有机废气治理工业现状

1、有机废气治理工业现状王钢【现状】有机废气是石油化工、喷漆、制药、印刷所排放的最常见的污染物。 挥发性有机废气是指沸点在50260 C、室温下饱和蒸气压超过133.3 Pa的 易挥发性有机化合物。这些有机废气会造成空气污染，危害人类健康，其中大 部分都是对人体健康和环境的毒害。一些有机物质被列为致癌物，如苯，多环 芳烃，氯乙烯，乙腈等。由于挥发性有机气体的风险，大多数企业在其生产活 动过程中都不免产生一定量的废气，这些产生的废气直接排放到大气中就不可 避免地对空气造成污染，当前的事实是工业生产所产生的废气种类繁多，随着 各个国家对环境保护的意识加强，废气治理技术也得以快速地发展，目前针对 同一种

2、废气存在着多种治理技术，不同治理技术的性能也会千差万别的。下面 主要介绍了工业废气中有机废气的来源及其危害，并对当前存在的废气治理技 术进行了分析，研究不同技术所存在的优势和不足，最后对高效率的有机废气 处理技术进行了介绍，展望未来有机废气治理技术的前景。1、有机废气的来源及危害随着石油化工行业的兴起和发展，人类所生存的环境就逐渐发生恶化，大 气污染越发严重。这就足以说明，石油化工行业在生产过程中排放的废气是大 气环境污染的真凶。这种废气排放量巨大，其中包含的有机物含量波动性大， 是有毒气体，还可以燃烧，有些废气甚至有恶臭，废气的成分氯氟烃也是破坏 臭氧层的罪魁。除此以外，石化行业中的储存设备

3、，印刷厂以及其它石化相关 行业都是产生有机废气的源头。面对大气质量的下降，环境的恶化，必须减少 大气中的有机气体排放，这里面最有效的手段就是从源头入手，这也是最为经 济的手段。废气污染会导致环境恶化加重，而最终受害的是我们人类。有机废气对人 体的危害是多方面的，来自不同行业的有机废气所具备的毒性也是有所区别的， 最常见的几种主要有机废气对人体的危害表现如下：苯类的有机气体会造成人 体中枢神经系统的损害，高浓度的苯蒸气（含量达空气的2% ）可导致急性中毒身亡。多环芳烃具有强烈的致癌特性，属于严重污染物。苯酸类有机气体会 是蛋白质变性凝固，造成全身中毒。腈类有机气体可导致呼吸问题，甚至窒息 死亡。

4、硝基苯破坏神经系统，影响脏器功能。有机磷化物会导致血液中胆碱脂 酶的活性降低，发生功能性神经系统障碍。在各种硫化有机物中，高浓度的硫 醇是可能致命。高浓度的含氧有机物环氧乙烷可致人死亡。2、行业发展环境2010日国务院发布了关于推进大气污染联合防治和改善区域空气质量的指导 意见的通知，挥发性有机气体和颗粒、二氧化硫和氮氧化物一起，对大气污 染物的防治需要重点研究，开展大气污染防治的防治工作，作为大气污染防治 工作的重要组成部分。根据“五个第十二年计划”和“空气污染防治行动计划”在大气污染防治重点 领域，国家和地方政府在2014个有显着增强的控制政策和法规和管理制度的 挥发性有机气体污染防治和控

5、制。一是启动了挥发性有机气体排放收费系统的 研究和开发，这已经引起了污水行业和企业的极大关注，并有效地促进了挥发 性有机气体的管理。两家是国家和地区的挥发性有机气体排放标准开始全面排 放标准。3、行业经营状况挥发性有机物的污染具有复杂性、复杂性和区域性，这与城市地区和工业污染 源有关。全区挥发性有机气体排放主要集中在长江三角洲、珠江三角洲、北京、 天津及东南沿海地区等发达地区。工业来源的挥发性有机气体排放涉及许多行 业，包括石油化工，有机化学品，医药化学品，表面涂层，溶剂的使用和储存 和运输，减少污染和控制市场潜力。挥发性有机污染物（挥发性有机气体）具 有多种特性，如各种排放、排放源等特点，除

