VOC廢氣處理技術工藝詳解

現（xiàn）在，日本www午色夜在线视频亚洲乱色一区二区三区知道，揮發性的有（yǒu）機化合物，簡稱為VOC(Volatile Organic Compounds))，在工業生產中，通常作為溶劑來使用，使用之後便散發到大氣中。現階段，其應用比較（jiào）廣泛的領域包括（kuò）石油化工、印刷、人造革（gé）及電子元器件、烤漆和（hé）醫藥等。本文（wén）為大家介紹十種VOC廢氣處理技術。

VOC廢氣處理技（jì）術工藝介紹

當前，VOC廢（fèi）氣處理技術主要包括熱破壞法、吸附法、生（shēng）物法（fǎ）、低溫等（děng）離（lí）子法、UV光解法（fǎ）、熱力氧化法、液體吸收法、冷凝法、變壓吸附分離與淨化法等。

1.VOC廢氣處（chù）理技（jì）術——熱破壞法

熱破壞法是指直接和輔助（zhù）燃燒有機氣體，也就是VOC，或利用合適的催化（huà）劑加（jiā）快VOC的（de）化（huà）學（xué）反應，最終達到降低有機物濃度，使其不再具有危害性的一種處理方法。

熱（rè）破壞法對於濃度較低的有機廢氣處理（lǐ）效果比較好，因此，在（zài）處理（lǐ）低濃度廢氣中得到了廣泛應用。這種方法主要分為兩種，即直接火（huǒ）焰（yàn）燃燒和催化燃燒。直接火焰燃燒對有機廢氣的熱處理效率相對較高，一般情況下可達到99%。而催（cuī）化燃燒指的是在催化床層的作用下，加快有機廢氣的化（huà）學（xué）反應速度。這種方法比直接燃燒用（yòng）時更少，是高濃度、小流量（liàng）有機廢氣淨化（huà）的首選技術。

其缺點是如果離開催化劑輔助，則無法發揮作用（yòng）。現階段，可（kě）作為催化劑使（shǐ）用的（de）大都是金屬（shǔ）、金屬鹽。這兩種催化劑的催化效果雖說比較好，技術也已經相當成熟，但是其價格卻比較高（gāo），所以處理成本也就比較高。

此外，在催化有機廢氣過（guò）程中，還（hái）需要有催化劑的載體（tǐ），其起著提高催化活性和穩（wěn）定性的重要作用。當前，多以陶瓷作為催化劑載體，但（dàn）在未（wèi）來的催化劑（jì）研究當中，應加快研發高效（xiào）活性（xìng）催化劑及其載體。

2.VOC廢氣處理技術——吸（xī）附法

有機廢氣中的吸附法主要適用於低濃度、高通量有機廢氣。現階段，這種有（yǒu）機廢氣的（de）處理方法已經相當成熟，能量消耗比較（jiào）小，但是處理效率（lǜ）卻非常高（gāo），而且可以徹底淨化有害有（yǒu）機（jī）廢氣。實踐證明，這種處理方法值得推廣應用。

但是這種方法也存在一定缺陷，它需要的（de）設備體積比較龐大，而（ér）且工藝流程比較複雜;如果廢氣中有大量雜質，則容易導致工作人（rén）員中毒。所以，使用此（cǐ）方法處理廢（fèi）氣的關鍵在於吸附劑。當前，采用吸附法處理有機廢氣，多使用活性炭，主要是（shì）因為活性炭細孔結構比較好，吸附性比（bǐ）較（jiào）強。

此外（wài），經（jīng）過氧化鐵或臭氧（yǎng）處（chù）理，活性炭的吸附性能將會更好，有機廢氣的處理將會更加安（ān）全和（hé）有效（xiào）。

3.VOC廢氣處理技術——生物處理法

從處（chù）理的基本原理（lǐ）上講，采（cǎi）用生物處理法處理有機廢氣，是使用微生（shēng）物的生理過程把有機（jī）廢氣中的有（yǒu）害物質轉化為簡單的無機物，比如CO2、H2O和其它簡單無機物等。這是一種無害的有機廢氣（qì）處理方式。

