六大常見的有機(jī)廢氣（VOCs）及處理技術(shù)

大氣環(huán)境問題日益嚴(yán)峻，廢氣排放治理也越來越得到政府、社會(huì)各界的關(guān)注。有機(jī)廢氣作為工業(yè)廢氣的主要組成部分，對(duì)大氣環(huán)境和人體影響較大，同時(shí)因其來源及成分復(fù)雜，處理難度及其所采取的處理方法也各不相同。本文簡(jiǎn)要分析常見有機(jī)廢氣種類及成分，以及常見有機(jī)廢氣的處理技術(shù)。


一、常見有機(jī)廢氣分類


VOCs(Volatile organic compounds)即揮發(fā)性有機(jī)化合物，是一類常見的大氣污染物，產(chǎn)生于油漆生產(chǎn)、化纖行業(yè)、金屬涂裝、化學(xué)涂料、制鞋制革、膠合板制造、輪胎制造等行業(yè)。有害的揮發(fā)性有機(jī)化合物主要包括丙酮、甲苯、苯酚、二甲基苯胺、甲醛、正己烷、乙酸乙酯、乙醇等。


工業(yè)企業(yè)中揮發(fā)性有機(jī)廢氣(VOCs)按產(chǎn)生來源劃分，主要有以下幾種：


1. 噴漆廢氣：主要成分為丙酮、丁醇、二甲苯、甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等揮發(fā)性有機(jī)化合物，主要產(chǎn)生于油漆噴涂等表面處理企業(yè)，常見的處理方法有油簾吸收、水簾吸收，再配合二三級(jí)的活性炭吸附等。


2. 塑料、塑膠廢氣：主要成分為塑料、塑膠等粒子受熱加工過程中揮發(fā)出來的聚合物單體，因塑料、塑膠組成成分較為復(fù)雜，廢氣中主要含乙烯、丙烯、苯乙烯、丙烯晴和丁二烯等烯烴類塑料聚合物單體，但濃度普遍較低、風(fēng)量大。涉及企業(yè)主要有塑料造粒企業(yè)、化纖生產(chǎn)企業(yè)、注塑企業(yè)、橡膠生產(chǎn)企業(yè)等，處理方法主要有活性炭吸收、等離子凈化等。


3. 定型廢氣：主要成分為其主要成分為醛、酮、烴、脂肪酸、醇、酯、內(nèi)酯、雜環(huán)化合物、芳香族化合物。涉及的企業(yè)主要為染整企業(yè)、化纖生產(chǎn)企業(yè)，通常采用水噴淋處理工藝和靜電吸附式處理工藝。


4. 化工有機(jī)廢氣：主要由化工企業(yè)排放產(chǎn)生，廢氣成分同化工企業(yè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的化工產(chǎn)品種類有較大關(guān)系，普遍會(huì)采用冷凝回收及催化燃燒技術(shù)等凈化收集處理方法。


5. 印刷廢氣：主要成分為油墨中揮發(fā)出來的甲苯、非甲烷類總烴、乙酸乙酯、乙醇等。涉及的企業(yè)主要為含有油墨印刷工序的企業(yè)，主要如包裝品、印花等公司，一般采用活性炭吸附。


二、常見VOC 有機(jī)廢氣凈化處理方法匯總


優(yōu)先選擇成本低、能耗少、無二次污染的廢氣凈化處理方法，充分利用廢氣的余熱，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用。一般情況下，石化企業(yè)由于其生產(chǎn)活動(dòng)的特殊性，排氣濃度高，多采用冷凝、吸收、燃燒等方法進(jìn)行廢氣的凈化處理。而印刷等行業(yè)的排氣濃度低，多采用吸附、催化燃燒等方法進(jìn)行廢氣凈化處理，下面就這幾種方法進(jìn)行簡(jiǎn)單概述：


1.冷凝回收法


冷凝法就是將工業(yè)生產(chǎn)的廢氣直接引入到冷凝器中，經(jīng)過吸附、吸收、解析、分離等環(huán)節(jié)的作用和反應(yīng)，回收有價(jià)值的有機(jī)物，回收廢氣的余熱，凈化廢氣，使廢氣達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)有機(jī)廢氣濃度高、溫度低、風(fēng)量小時(shí)，可采用冷凝法進(jìn)行凈化處理，一般應(yīng)用于制藥、石化企業(yè)。通常還會(huì)在冷凝回收裝置后面再加裝一級(jí)或多級(jí)的其他有機(jī)廢氣凈化裝置，以做到達(dá)標(biāo)排放。


