VOC治理技术(精编文档)

1、【最新整理，下载后即可编傅】第四章VOC废气处理技术一、VOC废气处理简介(一) 来源大气中V()Cs污染物是人为源和天然源排放到大气中有机 化合物-非甲烷姪类的总称，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15()余种，其中有毒 的约80余种。人们关注的大气中的V()Cs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V()Cs是强挥发、有特殊气味、有刺激性、有毒的有机气体, 部分己被列为致癌物，如氯乙烯、苯、多环芳炷等。其危害主要 有

2、：在阳光照射下,NOx和大气中的VOCs发生光化学反应, 生成臭氧、过氧硝基献(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V()Cs有毒、有恶臭，使人容易染上积累性呼吸道 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V()Cs可破坏臭氧层。(三) 污染控制技术VOCs的控制技术基本分为两大类。第一类是预防性措施，以更换设备、改进工艺技术、防止泄 漏乃至消除V()Cs排放为主，这是人们所期望的，但

3、是以冃前的 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避免 的，这时就必须采用第二类技术。第二类技术为控制性措施，以末端治理为主。末端控制技术 包含两类，第一类是非破坏性方法，即采用物理方法将V()Cs回 收；第二类是通过生化反应将V()Cs氧化分解为无毒或低毒物质 的破坏性方法。常用的控制技术如图所示图27VOCs污染控制技术类型对于比较高浓度的或比较昂贵的VOCs宜采用回收技术加 以循环利用。常用的回收技术主要有吸附、吸收、冷凝、膜技术 等。挥发性有机化合物(VOCs)废气处理的控制技术包括直燃 焚化法、触媒焚化法、活性碳吸附法、吸收法、冷凝法等。有机废气的处理方法主要有两类:一

4、类是回收法。就是通过物理方法，在一定温度、压力下，用选择性吸附剂和选择性渗透 膜等方法来分离挥发性有机化合物(VOCs),主要包括活性碳吸 附、变压吸附、冷凝法和生物膜法等;另一类是消除法。消除法 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99 VOC废气处理技术简介处理方 法理 原用 适回收技术吸附技术吸附法是目前最广泛使用 的VOCs回收法。它属于干 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V()Cs进行吸附，将 净化后的气体排入大气。常 见的的吸附剂有粒状活性

5、炭、活性炭纤维、沸石、分 子筛、多孔粘土矿石、活性 氧化铝、硅胶和高聚物吸附 树脂等。活性炭吸附法最适 于处理VOCs浓度为 30()-5()0()ppm的有机废气，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 用于回收苯乙烯和丙烯睛 等，但费用较活性炭吸附 法高。该法已广泛用于喷 漆行业的苯、乙醇和醋酸 乙酯，制鞋行业的三苯 (苯、甲苯、二甲苯)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。吸收技术湿该为达， 高氟围皿较>o 理气Q效胺较 处g浓

6、m但应 于/o)vts0PP8%«, 用(50的-50(2+® 常度法50(95°跖冷凝技术 ) HX ? XJ 度降法v(出下v(气，VOCs的去除率与其 初始浓度和冷却温度有 关。冷凝法在理论上可达 到很高的净化程度，但是 当浓度低于几个ppm时， 须采取进一步爲冷冻措 施，使运行成未大大提高， 所以冷凝法不适宜处理低 浓度岛有机气体，而常作 为其他方法（如吸附法、 焚烧法和使用溶剂吸收） 净化高浓度废气的前处 理，以降低有机负荷，回 收有机物。膜技术/温压贰降法w出冷凝法特别适用于处 理 V（）Cs 浓度在 lOOOOppm 以上的较高浓度的有机蒸 气，VO

7、Cs的去除率与其 初始浓度和冷却温度有 头。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，须采取 进一步禹琢冻措鼠便运 行成本大大捷高，所以冷 凝法不适宜处理低浓度的 有机气体，而常作为其他 方法（如吸附法、焚烧法 和使用溶剂吸收）净化高 浓度废气的前处理，以降 低有机负荷，回收有机物。销毁技术燃烧技术<1 乙烧和催化燃烧。燃烧时所发 生的化学作用主要是燃烧 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

8、者是用于净 化有害组分燃烧时热值较 高的废气。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C()2和H2() 等。由于绝大部分有机物均 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消除 恶臭气体的有效手段之一。置中所排出的有机废气， 广泛采用了燃烧净化的手 段。由于V()Cs燃烧氧化 的最终产物是CO2, H2() 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，便排气的温度很高， 所以可以回收热量。徒点：一般情况下去 除率均在95%以上。光催化降解