生物淨化法實際（jì）上是利用微生物的（de）生命活動將廢氣中的有害物質轉變成簡單的無機物（如二氧化碳和水）以及細胞物質等，主要工（gōng）藝有（yǒu）生物洗滌法，生物過（guò）濾法和生物滴濾法。

不同成分、濃度及氣量（liàng）的氣態汙染物各有其有效的生物淨化（huà）係統。生物洗滌塔適宜於處理淨化氣量較小、濃度大、易溶且生物代謝速率（lǜ）較低的廢氣；對於氣（qì）量大、濃度低的廢氣可采用生物過濾（lǜ）床；而對於負荷較（jiào）高以及汙染物降解（jiě）後會生（shēng）成酸性物質的則（zé）以生物滴（dī）濾床為（wéi）好。

生物（wù）法處理有（yǒu）機（jī）廢氣是一項新的技（jì）術，由於反應器涉及到氣（qì），液，固相傳質，以及（jí）生化降解過程，影響因素多而複雜，有關的理論研究及實際應用還不夠深（shēn）入廣泛，許多問題需要進一步探討和研究（jiū）。

一般情況下，一（yī）個完整的生物處理有機廢氣過（guò）程包括3個基本步驟。

（1） 有機（jī）廢氣中的有機汙染物首（shǒu）先（xiān）與水接（jiē）觸，在水（shuǐ）中可以迅速溶解。

（2） 在（zài）液膜中溶解的有機（jī）物，在液態濃度低的情（qíng）況下，可以（yǐ）逐步擴散到生物膜中，進而被附（fù）著在生物膜（mó）上的微生物吸收。

（3） 被微生（shēng）物吸收的有機廢氣，在其自身生理代謝過程（chéng）中，將會被降解，最（zuì）終（zhōng）轉化為對環境沒有損害的化合物質（zhì）。

4.VOC廢氣處理技術——低溫等離淨化技術

利用介質阻擋放電過程中，等（děng）離子體內部產生富含極高化學活（huó）性的粒子，如電子（zǐ）、離子、自由基和激發態分子等，廢氣中的汙染物質與這些具有較（jiào）高能量的活（huó）性基團發（fā）生反應，最（zuì）終轉化為CO2 和 H2O 等物質，從而達到淨化廢氣的目的。

低溫等離子反應快，設備（bèi）啟動、停止十分迅速，隨用隨開。低溫等離子的放電效（xiào）果和空氣的濕度有極大的關係，濕度越大能耗越大，大量能量會被水分（fèn）子吸收（shōu），從而降低電離效果。使用低溫等離子（zǐ）處（chù）理廢氣，廢氣直接經過放電係統（tǒng），對於易燃易爆氣體（tǐ）帶來很大安全隱患，容易造成火災等重（chóng）大安全事故。

5.VOC廢氣處理技術——UV光解淨化技術

UV光解廢氣處理技術是指利用高能UV紫外線光束分解空氣中（zhōng）的（de）氧分子產生遊離氧（即活性氧（yǎng）），因遊離氧所攜（xié）帶正（zhèng）負電（diàn）子（zǐ）不平衡所（suǒ）以需與氧分子結合，進而產生臭氧，臭氧具有很強的（de）氧化性，通過臭氧對有機廢氣（qì）、惡臭氣體進行協同光解（jiě）氧化作用，使有機廢氣、惡臭氣體物質降解（jiě）轉化成低分子化合（hé）物、水和二氧化碳。

通過采用UV-D 波段內的真（zhēn）空紫外線（波（bō）長範圍 170-184.9nm），破壞有機廢氣分（fèn）子的化學鍵，使之裂解形成遊離狀態的原子或基團（C*、H*、O*等）；同時通過裂解混合空氣中的氧氣，使之形成遊離的（de）氧原子（zǐ）並結合生成臭氧【UV＋O2→O-+O＊(活（huó）性氧) O+O2→O3(臭（chòu）氧（yǎng）)】。具有強氧化性的臭氧（O3）與有機廢氣分子被裂解（jiě）生成的原子發（fā）生（shēng）氧化反應，形成 H2O 和 CO2。整個反應過程（chéng）0.1- 0.3 秒，淨化效（xiào）果與（yǔ）廢氣（qì）分子的鍵（jiàn）能、廢氣濃度以及含氧量有關。整個淨化過程無（wú）需添加任（rèn）何化學（xué）助劑或者特（tè）殊限製條件。

