VOC治理专业技术

1、第四章VOC废气处理技术一、VOC废气处理简介(-)来源人气中V0CS污染物是人为源和天然源排放到人气中有机化合物-非甲烷桂类的总称，目前正受到 日益广泛的关注。全世界在空气中检岀的V0CS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：即生产工艺过程拙放。这些工艺过程包扌乳 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、多环芳桂等。其危害主要有：在阳光照射下，NOx和人气中的VOCs

2、发生光化学反应，生成臭氧、过氧硝基熬(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) 人多数OCs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) 人多数VOCs都易燃易爆，在高浓度扌II：放时易酿成爆炸。(4) 部分VOCs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，向环境中扌II：放和泄露不

3、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，第类是非破.坏性方法，即采用物理方法将VOCs回收：第二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。常用的控制技术如图所示污染控制技术类型图27VOCs宜采用回收技术加以循环利用。常用的回收技术主要对于比较高浓度的或比较昂贵的VOCs有吸 附、吸收、冷凝、膜技术等。)废气处理的控制技术包括虫燃焚化法、触媒焚化法、活性挥发性 有机化合物(VOCs碳吸附法、吸收法、冷凝法等。在-定温度、压类是回收法。就是通过物 理方法，有机废气的处理方法主要有两类:主要包扌

4、舌(VOCs),，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活性碳吸附、变压吸附、冷凝法和生物膜法等。另类是消 除法。消除法是通过化学或生主要包括热氧化、，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催化燃烧、生物氧化、电晕法、等离f体分解法、光分解法等。废气处 理技术简介表99VOC处理方法原理适用回吸附技术vocs吸附法是目前最广泛便用的回收法。它尿T干 法工艺.是通过具有较大比表面积的VOCs吸附剂对 废气中所含的进行吸附.将净化后的气体排入大气。 常见的的吸附剂有粒主耍用于吸附回收脂肪和芳香族碳氮化合物.大 部分含氮落剂.常用醇类.部分酣类和酯类等

5、。 活性炭纤维吸附低浓度以至痕呈的吸附质时更 有效.可用于回收苯乙收技术状活性炭、活性炭纤维、沸石.分子筛.多孔粘土矿 石.活性氣化铝、硅胶和离聚物吸附树脂等。活性炭 吸附法鼓适于处理VOC3浓 度为300-5000ppa的有机 废气，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.乙醉和醋酸乙酯.制 鞋行业的三苯(苯.甲苯.二甲苯和丙印刷 行业的异丙阿、酷酸乙酣和甲苯电子行业的二 氮甲烷和三氯乙烷的吸附回收。吸收技术吸收法绘利用液体吸收液从气流中吸收气态的一种 方法其常用方式有填料塔和喷VOCs淋塔两种吸收 法.吸收效果主耍取决T吸收剂的吸收性能和吸收设 备的结构持征。该

6、法对吸收剂和吸收设备的有较高的 要求.而且需要定期更换吸收剂,过程较复朵.费用 较高。常用于处理高湿度(50%) VOCs气流。该法的处理 浓度范圉为500-5000ppm.效率高达9598%. 但投资较大,设计困难,应用较少。冷凝技术冷凝法是利用物质在不冋隘度下具有不同饱和蒸汽 压这一性质.采用降低温度.提高系统的圧力或者既 降低温度又提髙圧力的方冷凝并从废气屮法使处F 蒸气状态W VOCs分离出来的过程。在给定的温度下.VOC3的的去除率越高。初始浓度越大.VOCs冷凝法特别适用于处理VOC8浓度在lOOOOppm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

7、法在理论上可达 到很尚的净化程度但是当浓度低于几个ppm时. 须采取进一步的冷冻措施.使运行成*大大提 高.所以冷联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。膜技术冷凝法是利用物质在不1可隘度下具有不同饱和蒸汽 压这一性质.采用降低温度.捉高系统的圧力或者既 降低温度又提高压力的方VOCS冷凝并从废气中法. 使处于蒸气状态的分离出来的过程。冷联法特别适用T处理VOCs浓度在lOOOOppm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.voc3 的初始浓度越

8、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ppn:时.须采取进一步的冷冻措施.使运行 成本大大捉高.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 法和使用涓剂吸收）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.燃烧技术热破坏是EI前应用比较广泛也是研究较多的有机废 气治理方法.特别绘对低浓度冇机废气。冇机化合物 的热破坏可分为直接火焰燃因此.这种方法只能适用于净化那些可燃的或在 高温悄况下可以分解的有害物质。对化工.喷漆、 绝缘材料等行业的生技术烧和催化燃烧。燃烧时所发生的化学作用主耍是燃 烧氧化作用及高温下的

