因此，这种方法只能适用于净化那些销技术毁技有机废气治理方法，特殊是对低浓度有机废 气；有机化合物的热破坏可分为直接火焰燃烧和催化燃烧；燃烧时所发生的化学作用主要是可燃的或在高温情形下可以分解的有害物质；对化工、喷漆、绝缘材料等行业的生产装置中所排出的有机废气，广泛采纳了第 3 页，共 6 页术燃烧氧化作用及高温下的热分解；直接燃烧法： 把废气中可燃的有害组分当作燃料直接燃烧；因此，该方法只适用于净化可燃有害组分浓度较高的废气，或者是用于净化有害组分燃烧时热值较高的

10、废气；催化燃烧法： 在催化剂作用下，使废气中的有害可燃组分完全氧化为CO2 和 H2O 等；由于燃烧净化的手段； 由于 VOCs燃烧氧化的最终产物是CO2，H2O 等，因而使用这种方法不能回收到有用的物质，但由于燃烧时 放出大量的热，使排气的温度很高，所以 可以回收热量；优点：一般情形下去除率均在95%以上； |精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料. * | * | * | * | |欢.|迎.|下.|载. 溶剂中的电子，使原本不吸取光而无法被光子 直接氧化的物质，通过光催化剂被活化氧化； 光致电子仍具有很强的仍原性，使得半导体表面的电子受体被仍原；生物生物降解技术最早应用于脱臭

11、，近年来逐步发生物降解法设备简洁，运行保护费用降解展成为 VOCs的新型污染掌握技术；该技术中，低，无二次污染等优点，特殊在处理低浓技术含有 VOCs 的废气由湿度掌握器进行加湿后通度、生物可降解性好的气态污染物时更显过生物滤床的布气板，沿滤料匀称向上移动，其经济性；体积大和停留时间长是生物法在停留时间内，气相物质通过平流效应、扩散的主要问题，同时该法对成分复杂的废气效应、吸附等综合作用，进入包围在滤料表面或难以降解的VOCs去除成效较差；的活性生物层，与生物层内的微生物发生好氧反应，进行生物降解，最终生成CO2 和 H2O；等离等离子体被称为物质的第四种形状，由电子、电晕放电技术对VOCs

12、的处理效率很子体离子、自由基和中性粒子组成，是导电性流体，高，应用范畴广， 基本上各类VOCs 都能有技术总体上保持电中性；进展前景比较宽阔的等离效处理， 对低浓度VOCs处理成效显著； 运子体技术是电晕放电技术，用其处理VOCs 具行工艺简洁，保护便利、能耗低，比传统有效率高、能量利用率高、设备保护简洁、费方法更经济有效；存在的问题是，该技术用低等优点；电晕放电是指在非匀称电场中，仍处于试验室讨论阶段，处理量较小；该用较高的电场强度使气体产生“电子雪崩”，技术对电源的要求很高，在分解 VOCs分子显现大量的自由电子，这些电子在电场力的作的同时，仍有一些有害副产物产生， 如 NOx、用下做加速

13、运动并获得能量；当这些电子具有CO、O3 等；的能量与 C-H、C=C或 C-C键的键能相同或相近 绝大部分有机物均具有可燃烧性，因此催化燃烧法己成为净化含碳氢化合物废气的有效手 段之一；又由于很大一部分有机化合物具有不同程度的恶臭，因此催化燃烧法也是排除恶臭气体的有效手段之一；光催利用催化剂 如 TiO2的光催化性，氧化吸附在 化降催化剂表面的VOCs，最终产生CO2 和 H2O；解其利用用光照耀半导体光催化剂，使半导体的电子布满的价带跃迁到空的导带，而在价带留下带正电的空穴h+；光致空穴具有很强的氧 化性，可夺取半导体颗粒表面吸附的有机物或由于该技术仍没有很完备的理论，在光催化 TiO2

14、的产物上始终存在争辩，不能确定中间产物是否会造成二次污染；而且，光催化氧化法存在着催化剂的失活、催化剂难以固定，且催化剂固定后催化效率降低的缺点，因此该技术目前尚未商业化；第 4 页，共 6 页时，就可以打破这些键，从而破坏有机物的结构；电晕放电可以产生以臭氧为代表的具有强氧化才能的物质，可以氧化有机物；所以电晕法处理 VOCs 理论上是上述两种机理共同作用的结果；表 100VOCs处理技术才能比较工艺高浓度低浓度最终产物适用范畴不足效率费用效率费用回吸附中中高高有机物低浓度， 范畴广吸附剂需再生处理 |精.|品.|可.收吸取高高中高有机物高浓度， 特定范技围吸取剂难以挑选|编.|辑.|学.|

15、习.|资.|料. * | * 术冷凝中低中高有机物高浓度， 单组份高浓度特定组分膜高低中中有机物高浓度， 范畴广作为冷凝前处理工序销燃烧高高高高CO22 | * 毁 | * | ,H O高浓度， 范畴广易产生有毒中间产物|欢.|迎.|下.|载. 技光催化高中中中CO2,H2O高浓度， 范畴广催化剂难固定，失术活生物低低高低CO2,H2O低浓度， 范畴广对温度湿度变化灵敏等 离 子体中中高低CO2,H2O低浓度， 范畴广电源要求高，有毒产物二、炼铁VOCs治理技术（煤气净化及化学产品回收）煤气净化系统向大气环境排放的污染物主要来自化学反应和分别操作的尾气、系统和设备管道的放空、 放散与滴漏、燃烧

16、装置的烟囱等，主要有原料中的挥发性气体、尾气中的分解气体、燃烧废气及粉尘颗粒等，含NH3、H2S、HCN、CmHn、苯、 SO2、NOx、CO 及烟尘等成分；表 101化产系统的VOCs 治理废气种类治理措施无组织排放确保系统中各类设备、管道的密闭性，防止污染物放散和泄漏；煤气排送系统的废气进水洗净化塔，NH3、H2S、HCN、CO2 等大部分被水吸取，洗涤水送入废水处理系统；含硫酸铵粉尘的热废气旋风除尘器处理或用水洗涤净化粗苯蒸馏工段的含苯废气引入脱苯管式炉予以焚烧加热所用煤气的燃烧废气高空排放贮槽逸散在贮槽顶压入氮气，可阻挡其逸散，贮槽的排气管上设活性炭吸附器；分馏装置产生的有机废气，采纳

17、排气洗涤塔，用循环洗油洗涤的方法处理，酚盐分解产生的第 5 页，共 6 页沥青烟酚类气体，经氢氧化钠洗涤后排放；三、石油开采行业VOCs治理技术表 102玻璃行业VOCs 治理技术产生部位掌握措施（ 1）油气集输工艺流程尽可能采纳密闭流程，这是降低油气损 |精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料. * | * | 储油站泄漏产生VOC甲醇储罐、凝析油储罐大小呼吸、泄漏VOC闭井期拆除井场管道泄漏油气耗重要措施；（ 2）对采油井场套管气进行回收利用，防止烃类废气排放；（ 3）实行原油稳固装置，降低油气蒸发损耗，防止烃类挥发；（ 4）贮油罐采纳浮顶罐，降低油气蒸发损耗，防止烃类挥发； * | * | |欢.|