6、个别行业外，单个污染源的大小 一般很小，产值很低；此外，管理的挥发性有机气体是复杂的，涉及几十个工 程技术，一般一个管理公司只能掌握一种技术。因此，从事除尘、脱硫脱硝的 工程企业管理，在企业的挥发性有机物治理中一般比较小。近年来，挥发性有机气体处理产业的发展呈现出以下趋势。一个新的注册是一 个大量的挥发性有机气体的专业企业法人治理结构的建立；二是从事除尘，脱 硫、脱硝治理企业的挥发性有机废气处理领域，企业的资金实力、技术转型速 度更快，更快的发展；三是海外企业凭借其技术优势，开始拓展我国挥发性有 机气体处理市场，这些企业技术力量雄厚，起点高，与设计经验，大型项目的 快速发展，对国内企业的影响巨

7、大；四是企业环境保护的监督挥发性有机气体 氮部门，挥发性有机气体检测和市场的快速发展，从事挥发性有机气体检测设 备和测试业务已经快速发展；五是社会资本进入挥发性有机气体处理市场，一 些企业的强大技术实力，提高企业通过融资，资金注入和其他方式扩大市场竞争力，进展是显而易见的4、有机废气治理技术现状相比传统的有机废气处理技术，因其存在诸多不足，随着近些年生物技术 的发展，人们试图在新领域利用先进的生物技术治理有机废气，包括吸附法、 吸收法、氧化法、生物膜法和等离子分解法等。4.1活性炭吸附法。吸附是指液体或气体附着集中于固体表面的作用，一 般的活性碳都能发生这种作用。根据选取的吸附材料以及吸附机理

8、的不同，吸 附法又可分成化学吸附和物理吸附。化学吸附利用的是疏水键去除有机污染物 的，例如用酚醛树脂吸附剂去除邻苯二甲酸二甲酯类物质。但是化学吸附剂， 更多的是运用在去除水相污染物当中，用来去除有机废气的情况比较少见，究 其原因是吸附剂与气体接触时间不够长，无法进行有效的反应，导致吸附效果 达不到预期。这就使得人们在实际生产中选择物理吸附材料处理有机废气，比 如活性炭、沸石等。选择这种孔状结构，比表面积大，物理吸附能力强的吸附 剂符合去除有机气体的要求。实验数据表明，纤维吸附材料与蜂窝状、颗粒状 吸附材料相比，具备更快的传质速率，因此，常常选择纤维吸附材料，以提高 去污效率。4.2吸收法。吸收

9、法一般情况是指的是液体吸收法，其基本的原理是废气 和吸收剂接触很充分，吸收剂对于有害物质进行吸收，再经过接吸收过程，从 吸收剂中除去废气并提取吸收剂，这样就使得吸收剂能够被循环利用。目前废 气处理设备中喷淋装置是使用吸收的原理进行制作的。物理吸收剂是利用的物 质具备相似相容的物质特性，比如常见的吸收剂水，可以用于去除那些易溶于 水的气体，像丙酮、甲醇、醚，但是对于水溶性差的物质水无法起到作用。这 就需要使用化学吸附的方法，其主要的原理是吸附剂上面的基团与有机废气发 生，就当前国内外对吸收法的应用，可以获得以下经验总结。一是国内外研究 者研究了不同溶剂吸收法对各种有机废气污染成分的处理效果，吸收

10、剂主要包 括有机溶剂、表面活性剂和水，还包括新型环保型吸收剂环糊精；因此废气种 类不同，采用的吸附剂的种类也就不同4.3催化氧化燃烧法。对于处理那些有毒、有害、没有回收价值的气体， 如VOCs，氧化法是最佳的处理手段。该方法的基本原理是VOCs同氧气发生氧化反应生成水和二氧化碳，氧化反应就好比燃烧过程一样，最后得到的成分 是对空气无害的水和二氧化碳。通常采用以下两种方法促使氧化反应的顺利进 行：一种是加热升温，即热氧化法，使得废气达到氧化反应必需的最低温度； 另一种是催化氧化，催化氧化是指不改变反应的温度和压强，向反应环境中添 加金属催化剂，例如Pt、Pd、Ni等，废气中的有机污染物同氧化剂发

