揮發(fā)性有機廢氣治理技術(shù)發(fā)展研究

我國環(huán)保部門于2017年開展了第七輪次城市大氣污染防治強化督查工作，督查結(jié)果表明，揮發(fā)性有機廢氣污染，已經(jīng)成為了最為嚴重的大氣污染問題，尤其是工業(yè)生產(chǎn)會排放出大量的VOCs.這種氣體屬于一種有毒氣體，并且還能與其它污染氣體進行融合，繼而造成復合污染。因此，對揮發(fā)性有機廢氣治理技術(shù)發(fā)展進行研究，具有十分重要的意義。

1  揮發(fā)性有機廢氣概述 

揮發(fā)性有機廢氣的英文縮寫為VOCs，主要是指在正常氣壓下，任何沸點不小于260℃的有機物，以氣態(tài)分子形態(tài)排入至大氣中的有機化合物，統(tǒng)稱為揮發(fā)性有機廢氣。這種污染物的來源十分廣泛，其性質(zhì)較為復雜，工業(yè)生產(chǎn)是這種氣體的主要來源，揮發(fā)性有機廢氣污染如果得不到及時治理，將會造成嚴重的后果，究其原因，主要是這種污染氣體屬于毒性氣體，且燃點較低，很容易發(fā)生自燃和爆炸，氣體惡臭，會對人們的正常生活造成影響。同時，這類氣體在太陽光的照射下，會衍生光化學煙霧污染。因此，站在保護環(huán)境和保護人類身體健康的視角下，對這類污染氣體進行治理，其意義十分重大。

2  揮發(fā)性有機廢氣治理技術(shù)分析

2.1  直接燃燒法治理有機廢氣

燃燒法治理揮發(fā)性有機廢氣的方式較為簡單，其原理為將經(jīng)過濃縮和干燥處理過后的有機廢氣送入至焚燒爐中，然后利用輔助性燃料進行燃燒處理即可，在廢氣燃燒過程中，應確保燃燒溫度處于680-760℃之間，因為在這個溫度區(qū)間內(nèi)，揮發(fā)性有機廢氣會被充分氧化，并被分解轉(zhuǎn)化為無機物質(zhì)，例如：水、二氧化碳。應用直接燃燒法的主要目的就在于讓廢氣在合理的溫度區(qū)間內(nèi)，發(fā)生氧化反應，但是氧化反應的效果也會受到一些因素的影響，在一般情況下，氧化反應完全的占比為70%左右，此時生成的物質(zhì)是二氧化碳和水，如果氧化反應不完全，則會生成一氧化碳。而導致氧化反應不完全的主要原因有以下幾方面：一是揮發(fā)性有機廢氣濃度較低；二是燃燒不充分。為了保證燃燒的充分性，工作人員可以利用一些輔助性的燃料，例如：燃氣、燃油等，以確保燃燒的充分性。這類治理方法較為簡單，且投資費用較少，在處理濃度較高、且風量較小的有機廢氣時尤為適用，但卻對安全性和操作性提出了嚴格的要求，必須要確保焚燒爐的溫度，如果溫度不達標，很容易生成其他污染物質(zhì)。

2.2  催化燃燒法治理揮發(fā)性有機廢氣

催化燃燒法是指將有機廢氣進行加熱，當加熱溫度大于150度，小于300度時，在催化劑的作用下進行無火焰燃燒法，加熱廢氣，通過催化燃燒的方式，將有機廢氣轉(zhuǎn)化為無污染的水和二氧化碳等無機物質(zhì)。這種方法比較適用于起燃溫度較低的焚燒爐，并且這種治理方式，不會產(chǎn)生其他污染物質(zhì)，環(huán)保性較強。但是使用成本相對較高，且前期需要大量的投資。

3  揮發(fā)性有機廢氣治理技術(shù)發(fā)展研究

3.1  活性碳纖維治理技術(shù)

活性碳纖維是科學技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，這項技術(shù)相較于傳統(tǒng)吸附治理技術(shù)而言，治理效果十分顯著，其治理方法為吸附和濃縮揮發(fā)性有機廢氣，碳纖維處理技術(shù)的吸附能力較強，將其應用于揮發(fā)性有機廢氣治理技術(shù)中優(yōu)勢明顯。該技術(shù)的治理原理是先通過活性碳纖維對揮發(fā)性有機廢氣進行處理，當吸附和濃縮達到一定程度時，啟動催化設備，同時利用高溫，對熱活性碳吸附床進行加熱，以強化吸附床的吸附性能，并使有機廢氣在吸附床內(nèi)部發(fā)生氧化反應，繼而實現(xiàn)對揮發(fā)性有機廢氣的高效處理。但是，活性炭的吸附效果會隨著再生次數(shù)的增加而衰減。簡言之，活性碳纖維治理技術(shù)就是對傳統(tǒng)吸附技術(shù)的強化。究其原因，主要是活性纖維具有較強的吸附性能，將其應用于傳統(tǒng)吸附技術(shù)中，會提升有機廢氣的吸附效果，繼而為燃燒治理技術(shù)的應用，創(chuàng)造有利的條件。目前，這項技術(shù)是最為常用的揮發(fā)性有機廢氣處理技術(shù)，并且該技術(shù)在處理苯類廢氣時的效果特別突出，但活性碳纖維治理技術(shù)也存在一些不足。例如：活性碳纖維無法有效吸附烴類廢氣，且使用成本較高，對于環(huán)境要求較為嚴格，如果環(huán)境過于潮濕，則會的處理效果造成影響。