UV光解法優點（diǎn）：高效除惡臭，脫臭效率可達到95%以上；適應性強，可適應中低濃度（dù），大氣量，不同惡臭氣體物質的脫臭淨（jìng）化處理；產品性能穩定，運（yùn）行穩定可（kě）靠，每天可（kě）24小時連續工（gōng）作；運行成本低本，設備耗能低，無需專（zhuān）人（rén）管理與維護，隻需作定期檢查；安全可靠，因采用（yòng）光解原理，模塊（kuài）采取隔爆處理（lǐ），消除了安全隱患，防火、防爆、防腐蝕性能高，設備性能安全穩定，特別適用於采油(氣)田、石油（yóu）化工、製藥等防爆要求高的行業。

6.VOC廢氣處理技術——氧化法

對於有毒、有害，而且不需（xū）要回收的（de）VOC，熱氧化法是最適合的處（chù）理技術和方（fāng）法。氧化法的基本原理：VOC與O2發生氧化反應，生成CO2和（hé）H2O。

從化學反應方程式上看，該氧化反應和化學上的燃燒過程（chéng）相類（lèi）似，但其由於VOC濃度比較低（dī），在化學反應中不會產生肉眼可見的火焰。一般情況下（xià），氧化法通過（guò）兩種方法可確保（bǎo）氧化反應的順利進行：a) 加熱。使含有VOC的有機廢氣達到反應溫度;b) 使用催化劑。如果（guǒ）溫度比較低，則氧化反應可在催化劑表麵進行[7]。所以，有機廢氣處理的氧化法分為以（yǐ）下兩種方法：

（1）催化氧化法。現階（jiē）段，催化氧化（huà）法使用（yòng）的（de）催化劑有兩種，即貴金屬催化劑和非貴金屬催化劑。貴金屬催化劑（jì）主要包括（kuò）Pt、Pd等，它們以細顆粒形式依附在催（cuī）化劑（jì）載體上，而催化劑載體通常是金屬或陶瓷蜂窩，或散裝填料;非貴金屬催（cuī）化劑主要是由過渡元（yuán）素（sù）金屬氧化物，比如MnO2，與粘合（hé）劑經過一（yī）定比例混合，然（rán）後製成的催化劑（jì）。為有效防止催化劑中毒後喪失催化活（huó）性，在處理前必須徹（chè）底（dǐ）清除可使催化劑中毒（dú）的物質，比（bǐ）如Pb、Zn和Hg等。如果有（yǒu）機廢氣中的催化劑毒物、遮蓋質無法清除，則不可使用這種催化（huà）氧化法處理VOC;

（2）熱氧化法。熱氧化法當（dāng）前分為三種：熱力燃（rán）燒（shāo）式、間壁（bì）式、蓄熱式。三種方法的主要（yào）區別在（zài）於熱量回收方式。這三種方法（fǎ）均能催化法結合，降低化學反應的（de）反應溫度。

熱力燃燒式熱氧化器，一般情況下（xià）是指氣體焚燒（shāo）爐。這種氣體焚燒爐由助燃劑、混合區和燃燒室三部分組（zǔ）成（chéng）。其中，助燃劑，比如天然（rán）氣、石油等，是（shì）輔（fǔ）助燃料（liào），在燃燒（shāo）過程中，焚燒爐內產生的熱（rè）混合區可對VOC廢氣預熱，預熱後便（biàn）可為有機廢氣的處理提供足夠（gòu）空間、時間，最終實現有機廢氣的無害化處理。