11、生的氧 化反应，催化剂的存在可以大大降低催化燃烧所需要的温度。如何获得高效的 催化剂是催化氧化法的关键。近些年来，人们一直致力与整体催化剂的研究， 同颗粒状催化剂比较，其在传质、传热、压降性能等诸多方面表现出优点。4.4生物膜法。人们利用自然界中的有机生物，特别是微生物降解过程来处 理废物是一种优异的处理手段，我们知道采用生物膜法对有机污水进行处理已 有超过一百年的历史，但是将其应用于工业废气处理，特别是净化有机废气却 刚刚起步。国内外对生物膜法处理有机废气的研究都处理理论实验阶段，尚未 获得可以用于生产实践的技术，不过其广阔的前景已经被业界所看好，生物膜 法是也是机废气治理研究的前沿性课题。

12、生物膜法治理有机废气是指将微生物 培养在多孔性介质的表面，并让污染气体在填料床层中进行生物处理，可出去 其中的大部分有机污染物，并使之在空隙中发生降解反应；孔隙中的微生物消 耗掉空隙中的有机污染物，并降解成水、二氧化碳和中性的盐类。4.5等离子体分解法。利用等离子体分解法对氯氟烃进行分解的技术已经 被用于工业生产了，该分解过程可以在短较短的时间内完成，而且对装置的规 模没有要求，在小型装置内也可以处理大量的氯氟烃等气体。等离子体分解法 运行设备包含两个子系统，一个子系统是利用高频等离子体急速加热等离子体， 使其温度在短时间内升高到约10000摄氏度，这就是超高温加水分解系统，这 是利用等离子体

13、的化学作用与水蒸气接触进行分解的原理。另一个子系统是为 了防止二恶英类的再度合成的排气急冷系统，其可以把高温分解的排气急速冷 却到80 °C以下。组成一个完整的这种系统需要氯氟烃和水蒸气的供给装置和 等离子体发生装置，还需要反应炉、冷却罐和排水处理装置等。5、有机化合物废气处理技术的发展挥发性有机物是空气中有机化合物在室温和大气压力下的总称。工业固定的有 机废气排放量，涉及行业，广泛的污染物，复杂的组成。在大多数情况下，由 于生产过程中含有各种污染物的尾气，需要使用一个组合的技术进行全面的控 制。目前，最广泛使用的技术，包括吸附回收技术，吸附富集技术，催化燃烧技术 和高温焚烧技术，此

14、外，低温等离子体技术和生物处理技术也得到了快速发展。 总体技术发展主要表现在以下几个方面：5.1个新的吸附技术继续发展和完善在挥发性有机气体处理领域，溶剂回收往往具有良好的经济效益。所以吸附和 回收技术的研究最为成熟。从目前的治理状况来看，许多部门的挥发性有机气 体的治疗涉及到吸附溶剂回收技术。如石油和天然气回收，包装和印刷，集装 箱喷漆，石化，化工，化工，制药等行业。从吸附过程中，低压水蒸气解吸技 术仍是主流技术，技术已得到改善。近年来，氮气保护新技术的发展，以避免 水蒸汽的使用，降低回收溶剂净化成本，提高设备的安全性，得到了广泛应用, 特别是在包装印刷行业是最广泛使用的。吸附材料主要包括颗

15、粒活性炭和活性 炭纤维，近年来发展的蜂窝活性炭和分子筛吸附剂后的吸附浓度技术，冷凝回 收。5.2蓄热式燃烧技术逐渐取代传统燃烧技术催化燃烧技术和高温燃烧技术是目前最常见的燃烧挥发性有机气体的处理技术, 是目前最有效的处理挥发性有机气体。燃烧法通常用于控制废气中的有机物。 热催化燃烧过程中需要对相应的燃烧温度进行加热。如果废气中有机物浓度越 高，废气燃烧所产生的热量可以保持有机物分解所需的反应温度，燃烧法是一 种经济可行的方法。传统的催化燃烧技术和高温燃烧技术在传热效率低，当废 气中有机物浓度较低时，需要大量的能量消耗，且运行成本较高。为了提高设 备的热效率，降低设备的运行成本，近年来发展了蓄热

