七（qī）大VOC廢氣處理技術工藝詳解

當前，VOC廢氣處理技（jì）術主要包括熱破壞法、變壓吸附分離與淨化技術、吸附法和氧化處理方法等。

一、VOC廢氣處（chù）理技術——熱破（pò）壞法

熱破壞法是指直接和輔助燃燒有機氣體，也就（jiù）是VOC，或利用合適的催化劑加快VOC的化學反應，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（dī）的有機廢氣處理效果比較好，因此（cǐ），在處理（lǐ）低（dī）濃度廢（fèi）氣中得到了廣泛應用。這種方法主要分為兩種，即直接火焰燃燒和催化（huà）燃燒。直接火焰燃燒對有機廢氣（qì）的（de）熱處理（lǐ）效率相對較高，一般情況下可達到 99%。而催化燃燒指的是在催化床層的作用下，加快有機（jī）廢氣的（de）化學（xué）反應速度。這（zhè）種方法比直（zhí）接燃燒用時更少，是高濃度、小流量有機廢氣（qì）淨化的首選技術。

二、VOC廢氣處理技術——吸附法

有機廢（fèi）氣中的吸附法主要適用於（yú）低濃度、高（gāo）通量有（yǒu）機廢氣。現階段，這種（zhǒng）有機廢氣的處理方法已（yǐ）經相當成熟，能量消耗比較小，但是處理效率卻非常（cháng）高，而且可以徹（chè）底淨化有害有機廢氣。實踐證明（míng），這種處理方法值得（dé）推廣應用。

但是這種方法（fǎ）也存在一定缺陷，它需要的設備體積比較龐大（dà），而且工（gōng）藝流程比較複雜;如果廢氣中有大量雜質，則（zé）容易導致工作人員中毒（dú）。所以，使用（yòng）此方法處理廢氣的關鍵在於吸附劑。當前，采用吸（xī）附法處（chù）理（lǐ）有機（jī）廢氣，多使用活性炭，主要是（shì）因為活性（xìng）炭細孔結構比較好，吸附性比較強。

此外，經（jīng）過氧化鐵或臭氧處理，活性炭的吸附（fù）性能將會更好，有機廢氣的處理將會更加安全和有（yǒu）效。

三、VOC廢氣處理技術——生物處理法

從處理的基本（běn）原理上講，采用生物處（chù）理方（fāng）法處理有機廢氣，是使用微生物的生理過程把有機廢氣中的有害物質轉化為簡單的無機（jī）物（wù），比如CO2、H2O和（hé）其它簡單無機物等。這是一（yī）種無害的有機廢氣處理方式。

一般情況下，一個完整的生物處理有機廢氣過程包括3個基本步驟：a) 有機廢氣中的有機（jī）汙染物（wù）首先與水接觸，在水中（zhōng）可以迅速溶解;b) 在液膜（mó）中溶解的有機（jī）物，在（zài）液態濃度低的情況下，可以逐（zhú）步擴散到生物（wù）膜中，進而被（bèi）附著在生物膜上的（de）微生物吸收;c) 被微生物吸收的有機廢氣（qì），在其自身生（shēng）理代謝過程中，將會被降解，最終轉化為對環境沒有損害的化合物（wù）質（zhì）。

四、VOC廢（fèi）氣處理（lǐ）技術——變壓吸（xī）附分離與淨（jìng）化技術（shù）

變壓吸（xī）附分（fèn）離與淨化技術是利（lì）用氣體組分可吸附在固體材料上的特性，在有機廢氣與分離淨化裝置中，氣體的壓力（lì）會出現一定的變化，通過這種壓力（lì）變化來處理有機廢氣。

PSA 技術主要應用的是物理法，通過物（wù）理法（fǎ）來實現有機廢氣的淨化，使用材料主要是沸石分子（zǐ）篩（shāi）。沸石分（fèn）子篩，在吸附選擇（zé）性（xìng）和吸附（fù）量兩方麵有一定優勢。在一定（dìng）溫度和壓力下，這種沸石（shí）分子（zǐ）篩可以吸附有機廢氣中的有機（jī）成分，然後把剩餘氣體輸送（sòng）到（dào）下個環節中（zhōng）。在吸附有機廢氣後（hòu），通過一定工（gōng）序將其轉化，保持並提高吸附劑的再生能力，進而可讓吸附劑再次投入使（shǐ）用，然後重複（fù）上步驟工序，循（xún）環反複，直（zhí）到（dào）有機廢氣得到淨化。

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

五、VOC廢氣處理技術——氧化法

對於有毒、有害，而且不需要回收的（de）VOC，熱氧化法是最適（shì）合的處理技術和方法。氧化法的（de）基本（běn）原理：VOC與O2發生氧化反應（yīng），生成（chéng）CO2和H2O，化學方（fāng）程（chéng）式如下：

