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1、范文范例指导参考各类 VOC 治理方案及其优缺点一、国内外研究现状和发展趋势有机废气种类繁多，来源广泛 ，治理难度大，一次性投资和操作费用高，基本上无回收利用价值。成分复杂的有机废气则更加难以净化、分离和回收。挥发性有机化合物(VOCs) 作为有机化合物主要分支，是指在常温下饱和蒸气压大于70Pa 、常压下沸点在 260 以内的有机化合物。从环境监测角度来讲， 指以氢焰离子检测器测出的非甲烷烃类检出物的总称，包括烃类 、氧烃类 、含卤烃类 、氮烃及硫烃类化合物 。VOCs 种类繁多，分布面广 ，根据部分国外主要环境优先污染物名录 ， VOCs 占 80 以上 。 日本 1974 l985 年环
2、境普查表明，在检出的化学毒物中，卤代烃类最多共52 种，一般烃类次之共43 种，含氮 有机物 （主要是硝基苯和苯胺类化合物）共 40种，以上三类占总检出毒物的70 。VOCs 污染严重 ，与 NOx 、 CnHm 在阳光作用下发生光化学反应，吸收 地表红外辐射引起温室效应；破坏臭氧层形成臭氧空洞，引起人体致癌和动植物中毒。随着 VOCs 污染范围的不断扩大和人们对其危害的逐步认识， 1979年联合国欧洲经济委员会在日内瓦召开跨国大气污染会议，重点讨论了 VOCs 控制问 题， 1991年 11 月通过了 VOCs跨国大气污染议定书，要求签字国以1988 年 VOCs 排放量为基准 ，到 199
3、9 年每年削减30 ；1990 年，美 国修订了清洁空气法（ CAA ）， 要求到2000 年将 VOCs 的排放量减少70。为此，开发 VOCs 替代产品 ，寻找 VOCs 控制最优技术已成为解决VOCs 污染的必由之路 。随着世界各国对VOC 污染的日益重视和环保法规不断严格VOC 的排放标准 ，其治理技术亦在逐渐改进和完善。word 版 整理范文范例指导参考（一）有机废气治理技术早在 1925年欧洲就开发出固定床活性碳吸附装置， 1958 年日本也开始使用该项技术。这是一种非常经典、成熟的方法 ，可用于治理任何浓度的常温有机废气， 但处理低浓度 、大风量有机废气时 ，设备庞大 ，不经济
4、。 对于排气温度较高的高浓度有机废气的治理，首先由美国于1950 年开发成功以天然气为燃料的直接燃烧技术 。 1965年日本与美国合作，将该项技术引入日本。 该法需将有机废气加热到760 ， 方可将有机溶剂氧化分解为无害的CO2 和 H2O ，其缺点是燃料费 高，故在欧美等天然气便宜的地区应用广泛。后来人们开发出催化燃烧技术，由于催化剂的作用可在 300 350 的低温下将有机溶剂氧化分解，因此大大降低了燃料费并且产生的 NOx 量非常少 。 其缺点是需对废气中易引起催化剂中毒的物质和粉尘进行前处理，另外，在催化燃烧装置中使用的热交换器换热效率较低，约 在 50 。 为了提高热效率，降低运行成
5、本，美国于 1975 年开发出换热效率在90 以上的蓄热式燃烧装置。由于其运行费用的降低，因此，可用于治理中等浓度有机废气 。 随后欧洲也开展了该项技术的开发。日本针对美国蓄热燃烧方式又开发出催化燃烧装置的改良型 蓄热催化氧化方法，并于 1977 年由日铁化工机首先售出产品 。 该产品可较经济地对高、中浓度的 、温度较高的有机废气进行治理。总体而言 ，按照处理的方法，有机废气处理的方法主要有两类：一类是回收法，另一类是消除法 。 回收法主要有炭吸附、变压吸附 、冷凝法及膜分离技术，回收法是通过物理方法，用温度、压力 、选择性吸附剂和选择性渗透膜等方法来分离VOC 的。消除法有热氧化、催化燃烧
6、、生物氧化及集成技术 ；消除法主要是通过化学或生化反应 ，用热 、催化剂和微生物将有机物转变成为 CO2 和水 。1、回收技术word 版 整理范文范例指导参考（1 ）炭吸附法炭吸附是目前最广泛使用的回收技术，其原理是利用吸附剂（粒状活性炭和活性炭纤维）的多孔结构 ，将废气中的VOC 捕获 。 将含 VOC 的有机废气通过活性炭床，其中的VOC 被吸附剂吸附 ，废气得到净化，而排入大气。当炭吸附达到饱和后，对饱和的炭床进行脱附再生；通入水蒸汽加热炭层，VOC 被吹脱放出，并与水蒸汽形成蒸汽混合物，一起离开炭吸附床， 用冷凝器冷却蒸汽混合物 ，使蒸汽冷凝为液体 。 若 VOC 为水溶性的，则用精