16、式加热技术和蓄热式催 化燃烧技术。5.3、低温等离子技术的新力量突然上升。混沌场景低温等离子体净化技术是近年来废气处理技术发展的一项新技术。等离子体被 称为第四种物质，包括电子、离子、自由基和中性粒子。低温等离子有机气体 净化是利用介质放电产生的等离子气体分子反复轰击，激活，电离，热解气体 中的各种成分，通过氧化和一系列复杂的化学反应，打开分子中的化学键，从 而改变复杂的大分子污染物，或将有毒有害物质转化为无害或低毒物质。由于 缺乏技术指导和技术法规，污水公司不知道如何选择这一治理技术，并经常采 用“低投标”，而低价格的治理技术可能不适合行业挥发性有机物治理，并最 终不能满足排放标准的要求，导

17、致建设的冗余项目，近年来，重复建设，重复 投资，造成一定的浪费。5.4生物技术的发展，应用范围逐步扩大首次将生物法应用于废气。近年来，随着有机污染物处理技术的不断发展，生 物法已应用于有机污染物领域。生物法具有设备简单、投资低、运行成本低、 无污染等优点，但由于有机污染物的生物降解率较低，仅在低浓度有机废气处 理中经济。此外，由于有机物上的消化生物菌具有高度的特异性，有机物是适 合生物降解的清洁剂，可采用生物法进行生物降解，生物制剂生物有机废气的 处理，提高了普遍性。6、挥发性有机化合物废气处理技术升级的解决对策中国实际上是在“第十二五”期间注意挥发性有机气体污染控制问题，和 挥发性有机气体和

18、颗粒物，NOx和SOx为改善大气污染控制的质量控制目标, 并加强挥发性有机气体的污染控制，使该行业的相关企业要增强信心，加强技 术研究和投资，而新建立了一批专业的挥发性有机气体污染控制的企业，外资 企业，包括国外的一些公司也参与了挥发性有机气体管理公司纷纷进入中国市 场。在现阶段的发展中，解决的主要途径应该在以下几个方面：6.1完善排放标准体系和管理体系政策法规和管理体制不健全，行业发展的影响，在这个阶段的主要任务，应尽 快提高排放标准体系和管理制度。挥发性有机气体的排放涉及行业，大量的排 放量是该行业的重点将有超过 50，从行业减排和治理的考虑，应该是行业的排 放标准的重点，规范行业的治理。

19、对于一些较小的排放量，应尽快完成，以完 成全面的排放标准的修订，综合排放标准的管理。虽然我们要加强重点行业排 放标准的发展，但总体进展缓慢，有一些重点行业的排放标准尚未建立，空气 污染物排放标准（GB16297-1996 ）修订工作尚未完成。缺乏大量的排放标准， 环保部门在促进行业不能跟进，监管困难，限制了行业挥发性有机气体的发展。6.2提高技术研发力度，提高技术水平挥发性有机气体处理产业总体技术发展水平低，需要在国家和企业的技术研究 和发展，提高技术水平，提高技术水平。由于挥发性有机化合物涉及到多种污染物，不同的属性，包括烃（烷烃、烯烃、 芳亭）、酮类、酚类、酯类、醇类、醛、胺、腈（氰化物）和其他有机化合物， 测定挥发性有机气体的管理系统是非常复杂的，包括和破坏技术两类回收技术， 以及吸附技术、吸收技术、冷凝技术、膜技术、催化燃烧技术、高温焚烧技术、 生物技术、低温等离子技术、光催化技术，对十种控制技术实用光氧化技术。 其中吸附、吸附、缩合、催化燃烧和高温燃烧技术是技术的主流技术。与其他 同类技术相比，我们在功能材料、技术细节、工艺设计和制造水平方面都有差 距。膜分离技术、生物技术、低温等离子体技术、光催化技术和光氧化技术在 挥发性有机气体开发中的应用。由于缺乏技术基础，应用技术和对技术的使用 缺乏认识，在工艺设计和净化设备设计中存在着大量的