VOCs气体处理技术分析及比选获奖科研报告

VOCs气体处理技术分析及比选获奖科研报告【摘

要】本文主要分析了几种常见的VOCs处理技术，通过对各项技术的优缺点分析，找到不同工况下技术组合的方式，以期为后续工作中相关问题的解决提供帮助。

【关键词】VOCs;处理技术;方案比选

Abstract：ThispaperanalyzesseveralcommonVOCsprocessingtechnologies.Throughtheanalysisoftheadvantagesanddisadvantagesofeachtechnologytofindthewayoftechnologycombinationunderdifferentworkingconditions，inordertoprovidehelpforthesolutionofrelatedproblemsinthefollow-upwork.

Keywords：VOCs;treatmenttechnology;schemecomparison

一、概述

VOC是挥发性有机化合物的称谓，广泛来源于石油化工、有机化工、表面涂装、包装印刷、机动车、涂料生产、制药、溶剂使用等生产制造活动当中，其对自然环境和人体的危害已日益引起人们的关注。

由于VOC产生的环节多、种类多样、成分及来源极为复杂，单一治理措施无法有效进行控制，因此市场上各项处理工艺应运而生。本文对目前市场上存在的各种主流处理工艺进行分析对比，以期为解决实际问题提供帮助。

二、VOC治理路线

从大的方向来看，VOC治理路线分为源头治理与末端治理。所谓源头治理，既是生产工艺源头上减少VOC的产生，这就需要对企业的生产工艺进行改进，总结如下：

1、采用清洁生产工艺，注重生产全过程的物料回收，充分实现原料的再回收与再利用，防止和减少污染物的产生;

2、寻求替代原材料，在生产过程中采用低VOCs含量的原料;

3、改进生产工艺，采用先进的工艺技术，减少VOCs排放量。

末端治理路线又分为回收利用技术和销毁技术[1]，目前大致包含以下几种技术：

三、各种工艺的分析

1、冷凝法

冷凝法是将VOC废气降温至露点以下凝结成液体后加以回收。该工艺适用于单一组分、高浓度、并且有回收价值的VOC气体。

该工艺处理成本较高，操作难度大，净化效率较低，废气浓度在5000ppm以上时，处理效率介于50-85%之间，浓度大于1%时，回收效率可达到90%以上。

单一冷凝法往往不能满足达标排放的要求，通常需要搭配其他控制工艺进行处理，如燃烧法、吸附法等。

2、吸收法

吸收法是用液体吸收剂对VOC气体进行吸收，适用于高水溶性的VOC气体。

该工艺需要采用喷淋塔并加载填料使用，其工艺优点是可以同时去除其他气态污染物，投资成本低，传质效率高，对酸性气体的处理效果尤为明显。缺点是运行和维护费用较高，后续产生的废水会存在二次污染问题，当废气中颗粒物浓度过高时容易导致喷淋塔堵塞，如果废气当中有多种组分，混合吸收后难以进行分离。

3、吸附法

吸附法是利用固态吸附材料对VOC气体进行吸附，常用吸附材料为活性炭和沸石。

吸附法对废气的吸附效率较高，吸附材料对废气具有选择性吸附的特点，但同时具有吸附饱和容量，需要对吸附材料进行定期更换，饱和后的吸附材料需要进行再次处理，容易产生危废。

4、膜分离法

随着膜材料技术的不断发展，膜技術也应用到气体分离当中。膜分离法是利用膜材料对气体进行机械分离，将大分子VOC气体拦截。

膜分离法主要应用于浓度在1000mg/m3以上的VOC气体回收处理[2]，回收率能够达致90%～99.9%。膜分离法最大的优点运化效果好，无二次污染物，回收的VOC无须后续处理，可以与其他工艺进行集成。缺点是膜材料成本高，稳定性较差，膜通量小[3]。

5、生物法

生物法是采用生物滤床或洗涤塔的形式，利用微生物对VOC气体进行降解。

该技术优点是投资费用少，运行费用低。缺点是运行不稳定，处理效率低，受温度、pH和营养物质的影响，降解速度慢，占地面积大，在北方环境冬季不易运行，其运行操作条件不易控制。

6、UV光催化氧化法

该方法是利用紫外光及TiO2光催化板对有机物进行降解。TiO2光催化板受高能紫外线照射，表面产生跃迁形成电子（e-），将氧气解离出氧自由基（·O），将水分子氧化成（·OH）自由基，这两种自由基具有氧化性，可以破坏大部分有机物质。

该工艺优点是占地小，投资少，紫外光源属于冷光源，运行安全，即开即用，便于管理。缺点是去除效率低，通常只有40%，不易达标，灯管寿命一般在半年至一年，需要定期更换，运行费用高，能耗高。

由于氧自由基极易与氧分子结合形成臭氧，采用UV光催化氧化法会产生大量的臭氧，若直接排放会对大气环境造成不利影响，因此还需要往往还需要配合吸附法进行吸附处理。

7、低温等离子法

该方法是利用高能放电产生低温等离子体，在反应区内产生大量活性物质，如离子、电子、激发态原子及自由基等，通过这些活性物质将废气分解为小分子物质。

该方法对去除油烟和恶臭具有明显作用，可用于净化空气;由于属于连续放电工艺，存在爆炸的风险，目前已有地方环境管理部门叫停该工艺;处理效率较低，仅适用于低浓度、大风量的VOC废气。

8、燃烧法

燃烧法是将有害气体在高温条件下热裂解，转化为二氧化碳和水的过程。燃烧法适用于所有可燃废气的处理，不但能够彻底分解污染物质，还可以回收热能。根据燃烧的方式，可以分为直接燃烧法（TO）、催化燃烧法（CO）、蓄热式燃烧（RTO）、蓄热式催化燃烧（RCO）。

燃烧法是所有处理工艺中处理效率最高的方式，适用于中高浓度废气。

四、总结

各项单一技术均适用于特定工况范围，而实际生产中的VOC废气往往来源广泛、成分复杂。为此，需要切实根据实际情况进行工艺选择，同时应该进行多种工艺的组合应用，而不仅限于某种单一技术。

根据以上工艺分析，我们