2.吸收法


工業(yè)生產(chǎn)中多采用物理吸收法，就是將廢氣引入吸收液中進(jìn)行吸收凈化，吸收液飽和后進(jìn)行加熱、解析、冷凝等處理，回收余熱。在濃度低、溫度低、風(fēng)量大的情況下可踩踏吸收法，但需要配備加熱解析回收裝置，投資額大。涉及油漆涂裝作業(yè)企業(yè)常用的油簾、水簾吸收漆霧的方法，即常見的有機(jī)廢氣吸收法。


3.直接燃燒法


直接燃燒法就是利用燃?xì)獾容o助性材料將廢氣點(diǎn)燃，促使其中的有害物質(zhì)在高溫燃燒下轉(zhuǎn)變成無害物質(zhì)，該方法投資小，操作簡(jiǎn)單，適用于濃度高、風(fēng)量小的廢氣，但其安全技術(shù)要求較高。


4.催化燃燒法


催化然后就是將廢氣加熱經(jīng)催化燃燒后轉(zhuǎn)變成無害的二氧化碳和水。該方法適用于溫度高、濃度高的有機(jī)廢氣凈化處理中，其具有燃燒溫度低、節(jié)能、凈化率高、占地面積少等優(yōu)點(diǎn)，但投資較大。


5.吸附法


吸附法又可分成三種：


1. 直接吸附法，利用活性炭對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行吸附凈化處理，凈化率可達(dá)95%以上，該方法設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少，但需要經(jīng)常更換活性炭，頻繁的裝卸、更換等程序增加運(yùn)行費(fèi)用。


2. 吸附-回收法。利用纖維活性炭吸附有機(jī)廢氣，使其在趨近飽和狀態(tài)下過熱蒸汽反吹，實(shí)現(xiàn)脫附再生。


3. 新型吸附-催化燃燒法。該方法綜合吸附法與催化燃燒方法的優(yōu)點(diǎn)，具有運(yùn)行穩(wěn)定、投資少、運(yùn)行成本少、維修簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。其利用新型吸附材料對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行吸附處理，使其在接近飽和狀態(tài)下在熱空氣的作用下吸附、解析、脫附，接著再將廢氣引入催化燃燒床進(jìn)行無焰燃燒處理，實(shí)現(xiàn)廢氣的徹底凈化處理。該方法適用于濃度低、風(fēng)力大的廢氣凈化處理中，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)應(yīng)用多的一種廢氣凈化處理辦法。


6.低溫等離子凈化法


低溫等離子體是繼固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之后的物質(zhì)四態(tài)，當(dāng)外加電壓達(dá)到氣體的放電電壓時(shí)，氣體被擊穿，產(chǎn)生包括電子、各種離子、原子和自由基在內(nèi)的混合體。


放電過程中雖然電子溫度很高，但重粒子溫度很低，整個(gè)體系呈現(xiàn)低溫狀態(tài)，所以稱為低溫等離子體。低溫等離子體降解污染物是利用這些高能電子、自由基等活性粒子使污染物分子在極短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生分解，并發(fā)生后續(xù)的各種反應(yīng)以達(dá)到降解污染物的目的。


揮發(fā)性有機(jī)污染物(VOCs)傳統(tǒng)的處理方法如吸收、吸附、冷凝和燃燒等，對(duì)于低濃度的VOCs很難實(shí)現(xiàn)，而光催化降解VOCs 又存在催化劑容易失活的問題，利用低溫等離子體處理VOCs可以不受上述條件的限制，具有潛在的優(yōu)勢(shì)。


但由于等離子體是一門包含放電物理學(xué)、放電化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)及真空技術(shù)等基礎(chǔ)學(xué)科之上的交叉學(xué)科。因此，目前能成熟的掌握該技術(shù)的單位非常少，大部分宣傳采用低溫等離子技術(shù)處理廢氣的宣傳都不是真正意義上的低溫等離子廢氣處理技術(shù)。


總結(jié)


不同的有機(jī)廢氣成分、濃度適用不同的有機(jī)廢氣處理方式，目前綜合技術(shù)成熟性、經(jīng)濟(jì)性以及設(shè)備維護(hù)等多方面因素，應(yīng)用為廣泛的還是活性炭吸附法。但是活性炭吸附法存在適用期限到后廢活性炭洗脫回收成本大、存在污染轉(zhuǎn)移等缺點(diǎn)，因此新型吸附-催化燃燒法已在技改中或新建項(xiàng)目中被普遍應(yīng)用。


而低溫等離子凈化法因其后期維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)正受到越來越多企業(yè)的青睞，但也存在設(shè)備投資成本高等問題。相信隨著技術(shù)和工業(yè)的發(fā)展，低溫等離子凈化技術(shù)會(huì)越來越成熟，設(shè)備投資也會(huì)隨之下降，屆時(shí)將會(huì)得到普遍應(yīng)用。