1 VOC是什么
VOC揮發(fā)性有機(jī)物一般是指飽和蒸氣壓較高(20℃下大于或等于0.01KPa)、沸點(diǎn)較低、分子量小、常溫狀態(tài)下易揮發(fā)的有機(jī)化合物。VOC其主要成分為烴類(lèi)、鹵代烴、氮烴、含氧烴、硫烴及低沸點(diǎn)的多環(huán)芳烴等，特點(diǎn)是沸點(diǎn)較低、分子量小、常溫狀態(tài)下易揮發(fā)。
VOC廣泛來(lái)源于石油化工、有機(jī)化工、表面涂裝、包裝印刷、機(jī)動(dòng)車(chē)、涂料生產(chǎn)、制藥、溶劑使用、“三廢”處理、生物質(zhì)燃燒和煤炭燃燒等人為污染源和森林、植被、土壤微生物和農(nóng)作物等天然污染源。
2 VOC有什么危害
其一，VOC中的有些物質(zhì)會(huì)對(duì)人體造成直接損害，引起呼吸困難、頭疼、胸悶、肺氣腫等呼吸系統(tǒng)傷害，嚴(yán)重的傷害到人的肝臟、腎臟、大腦和神經(jīng)系統(tǒng)。長(zhǎng)期處于這類(lèi)環(huán)境中甚至?xí)鹕窠?jīng)質(zhì)或憂(yōu)郁癥。
其二，VOC破壞大氣生態(tài)環(huán)境，例如，VOC碳?xì)浠衔锖偷趸镌陉?yáng)光和熱的作用下會(huì)發(fā)生一系列復(fù)雜反應(yīng)而形成光化學(xué)煙霧，此外還會(huì)破壞高空中的臭氧層。其三，VOC含有易燃易爆的化合物，這也給企業(yè)的日常生產(chǎn)帶來(lái)了安全隱患。
3 VOC末端處理技術(shù)
VOC末端處理技術(shù)可分為回收處理及氧化處理兩大類(lèi)。
3.1 回收處理技術(shù)
回收處理VOC技術(shù)包括冷凝、膜分離、吸附、吸收等。為了獲得具有足夠純度的有機(jī)物，在利用吸附、吸收和接觸式冷凝等方法使氣相VOC轉(zhuǎn)移至固相或液相之后，還需要借助熱解析、氣提、精蒸餾等手段分離有機(jī)組分。
3.1.1冷凝法
冷凝回收法是利用有機(jī)物在不同溫度下，其飽和蒸氣壓不同，通過(guò)冷凝器降溫或升壓，使有機(jī)物冷凝成液體，從氣相中分離出來(lái)。冷凝提取后，有機(jī)廢氣便可得到比較高的凈化。*通用的冷凝方法有表面冷凝和接觸冷凝。
冷凝法主要應(yīng)用于高濃度VOC氣體處理，盡管在理論上可達(dá)到很高的凈化程度，但是其操作難度大，難于在常溫下用冷卻水來(lái)完成，需要給冷凝水降溫，當(dāng)濃度低至每升數(shù)百毫升時(shí)，處理成本會(huì)大大提高。所以冷凝法常作為吸附、膜分離或者其他VOC深度凈化方法的前處理措施，以回收有機(jī)物，并降低后續(xù)處理的負(fù)荷。
3.1.2膜分離法
不同氣體分子通過(guò)具有選擇性的膜時(shí)，其擴(kuò)散滲透率不同，在膜兩側(cè)施加推動(dòng)力時(shí)，有機(jī)選擇滲透膜將氣體分成2種物流，不能通過(guò)膜的氣體為脫除了VOC的潔凈空氣被排放，通過(guò)膜的有機(jī)氣體繼續(xù)被循環(huán)冷凝。
膜分離法回收VOC就是借助真空泵，在納米級(jí)的氣體分離膜兩側(cè)形成壓力差，使得VOC氣體透過(guò)膜，而空氣透過(guò)膜的速率小得多，通常高分子膜對(duì)VOC的速率比空氣高10~100倍。
膜分離法主要應(yīng)用于濃度在1000mg/m3以上的VOC氣體回收處理，回收率能夠達(dá)致90%~99.9%。膜分離法*大的優(yōu)點(diǎn)運(yùn)化效果好，無(wú)二次污染物，回收的VOC無(wú)須后續(xù)處理。但是，膜處理技術(shù)投資運(yùn)行費(fèi)用高，且污染的膜被丟棄后會(huì)造成污染。分離的效率可能會(huì)受到諸如腐蝕性氣體、含塵氣體或氣體接近露點(diǎn)等的影響。
3.1.3吸附法
吸附法去除有機(jī)物是利用比表面積大，具有多孔結(jié)構(gòu)的活性炭、碳纖維、沸石等吸附劑，將有機(jī)物分子截留，當(dāng)廢氣通過(guò)吸附床時(shí)，有機(jī)物就被吸附在孔內(nèi)，使氣體得到凈化。吸附法主要適用于風(fēng)量大、濕度低、溫度低、濃度小于5000ppm的VOC氣體的回收處理。
VOC吸附效果的影響因素很多，吸附劑本身的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、VOC的分子結(jié)構(gòu)、外界環(huán)境的溫度、濕度及共存污染物等都會(huì)影響吸附法的工藝性能。
3.1.4吸收法