在供氧充足條件下（xià），氧化（huà）反（fǎn）應的反應程度——VOC去除率——主要取決於“三T條件”：反應溫度(Temperat)、時間(Time)、湍流混合情況(Turbulence)。這“三T條（tiáo）件”是相（xiàng）互（hù）聯係的，在一定範圍內，一個條件的改善可使另外兩（liǎng）個條件降（jiàng）低。熱力燃燒式熱氧（yǎng）化器的缺點在於：輔助燃料價格高，導致裝置操作費用比較高。

間（jiān）壁（bì）式熱氧化器指的是（shì）在熱（rè）氧（yǎng）化裝置中，加入間壁式熱交換器，進而（ér）把燃燒室排出氣體的（de）熱量傳（chuán）送給氧化（huà）裝置進口處溫度比較低的氣體，預熱完成後便（biàn）可促（cù）成氧化反應。現階段，間壁式熱交換器的（de）熱回收率最高可達85%，因此大幅降低（dī）了輔助燃料的消耗。

一般情況下，間壁式熱交換器有（yǒu）三種形式：管式、殼（ké）式和板（bǎn）式。由於熱氧化溫度必須控製在800 ℃～1 000 ℃範圍內，因此，間壁式熱交換必須由不鏽（xiù）鋼或合金材料製成。所以（yǐ）間壁式熱交（jiāo）換器的造價相當高，而（ér）這也（yě）是（shì）其缺點所在。此外，材料（liào）的熱應力也（yě）很難消除，這是間壁式熱（rè）交（jiāo）換的另外一（yī）個缺點。

蓄熱式熱氧化（huà）器，簡稱為RTO，在熱氧化裝置中（zhōng）計入蓄熱式熱（rè）交換器，在完成VOC預熱後便可（kě）進行氧化反應。現（xiàn）階段，蓄熱式熱氧化（huà）器（qì）的熱回收率已（yǐ）經達到了95%，且其占用空間比較小，輔助燃料的消耗也比較少。由於當（dāng）前的蓄熱材料可使用陶瓷填料，其可處（chù）理腐蝕性或含有顆粒物的VOC氣（qì）體。

現階段，RTO裝置分為（wéi）旋轉式和閥門切換式兩種，其中，閥門切換式是最常見的一種，由2個（gè）或多個（gè）陶瓷填（tián）充床組成，通過切換閥門來達到（dào）改變氣流方向的目的。

7.VOC廢（fèi）氣處理技術——回收式熱力焚燒（shāo）法（fǎ）

回收式熱力焚燒係（xì）統（簡稱（chēng）TNV）是（shì）利用燃氣或燃油直接燃燒加熱含有機溶劑的廢氣，在高溫作用（yòng）下，有機溶劑分子被氧化分解為CO2和水，產生的高（gāo）溫煙氣通過配套的多級換熱裝（zhuāng）置加熱生產過程需要的空氣或熱水，充分回收利用氧（yǎng）化分解（jiě）有機（jī）廢氣時產生的熱能，降低整（zhěng）個係統的能耗。因此，TNV係統是生產過程需要大量熱（rè）量時，處理（lǐ）含有機溶劑廢（fèi）氣高效、理想的處理方式，對於新建塗裝生產線，一般采用（yòng）TNV回收式熱力焚（fén）燒係統。

TNV係統由三大部分組成：廢氣預（yù）熱及焚燒係（xì）統、循環風供（gòng）熱係統、新風換（huàn）熱係統

廢氣焚燒集中供熱裝置的特點包括：有機廢氣在燃燒室的逗留時間（jiān）為1～2s；有機廢氣分解率大於99％；熱回（huí）收率可達76％；燃燒器輸（shū）出（chū）的調節比可達26∶1，最高可達（dá）40∶1。

缺點：在處理低濃度有機廢氣時，運（yùn）行成本較高；管式熱交換器隻是在（zài）連續運行時（shí），才有較長的壽命。

8.VOC廢氣處理技術（shù）——液體吸收法

液（yè）體吸收法指的（de）是通過吸收（shōu）劑與有機廢氣（qì）接觸，把有機（jī）廢氣中的有（yǒu）害分子轉移（yí）到吸收劑中，從而實現分離有機廢氣的目的。這種處理方法是一種典型的物理化學作用（yòng）過程。有（yǒu）機廢氣轉移到吸收（shōu）劑中（zhōng）後，采用解析方法把吸（xī）收劑中有害分子去除掉（diào），然後（hòu）回收，實現吸收劑的重複使用和利用。

