七大VOC廢氣處理技術工藝詳解

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

一、VOC廢氣（qì）處理技術——熱破壞法

熱破壞（huài）法是指直接和輔（fǔ）助燃燒有機（jī）氣體，也就是VOC，或利用合適（shì）的（de）催化劑加快VOC的化學反應，最終達到降（jiàng）低有機物（wù）濃度，使其不再具有危（wēi）害性的一種處理方法。

熱破壞法對於濃（nóng）度較低的有機廢氣處理效果比較好，因此，在處理低濃度廢氣中得（dé）到了廣泛應用。這種方法主要分（fèn）為兩種，即直接火焰燃燒和（hé）催化燃（rán）燒。直接火焰燃燒對有機（jī）廢氣的熱處理效率相對較高，一般情況下可達到 99%。而催化燃燒（shāo）指的是在催化床層的作用下，加快有機廢氣的化學（xué）反應（yīng）速度。這種方法比直接燃燒用時更少，是高濃度、小流量有機廢氣淨化的首選技術。

二（èr）、VOC廢氣處理（lǐ）技術——吸附（fù）法

有機廢氣中的吸（xī）附法主要適（shì）用（yòng）於低濃度、高通量有機廢氣。現階段，這種有機（jī）廢氣的（de）處理方法已經相當成熟，能量消耗比較小（xiǎo），但是處理效率卻非常高，而且（qiě）可以（yǐ）徹底淨化有害有機廢氣（qì）。實踐證明，這種處理方法值得推廣（guǎng）應用。

但是這種方法也存在一定缺陷，它需要（yào）的設備體積比較龐大，而且工藝流程比較複雜;如果廢氣中有大量雜（zá）質，則容易導致工作（zuò）人員中毒。所以，使用此方法處理廢（fèi）氣的關鍵在於吸附劑。當前，采用吸附法處理有機廢（fèi）氣，多使（shǐ）用活性炭，主要（yào）是因為活性炭細孔結構比較好，吸附性比較強。

此外，經過（guò）氧化鐵或臭氧處理，活性（xìng）炭的（de）吸附性能將會更好，有機廢氣的處理將會更加安全和（hé）有效。

三（sān）、VOC廢氣處理技術——生物處理法

從處理的基本（běn）原理上講，采用生物處理方法處（chù）理（lǐ）有機廢氣，是使用微生物的生理過程把有機廢氣（qì）中的有害物質（zhì）轉化（huà）為簡單的無機物，比如CO2、H2O和其它簡單無機物等。這（zhè）是一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) 有機廢氣中的有機汙染物首先與水接觸，在水中可以（yǐ）迅速溶解;b) 在液膜中溶解的有機物，在液態濃度低的情況下，可以逐步擴散到生物膜中，進而被附著在生物膜上的微生物吸收;c) 被微生物吸收的有機廢氣，在其自身生理代（dài）謝過程中，將會被降解，最終轉化為對環境沒有損害的（de）化合物質。

四、VOC廢（fèi）氣處理（lǐ）技術——變壓吸附（fù）分離與淨化技術

變壓吸附分離與淨化技術是利用氣（qì）體組分可吸附（fù）在固體材料上的特性（xìng），在有機廢氣與分離淨化裝（zhuāng）置中，氣體的壓力會出現（xiàn）一（yī）定的變化，通（tōng）過這種壓力變化來處理有機廢氣。

PSA 技術主要應用的（de）是（shì）物理法，通過物理法（fǎ）來實現有機廢氣的淨化，使用材料主要是沸石分子篩。沸石分子篩（shāi），在（zài）吸附選擇性和吸附量兩方麵有一定優勢（shì）。在一定溫（wēn）度和壓力下，這種沸石分（fèn）子篩可以吸附有機廢氣中的有機成分，然後把剩餘氣體輸送到下（xià）個環節中。在吸附有（yǒu）機廢氣（qì）後，通過一定工序將其轉化，保持（chí）並提高（gāo）吸附劑的再生能力，進而可讓吸附劑再次投入使用，然後重複上步驟工（gōng）序，循環（huán）反複，直到有機（jī）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（hǎo）效果。該技術的主要優勢有：能源消耗少、成本比較低、工序操作（zuò）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（duì）於回收和處理有（yǒu）一定價值的氣體效果（guǒ）良好，市場發展前景廣（guǎng）闊，成為未來有機廢氣處理技術（shù）的發展方向（xiàng）。

五、VOC廢氣處理技術——氧化法（fǎ）

對於（yú）有毒、有害，而且不需要（yào）回收（shōu）的VOC，熱氧化法是最適合的（de）處（chù）理技術和方法。氧化（huà）法的基本原理：VOC與O2發生氧化反應，生成CO2和H2O，化學方程式如（rú）下：