從化學反應方程（chéng）式上看（kàn），該氧化（huà）反（fǎn）應和化學上的燃燒過程相（xiàng）類似，但其由於VOC濃度比較低，在化學反應（yīng）中不會產生肉眼可見的火焰。一般情況下（xià），氧化法通過兩種方（fāng）法（fǎ）可（kě）確保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（huà）劑。如果溫度（dù）比較低，則氧化反應可在（zài）催化劑表麵進行[7]。所以，有機廢氣（qì）處理的氧（yǎng）化法分為以下兩種方法：

a) 催化氧化法。現階段，催化氧化法使用的催化劑有兩種，即貴（guì）金屬催化劑和非貴金屬催化劑。貴金屬催化劑主要包括Pt、Pd等，它們以細顆粒（lì）形式依附在催化劑載體（tǐ）上，而催化劑載（zǎi）體通常是金屬或陶（táo）瓷（cí）蜂窩，或（huò）散裝填料（liào）;非貴金屬催化劑主（zhǔ）要是由過渡元素金屬氧化物，比如MnO2，與粘合劑經過一定比例混合，然後製成的催化劑。為有效防止催化劑中毒後喪失（shī）催化活性，在處理前必須徹（chè）底清除可使（shǐ）催化劑中毒的物質，比如Pb、Zn和Hg等。如果有機廢氣中的催化（huà）劑毒物、遮蓋質無法清除，則（zé）不可使用（yòng）這種催化氧化法（fǎ）處理VOC;

b) 熱氧化法。熱氧化法當前分為三種：熱力燃燒式、間壁式、蓄熱式。三（sān）種方法的主要區別在於熱量回收方（fāng）式。這三種方法均能催化法結合，降低化學反應的反應溫度。

熱力燃燒式熱氧化器（qì），一般情況下是指氣體焚燒爐。這種氣體焚燒爐由助燃劑、混合區和燃燒室三（sān）部分組成。其（qí）中，助燃劑，比（bǐ）如天然（rán）氣、石油等，是輔（fǔ）助燃料，在燃燒過程中，焚燒爐內（nèi）產（chǎn）生的熱混合區可對VOC廢氣預熱，預熱後便可為有機廢氣的處理提供足夠空間、時間，最終實（shí）現有機廢氣的無害化處理（lǐ）。

在供氧充足條件下，氧化反（fǎn）應（yīng）的（de）反應程度——VOC去除率——主要取決於“三T條件（jiàn）”：反應溫度(Temperat)、時間（jiān）(Time)、湍流混合情況(Turbulence)。這“三（sān）T條件”是相互聯係的，在一定範圍內，一個條（tiáo）件的改善可使另外兩個條件降低。熱力燃燒式熱氧化（huà）器的缺點在於：輔助燃料（liào）價格高（gāo），導致裝置操作費（fèi）用比較高。

間壁式熱氧化（huà）器指的是在熱氧化裝置中，加入間壁式熱交換器，進而把燃（rán）燒室排出（chū）氣體的熱量傳送給氧化裝置進口處溫度比較低（dī）的氣體，預熱完成後便可促成氧化反（fǎn）應。現（xiàn）階段，間（jiān）壁式熱交換器的熱回收率最高可達85%，因（yīn）此大幅降低了輔助燃料的（de）消耗。一般情況下，間壁式（shì）熱交換器有三種（zhǒng）形式（shì）：管式、殼式和板式。由於熱氧化溫度必須控製在800 ℃～1 000 ℃範圍內，因此，間壁式熱（rè）交換必須（xū）由不鏽鋼或合金材料（liào）製（zhì）成。所以間壁式熱交換器的造價（jià）相當高，而這也是其缺點所在。此（cǐ）外，材料的熱應力也很難（nán）消（xiāo）除，這是間壁式熱交換的另外一個缺（quē）點。

蓄（xù）熱式熱氧化器（qì），簡稱為RTO，在熱氧化裝置中計入蓄熱式（shì）熱交換器（qì），在完成VOC預熱後便可（kě）進行氧化反應。現階段（duàn），蓄熱式熱氧化器的熱回收率已經達到了95%，且其占用空間比較小，輔助燃料的消耗也比較少。由於當前的蓄熱材料可使用陶瓷填料（liào），其（qí）可處理腐蝕性或（huò）含有顆粒（lì）物的VOC氣體。

現階段（duàn），RTO裝置分為旋轉式和閥門切（qiē）換式兩種，其中，閥門切（qiē）換式是（shì）最（zuì）常見的一種，由2個或多個陶瓷填充床組成（chéng），通過切換閥門來達到改變氣流方向（xiàng）的目的。

六、VOC廢氣處理技（jì）術——液體吸收法

液體吸收法指的是通過（guò）吸收劑（jì）與有機廢氣接觸，把有（yǒu）機廢氣中的有（yǒu）害分子轉移到吸收劑中，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（zuò）用過程。有機廢氣轉移到吸收劑中後，采用解析方法把吸收劑中有害分子去（qù）除掉，然後回收，實現吸收（shōu）劑的重複使用和利用。

從作用原理的（de）角（jiǎo）度劃分，此方法可分為化學（xué）方法和物理方法。物理方（fāng）法是指利（lì）用物質之間相溶的原理，把水看作吸收劑（jì），把有機廢氣中的有害分子去除掉，但是對於不溶（róng）於水的廢氣，比如苯，則隻能通過化學方法清除，也就是通過有機廢氣與溶劑發生化學反應（yīng），然後予以去除。

七、VOC廢氣處理技術——冷凝回收法

在不同溫度下（xià），有機物質的飽和度不同，冷凝回收法便是利用有機物這（zhè）一特點來發揮作用，通過降低或提高係統壓力，把處於蒸汽環境中（zhōng）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（gāo）的淨化。其缺點是操作難度比較大，在常溫下也不（bú）容易用冷卻水來完成，需要給冷凝水降（jiàng）溫，所以需要（yào）較多費用。這種處（chù）理方法主要適用於濃度高且溫度比較低的有機廢氣處理（lǐ）。

無論（lùn）是從技術上來看還是從（cóng）經濟效率上來說，多相催化氧化技術（shù）設備從綜合（hé）角度來看更加適（shì）合大部分有機廢氣VOCs的處理，包括化工行業。

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