9、利用催化剂(如TiO2)的光催 化性，氧化吸附在催化剂表 面的VOCs,最终产生CO2 和H2()。其利用用光照射半 导体光催化剂，使半导体的 电子充满的价带跃迁到空 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 物或溶剂中的电子，使原本 不吸收光而无法被光子直 接氧化的物质，通过光催化 剂被活化氧化。光致电子还 具有很强的还原性，使得半 导体表面的电子受体被还 原。由于该技术还没有很 完备的理论，在光催化 Ti()2的产物上一直存在 争论，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

10、定，且催化剂固定后 催化效率降低的缺点，因 此该技术冃前尚未商业 化。生生物降解技术最早应用于生物降解法设备简1降t艾术脱臭，近年来逐渐发展成为 VOCs的新型污染控制技 术。该技术中，含有VOCs 的废气由湿度控制器进行 加湿后通过生物滤床的布 气板，沿滤料均匀向上移 动，在停留时间内，气相物 质通过平流效应、扩散效 应、吸附等综合作用，进入 包围在滤料表面的活性生 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。单，运行维护费用低，无 二次污棗等彳尤点，尤其在 处理低浓度、生物可降解 性好的气态污染物时更显 其经济性。体积大和停留 时间长是生物法的主要问 题

11、，同时该法对成分复杂 的废气或难以降麻岛 V()Cs去除效果较差。等离子体技术等离子体被称为物质的第 四种形态，由电子、离子、 自由基和中性粒子组成，是 导电性流体，总体上保持电 中性。发展前景比较广阔的 等离子体技术是电晕放电 技术，用其处理VOCs具有 效率高、能量利用率高、设 备维护简单、费用低等优 点。电晕放电是指在非均匀 电场中，用较高的电场强度 使气体产生“电子雪崩”， 出现大量的自由电子，这些 电子在电场力的作用下做 加速运动并获得能量。当这 些电子具有的能量与C-H、 C二C或C-C键的键能相同或 相近时，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

12、表的具有强氧化能 力的物质，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。电晕放电技术对 VOCs的处理效率很高， 应用范围广，基本上各类 VOCs都能有效处理，对 低浓度VOCs处理效果显 著。运行工艺简单，维护 方便、能耗低，比传统方 法更经济有效。存在的问 题是，该技术还处于实验 室研究阶段，处理量较小； 该技术对电源的要求很 高，在分解VOCs分子的 同时，还有一些有害副产 物产生，如NOx、CO、 ()3 等。表100 VOCs处理技术能力比较工艺高浓度低浓度最终适用范围不足效 率费 用效率费 用产物回 收 技 术吸附中中高高有机物低浓度，范 围广吸

13、附剂需再 生处理吸收高高中高有机 物高浓度，特定范围吸收剂难以 选择冷凝中低中高有机 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 围广作为冷凝前 处理工序销 毁 技 术燃烧高高高高C()2,H2()高浓度，范 围广易产生有毒 中间产物光催化高中中中C()2,H2()高浓度，范 围广催化剂难固 定，失活生物低低高低C()2,H2()低浓度，范 围广对温度湿度 变化灵敏等离 子体中中高低C()2,H低浓度，范围广电源要求高， 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 和分离操作的尾气、系统和设备管道的放空、放散与

14、滴漏、燃烧 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、SO?、 N()x、C()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，NH?、HS、HCN、CO?等大 部分被水吸收，洗涤水送入废水处理系舜。含硫酸铁粉尘的热旋风除尘器处理或用水洗涤净化废气粗苯蒸僧工段的含 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，可阻止其逸散，贮槽的排 气管上设活性炭吸附器。分镭装置产生的有 机废气，沥青烟采用排气洗涤塔，用循环洗油洗涤的方法处 理，酚盐分解产生的酚类气体，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治理技术产生部位储汕站泄漏产生控制措施VOC漏VOC(1) 油气集输工艺流程尽可能采用密闭流 程，这是降低油气损耗重要措施。(2) 对采油井场套管气进行回收利用，避免 姪类废气排荻。(3) 采取原汕稳定装置，降低油气蒸发损耗, 避免姪类挥发。(4) 贮油罐采用浮顶罐，降低油气蒸发损耗, 避免姪类挥发。四、合成制药行业VOCs治理技术表1