7、馏将液体混合物提纯；若为水不溶性，则用沉析器直接回收 VOC 。 因涂料中所用的“三苯 ”与水互不相溶，故可以直接回收。炭吸附技术主要用于废气中组分比较简单、有机物回收利用价值较高的情况，其废气处理设备的尺寸和费用正比于气体中VOC 的数量 ，却相对独立于废气流量；因 此，炭吸附床更倾向于稀的大气量物流，一般用于VOC 浓度小于5000PPM的情况 。 适于喷漆 、印刷和粘合剂等温度不高 ，湿度不大 ，排气量较大的场合，尤 其对含卤化物的净化回收更为有效。（2 ）冷凝法冷凝法是最简单的回收技术，将废气冷却使其温度低于有机物的露点温度，使有机物冷凝变成液滴 ，从废气中分离出来，直接回收 。 但这
8、种情况下，离开冷凝器的排放气中仍含有相当高浓度的VOC ，不能满足环境排放标准。要获得高的回收率，系统需要很高的压力和很低的温度，设备费用显著地增加。冷凝法主要用于高沸点和高浓度的VOC 回收 ，适用的浓度范围为 5 (体积 )。（3 ）膜分离技术膜分离系统是一种高效的新型分离技术，其流程简单、回收率高 、能耗低 、无二次污染。膜分离技术的基础就是使用对有机物具有选择渗透性的聚合物膜，该膜对有机蒸气较空气更易于渗透10 100 倍，从而实现有机物的分离。word 版 整理范文范例指导参考最简单的膜分离为单级膜分离系统，直接使压缩气体通过膜表面，实现 VOC 的分离 ，但单级膜因分离程度很低，难
9、以达到分离要求，而多级膜分离系统则会大大增加设备投资。MTR 开发了一种新型的集成膜系统，仅使用单级膜，就可以大大提高回收率，并降低系统的费用 。该技术结合压缩冷凝和膜分离两种技术的特点，来集成实现分离。用压缩机先将进料气提高到一定压力，然后将进料气送到冷却器冷凝，使部分VOC冷凝下来 ，冷凝液直接放入储罐。离开冷凝器的非凝气体仍含相当数量的有机物， 并具有很高的压力，可以作为膜渗透的驱动力，使膜分离不再需要附加的动力。将非凝气送到膜系统，有机选择渗透膜将气体分成两股物流，脱除了 VOC 的未渗透侧的净化气被排放；渗透物流为富集了有机物的蒸汽，该渗透物流循环到压缩机的进口。系统通常可以从进料气
10、中移出VOC 达 99 以上 ，并使排放气中的VOC 达到环保排放标准 。该系统的特点是末渗透物流的浓度独立于进料气的浓度，该浓度由冷凝器的压力和温度决定。（ 4 ）变压吸附技术该 技术利用吸附剂在一定压力下，先吸附有机物 。 当吸附剂吸附饱和后 ，进行吸附剂的再生。再生不是利用蒸汽 ，而是通过压力变换来将有机物脱附 。 当压力降低时 ， 有机物从吸附剂表面脱附放出 。 其特点是无污染物 ，回收效率高 ，可以回收反应性有机物 。 但是该技术操作费用较高 ，吸附需要加压 ，脱附需要减压 ，环保中应用较少 。回收技术的适用范围：粒状活性炭主要用于脂肪和芳香族碳氢化合物、大部分含氯溶剂、常用醇类 、
11、部分酮类和酯类等的回收 。 常见的有 ：苯、甲苯 、二甲苯 、己烷 、庚烷 、甲基乙基酮 、丙酮 、四氯化碳 、醋酸乙酯等 ，活性炭纤维吸附则可回收苯乙烯和丙烯晴等反应性单体，但费用较粒状活性炭吸附要word 版 整理范文范例指导参考高的多 。 吸附法已广泛用在喷漆行业的“三苯 ”、醋酸乙酯 、制鞋行业的 “三苯 ”，印刷行业的甲苯、醋酸乙酯 、电子行业的二氯甲烷和三氯乙烷的回收。炭吸附法要求废气中的VOC 不能超过5000PPM ，并且湿度不能 50 ； 当浓度 5000PPM时，则需在吸附前稀释，对部分酮 、醛、酯等含活性的物质不适用，该类 VOC 会与活性炭或在活性炭表面发生反应，堵塞炭
12、孔 ，使活性炭失活 。冷凝法对高沸点的有机物效果较好，对中等和高挥发的有机物回收效果不好，该法适合VOC 浓度 5 的情况 ，回收率不高。而大部分废气中均存在水分，温度低于0 时会结冰 ，降低系统的可靠性，故很少单独使用。膜分离方法适合于处理较浓的物流，即 0.1 VOC 浓度 10 ， 膜系统的费用与进口流速成正比 ，与浓度则关系不大。它适于高浓度、高价值的有机物回收，其设备费用较高。工业上已经从聚烯烃装置的冲洗气中回收烯烃单体和氦气。在环保领域 ，从加油站回收碳氢化合物 ；从制冷设备 、气雾剂及泡沫塑料的生产和使用过程中回收CFC，从 PVC 加工中回收氯乙烯单体 。 此技术非常有前途，随着新高效膜的出现和系统造价的降低，它会成为一种重要的回收手段 。2、消除技术（1 ）热氧化热氧化系统就是火焰氧化器，通过燃烧来消除有机物的，其操作温度高达700 1,000 。这样不可避免地具有高的燃料费用，为降低燃料费用，需要回收离开氧化器的排放气中的热量。回收热量有两种方式，传统的间壁式换热和新的非稳态蓄热换热技术。间壁式热氧化是用列管或板式间壁换热器来捕获净化排放气的热量，它可以回收40