吸收法有物理和化學(xué)吸收兩種途徑。物理吸收法是利用物理性質(zhì)差異進(jìn)行分離。根據(jù)相似相溶和溶解度原理，吸收劑一般選用與揮發(fā)性有機(jī)物性質(zhì)相近的非極性或弱極性液體，沸點(diǎn)高、揮發(fā)性低且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，能夠長(zhǎng)期使用。
常用的吸收劑有以柴油和洗油為主的礦物油、水型復(fù)合溶劑(例如水-洗油、水-表面活性劑-助劑)及高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑。除易溶于水的有機(jī)揮發(fā)性氣體以水或液相有機(jī)物為溶劑進(jìn)行物理吸收外，其他情況以酸液、堿液為溶劑進(jìn)行化學(xué)吸收。
3.2 氧化處理技術(shù)
氧化處理VOC技術(shù)包括直接燃燒、熱力燃燒和催化燃燒等熱氧化技術(shù)以及生物過(guò)濾、生物滴濾和生物洗滌等生物降解技術(shù)，低溫等離子體技術(shù)。
3.2.1直接燃燒技術(shù)
直接燃燒也稱(chēng)直接火焰燃燒，是將廢氣中VOC組分當(dāng)作燃料的處理方式，因此該法只適用于VOC濃度或熱值較高的廢氣，其燃燒溫度通常維持在1100℃左右。該方法主要處理濃度較高，不回收利用的VOC氣體，對(duì)于低濃度不適合直接燃燒的，需要濃縮后再燃燒。直接燃燒設(shè)備可采用便于使用的普通燃燒爐窯，或?qū)Ｓ萌紵鳌?/div>
3.2.2生物處理技術(shù)
生物處理VOC廢氣是在適宜的環(huán)境條件下，附著在濾料介質(zhì)中的微生物利用廢氣中的有機(jī)成分作為碳源和能源進(jìn)行掛膜，將有機(jī)物分解成CO2、H2O，進(jìn)而有效地去除廢氣中的VOC組分。
常見(jiàn)的VOC生物處理技術(shù)有生物洗滌法、生物過(guò)濾法和生物滴濾法。生物處理法在處理大風(fēng)量、低濃度VOC方面具有處理成分多樣，無(wú)二次污染，運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)勢(shì)，但其缺點(diǎn)是占地面積大。
3.2.3熱力燃燒技術(shù)
當(dāng)廢氣中可燃物濃度較低，必須借助輔助燃料(如煤氣、天然氣、油等)來(lái)實(shí)現(xiàn)燃燒，稱(chēng)為熱力燃燒。輔助燃料使溫度提高到VOC氣體足以完全氧化為CO2、H20、N2等無(wú)害組分對(duì)應(yīng)的溫度，通常為540~820℃。因此，VOC廢氣更像助燃?xì)怏w(含氧量足夠時(shí))或燃燒的對(duì)象(含氧不足時(shí))?？梢?jiàn)，熱力燃燒主要用于處理VOC濃度或熱值較低的廢氣。
3.2.4催化燃燒技術(shù)
催化燃燒法是在催化床層的作用下，加快VOC的化學(xué)反應(yīng)速度，使廢氣中的VOC被氧化分解成CO2、H2O。與直接燃燒和熱力燃燒不同，催化表面為無(wú)火焰燃燒，安全性好，燃燒溫度僅200～450℃，輔助燃燒消耗少，對(duì)廢氣中可燃組分濃度和熱值要求低，燃燒過(guò)程幾乎不產(chǎn)生NOX。
3.2.5低溫等離子處理技術(shù)
等離子處理技術(shù)是在外加電場(chǎng)的作用下，介質(zhì)放電產(chǎn)生的大量攜能電子轟擊污染物分子，使其電離、解離和激發(fā)，經(jīng)過(guò)電子碰撞后的氣體分子形成了具有高活性的粒子，高活性粒子對(duì)VOC分子進(jìn)行氧化、降解反應(yīng)，將有毒有害污染物轉(zhuǎn)化為CO2、H2O等無(wú)毒無(wú)害物質(zhì)。
僅僅利用低溫等離子體處理VOC氣體，存在礦化不夠徹底、能耗較高、其降解產(chǎn)物成分復(fù)雜可能造成二次污染等問(wèn)題。針對(duì)這些不足，人們開(kāi)始關(guān)注低溫等離子體協(xié)同催化、紫外線(xiàn)光解、生物降解和吸收等作用的效應(yīng)，取得較理想的處理效果。
VOC的污染控制技術(shù)包括源頭控制和末端處理兩類(lèi)。在末端處理技術(shù)的選擇上，不同處理技術(shù)各有其優(yōu)缺點(diǎn)及適用性，應(yīng)當(dāng)根據(jù)VOC廢氣的物理和化學(xué)性質(zhì)，選擇不同的回收方法或幾種方法的組合來(lái)處理VOC廢氣。
如能回收VOC廢氣中的有機(jī)溶劑，不僅可以減輕環(huán)境污染，還會(huì)取得一定的經(jīng)濟(jì)效益;對(duì)于濃度較高的VOC廢氣，先使用吸收法、冷凝法等對(duì)氣體進(jìn)行預(yù)處理，再通過(guò)處理低濃度有機(jī)廢氣的方法進(jìn)行后續(xù)處理，在提高處理效率的同時(shí)減少二次污染。
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