從作用原理（lǐ）的角度（dù）劃分，此方法（fǎ）可分為化學（xué）方法和物理方法。物理方法是指利用物質之間相溶的原理，把水看作吸收劑，把有機廢氣中（zhōng）的有害分子去除掉，但（dàn）是對於不溶於水的廢氣，比如苯，則隻能通過化學方（fāng）法清除，也就是通過有機廢氣與溶劑發生化學反應，然後予以去除（chú）。

9.VOC廢氣處理技術——冷凝回收法

在不同溫度下，有機物質的飽和度不同（tóng），冷凝（níng）回收法便是利用有（yǒu）機（jī）物這一特點來發揮作用，通（tōng）過降低或提（tí）高係統（tǒng）壓力，把處於蒸汽（qì）環境（jìng）中的有機物質通過冷凝方式提取出來。冷凝提取後，有機廢氣便可得到比較高的淨化。

其缺點是操（cāo）作難度比較大，在常（cháng）溫下也不容易用冷卻（què）水來完成，需（xū）要給冷凝（níng）水降溫，所以需要較多費用。這種處理（lǐ）方法主要（yào）適用於濃度高且溫度比較低的有（yǒu）機廢氣（qì）處（chù）理。通常（cháng）適用於VOC含量高（百分之幾），氣體量較小的有機廢氣的回收（shōu）處理，由於大部分（fèn）VOC是易燃易（yì）爆氣體，受到爆炸極限的（de）限製，氣體中（zhōng）的VOC含量不會太高，所（suǒ）以要達到（dào）較高的回收（shōu）率，需采用很低溫（wēn）度的冷凝介質或高壓措施，這勢必會增加設備投資和處理成本（běn），因此，該技術一般是作為一級處理技術（shù）並與其它技術結合使（shǐ）用。

10.VOC廢氣處（chù）理技（jì）術——變（biàn）壓吸附分離與（yǔ）淨化（huà）技術

變壓吸附（fù）分離與淨化技術是利用氣體組分可吸附在固體材料上的特性，在有（yǒu）機廢氣與分離淨化裝置中，氣體的壓力會（huì）出現一定的變化，通過這種壓力變化來處理有機（jī）廢氣[6]。

PSA 技術主要應用的是物（wù）理法，通過物理法來實現有機廢氣的淨化，使用材料主要是沸石分子篩。沸石分子篩，在吸附選（xuǎn）擇性和吸附量兩方麵有一定優（yōu）勢（shì）。在一定溫度和壓力下，這種沸石分子篩可以吸附有機廢氣（qì）中的有機（jī）成分，然後把剩餘氣體輸送到下個環（huán）節中。在吸（xī）附有機廢氣後，通過一定工序將其轉化，保持並提高吸（xī）附劑的再生能力，進而可讓吸附劑再次投入使用，然後重複上步驟工（gōng）序，循環（huán）反複，直到有（yǒu）機廢氣得到淨化。

近（jìn）年來，該技術開始在工業生產中應用，對於氣體分離有良好效果。該技術的主要優勢有：能源消耗少、成本比較低、工序操作（zuò）自動化及（jí）分離淨化後混合物純度比較高、環境汙（wū）染小等。使用該技術對於回收和處理有一定價值的（de）氣體效果良好，市場發展前景（jǐng）廣闊，成為未來有機廢氣處理技術的發展方向。

小（xiǎo）編總結：有機廢氣處理除上述處理方法之外，還包括（kuò）高溫及觸媒燃燒法、活性炭吸附法、臭氧分解法和電化學氧化法等。這些（xiē）方法均（jun1）適用於有機廢氣處理（lǐ），但具體采用何種方法，則取決於廢（fèi）氣（qì）濃（nóng）度、設（shè）備裝置和環境溫度等條件。此外（wài），還（hái）需要考慮操作人員（yuán）的操作（zuò）水平。