3.2  生物治理技術(shù)

生物治理技術(shù)屬于一種治理揮發(fā)性有機廢氣的新技術(shù)，這種技術(shù)對微生物的降解能力進行了充分利用，促使有機廢氣被降解后變?yōu)闊o機物，例如：水、二氧化碳等，繼而達到有效治理有機廢氣的目的。但是，這種治理技術(shù)的治理過程十分繁瑣，在使用這項技術(shù)治理揮發(fā)性有機廢氣時，無法保證有機廢氣是否會在氣相中生成其他污染物質(zhì)，這在一定程度上使生物處理技術(shù)的應用效果受到了限制，為強化技術(shù)應用效果，在使用該技術(shù)治理有機廢氣時，應該重點關注液化氣態(tài)污染物這一治理環(huán)節(jié)，在將廢氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)后，應繼續(xù)采用吸附治理技術(shù)，強化廢氣轉(zhuǎn)化的效果。生物處理技術(shù)在目前尚未確立明確的使用方法，想要讓這項技術(shù)發(fā)揮出應有的效果，科研人員需要繼續(xù)對其進行研究和完善。

3.3  蓄熱式熱力氧化技術(shù)

截止到目前，蓄熱式熱力氧化技術(shù)依然是治理效果最好的揮發(fā)性有機廢氣治理技術(shù)。相較于燃燒治理技術(shù)，這項技術(shù)可以收集焚燒中產(chǎn)生的熱量，并將其轉(zhuǎn)化為電力能源，從而產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益。這種技術(shù)在國外應用范圍十分廣泛，只要適當添加燃料即可實現(xiàn)廢氣自動化加熱治理。揮發(fā)性有機廢氣，其濃度大約為6g/m3，與蓄熱式熱力氧化技術(shù)完美契合。利用熱力氧化技術(shù)治理有機廢氣，廢氣凈化率無限趨近于100%，由此可以看出，蓄熱式熱力氧化技術(shù)在治理揮發(fā)性有機廢氣中的優(yōu)勢。但是，這項技術(shù)也存在著一些局限，具體表現(xiàn)在以下方面：首先，使用該技術(shù)之前，需要投資大量的成本，運行費用相對較高。其次，在處理有機廢氣的過程中，可能會導致碳氧化合物的產(chǎn)生，繼而對大氣造成二次污染。

3.4  微波催化氧化技術(shù)

微波催化氧化技術(shù)與活性碳纖維吸附技術(shù)類似，都是科學技術(shù)發(fā)展衍生出的全新治理技術(shù)，這種技術(shù)具有非常強的適用性和靈活性，既可單獨使用，也可以與其他治理技術(shù)結(jié)合使用，例如：填料吸附技術(shù)等，通過兩種技術(shù)的有效結(jié)合，使揮發(fā)和吸附治理性能得到強化，這種方法的使用，可以將傳統(tǒng)解吸治理方法轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒉ń馕?，繼而提高處理揮發(fā)性有機廢氣的性能。在進行VOCs治理時，運用這項技術(shù)，不僅可以縮短吸附和解吸的時間，還能減少資源的浪費和損失，繼而降低處理廢氣的成本。目前，微波催化氧化技術(shù)中的吸附劑，其運用有效次數(shù)可達20次以上，并且吸附劑使用效果非常穩(wěn)定，能夠?qū)τ袡C廢氣進行根治。

4  結(jié)語

綜上所述，由于揮發(fā)性有機廢氣具有多樣化的種類、性質(zhì)和特點，再加上有機廢氣的濃度也存在差別。因此，在治理揮發(fā)性有機廢氣時，應根據(jù)廢氣的種類、性質(zhì)和特點，并參考不同治理技術(shù)的優(yōu)勢和使用范圍，選擇合適的治理技術(shù)，從而在確保有機廢氣治理效果的同時，避免造成資源和成本的浪費。

本文來源：《企業(yè)科技與發(fā)展》：http://m.00559.cn/w/kj/21223.html