9、热分解。把废气屮可燃的有害 组分当作直接燃烧法：燃料直接燃烧。間此.该方法 只适用于净化可燃有害组分浓度较离的废气或者是 用于净化冇害组分燃烧时热值较高的废气。佛化燃 烧法:在催化剂作用下.使废气中的等。由有害可燃 组分完全氧化为C02和H20绝大部分有机物均具有 可燃烧性冈此依化燃烧法己成为净化含碳氮化合物 废气的有效手段Z-。又由于很大一部分有机化合物 具有不同程度的恶臭.因此催化燃烧法也定消除恶 臭气体的有效手段Z-。产装置中所排出的有机废气.广泛采用了燃烧净 化的手段。由T VOCs燃烧氣化的般终产物是 C02. H20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

10、.使排气的 隘度很高.所以可以回收热址。优点：一般情 况下去除率均在95%以上。光催化降 解(如的光催化性.氧化吸附Ti02)利用催化剂终最产 生C02和的化在催剂表面VOCs. 其利用用光照射半 导体光催化剂使半H20导体的电子充満的价带秋迁 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9体颗粒表面吸附 的有机物或溶剂屮的电子使原本不吸收光而无法彼 光子胃接氧化的物质通过光傑化剂被活化氣化：光 致电子还具有很强的还原性便得半导体表面的电 子受体被还原。由于该技术还没有很完备的理论，在光催化右02 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。

11、而且.光催化氣化法存在若催 化剂的失活.催化剂难以固定.且傑化剂固定后 催化效率降低的缺点.因此该技术目前尚未商业 化。生物降解技术生物降，解技术最早应用于脱臭近年来逐渐的新型污 染控制技术。该技术发展成为VOCs p.含有的废气 由湿度控制器进行加湿VOC3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.吸附等综介作用.进入包 例在遊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。H20C02成和生物降解法设备简单.运行维护费用低.无二次 污染等优点.尤其在处理低浓度.生物可降解性 好的气态污染物时更M：其经济性。体积大

12、和停留 时间长是生物法的主耍问题.冋时该法对成分复 杂的废气或难以降解的VOCs去除效果牧差。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,是导电性潦体总体上保持 电屮性。发展前禁比较广阔的等离子体技术定电暈放 电技术用其具有效率高.能量利用率高、设备VOCs 处理维护简单.费用低等优点。电呆放电绘拆在非均 匀电场中用较高的电场强度便气体产生“电子晋 崩S出现大量的自由电子.这.电晕放电技术对VOCs的处理效率很高应用范 甬广.基本匕乞类VOCs都能有效处理对低浓 度VOCs处理效果显瓠 运行工艺简单维护方 使.能耗低比传统方法更经济有效.存在的问 题是.该技

13、术还处于实验室研究阶段.处理址较 小：该技术对电源的耍求很商.在分解分子的同 时.还有一些有害制产物产VOCs些电子在电场力的作用下做加速运动并获得或c=c 能fib当这些电子具有的能启与C-H、键的键能相同 或相近时.就可以打破这些CY键.从而破坏有机物 的结构。电呆放电可以产生以臭氧为代表的具有强氧 化能力的物VOCs质.可以氧化有机物。所以电晕法 处理理论上是上述两种机理共同作用的结果。生.如NOx、 CO、 0等。表100 VOCs处理技术能力比较工艺高浓度低浓度最终产物适用范围不足效 率费用效率费 用回 收 技 术吸附中中Inj有机物度，范圉低浓广吸附剂需再生处理吸收【:;j咼有机物

14、定，高浓度特范 围吸收剂难以选择冷凝低有机物高浓度，单组份高浓度特定组分膜高低中1有机物，范围高浓度广作为冷凝前处理工 序销 毁 技 术燃烧高1司InjCO, HO围度,范高浓广易产生有毒中间产 物光催化中1,HCOO圉度，范高浓广催化剂难固定，失活生物低低inj低0 CO, H：圉范低浓度，广对温度湿度变化灵 敏了离等中中inj低0 CO, H：圉，低浓度范广电源要求高，有毒产 物二、炼铁VOCs治理技术（煤气净化及化学产品回收）煤气净化系统向人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

15、、燃烧 废气及粉尘颗粒等，含NH、HS、HCN、CH、苯、SO、NOx. CO及烟尘皿等成分。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，XH、HS. HCN CO等大部分被水吸收，洗涤水亠送入 废水处理系统。含硫酸钱粉尘的热废气旋风除尘器处理或用水洗涤净化粗苯蒸馆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。分谓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治理技术产生部位控制措施VOC储油站酬漏产生(1) 油气集输匸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，避免烧类废气排放。(3) 采取原油稳定装置，降低油气蒸发损耗，避免坯类挥发。(4)贮 油罐采用浮顶罐，降低油气蒸发损耗，避免桂类挥发。甲醇储罐、凝析油储罐大VOC小呼吸、泄漏闭井期拆除井场管道酬漏 油