從化學反應方（fāng）程式上看，該氧化反應和化學上（shàng）的燃燒過程相類似，但其由於VOC濃度（dù）比較低，在化學反應中不會產生（shēng）肉眼可見的火焰。一般情（qíng）況下（xià），氧化法通（tōng）過兩種方法（fǎ）可確保氧化反應的順利進行：a) 加熱。使（shǐ）含（hán）有VOC的有機廢氣達到反應溫度;b) 使用催化劑（jì）。如（rú）果溫（wēn）度比較低，則氧化反（fǎn）應可在（zài）催化（huà）劑表麵進行[7]。所（suǒ）以，有機廢氣處理的氧化法分為以下兩種方法：

a) 催化氧化法（fǎ）。現（xiàn）階段，催化氧化法使用的催化劑有兩種，即貴（guì）金屬催化劑（jì）和非貴金（jīn）屬催（cuī）化劑。貴金屬催化劑主要包括Pt、Pd等，它們以細（xì）顆（kē）粒形式依附在催化劑載體上，而催化劑載體通常是金屬或陶瓷蜂窩，或散裝填料（liào）;非貴金屬催化劑主要是由過渡元（yuán）素金屬氧化物，比如MnO2，與粘合劑經過（guò）一定比例混合（hé），然後製成的催化劑。為有效防止催化劑（jì）中毒後喪失催化活性，在處理前必須徹底清除可使催化劑中毒的物質（zhì），比如Pb、Zn和Hg等（děng）。如果有機廢氣中的催化劑毒物、遮蓋質無法清除，則不可使用這種催化氧化法處理VOC;

b) 熱氧化法。熱氧化法當前分為（wéi）三種：熱力燃燒式、間壁式、蓄熱式。三種方法的（de）主要區別在於熱（rè）量回收方（fāng）式。這三種方法（fǎ）均能催化法（fǎ）結合，降低化學（xué）反應的反應（yīng）溫度。

熱力燃燒式熱氧化器，一般情（qíng）況下是指氣體（tǐ）焚燒爐。這（zhè）種氣體焚燒爐由助燃劑、混合區和燃燒室三部分組成。其中，助燃劑，比如天然氣、石（shí）油等，是輔助燃料，在燃燒過程（chéng）中，焚燒爐內產生的熱混合區可（kě）對VOC廢氣預熱（rè），預熱後便可為有機廢（fèi）氣的處理提供足夠空間（jiān）、時間，最終實現有機廢氣的無害化處理。

在供氧（yǎng）充足條件下，氧化反應（yīng）的反應程度——VOC去除率——主要取（qǔ）決於（yú）“三T條件”：反應溫度(Temperat)、時間(Time)、湍流混合情（qíng）況(Turbulence)。這“三T條（tiáo）件”是相互聯係的，在（zài）一定範圍內（nèi），一個條件的（de）改善可使另外兩個條件降低。熱力燃燒式熱氧化器的缺點（diǎn）在於：輔助燃料價格高，導致裝置操作費用比（bǐ）較高。

間壁式熱氧（yǎng）化器指的是在熱氧化裝置（zhì）中，加（jiā）入間壁式熱交換器，進而（ér）把燃燒（shāo）室排出氣體的熱量（liàng）傳送給氧化（huà）裝置進口處溫（wēn）度比較（jiào）低的氣體，預熱完成後便可促（cù）成（chéng）氧（yǎng）化反應。現階段，間壁式熱交換器的熱回收率最高可達85%，因此大幅降低了輔助（zhù）燃料的消（xiāo）耗。一般情況下，間壁式熱交換器（qì）有三種形式：管式、殼式和板式（shì）。由（yóu）於熱氧化溫度必須（xū）控（kòng）製（zhì）在800 ℃～1 000 ℃範圍內，因此（cǐ），間壁式熱（rè）交換必須由（yóu）不鏽鋼或合（hé）金材料製成。所以間壁式熱交換器的（de）造價相當高，而這（zhè）也是其（qí）缺點所在。此外，材料的熱應力也很難消除，這是間壁（bì）式熱交換的另外一個缺點。

蓄熱式熱氧化（huà）器，簡稱為RTO，在熱（rè）氧化裝置中計入蓄熱（rè）式熱交換器，在完成VOC預熱後便可進行氧化反應（yīng）。現階段（duàn），蓄熱式熱氧化器的熱回收率已經達到（dào）了95%，且其占用空間比（bǐ）較小，輔助燃料的（de）消耗也（yě）比較少。由於（yú）當前的蓄熱（rè）材（cái）料可使用陶瓷（cí）填料（liào），其可處（chù）理腐蝕性或含有顆（kē）粒物的VOC氣體（tǐ）。

現階段（duàn），RTO裝（zhuāng）置分為旋轉式和閥門切換式兩種，其中，閥門切換式是最常見的一種，由2個或多個陶瓷填充床組成，通過切換（huàn）閥門來達到改變氣流方向的目的。

六、VOC廢氣處理技術——液體吸收法

液體吸收法指的是通過吸收劑與有機廢氣接觸，把有機廢氣中的有害分子轉移到吸收劑中，從而（ér）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（xué）作用過（guò）程（chéng）。有機廢氣轉移到（dào）吸收劑中（zhōng）後，采用解析方（fāng）法把吸（xī）收劑中有害分子去除掉（diào），然後回收，實（shí）現（xiàn）吸收劑的重複使用（yòng）和利用。

從作（zuò）用原（yuán）理的角度（dù）劃分，此方法可分為化學方法和物理方法。物理方（fāng）法是指利用物質之間相溶的原理，把水看（kàn）作（zuò）吸收劑，把有機廢氣中的有害分子去除掉，但是對於不溶於（yú）水（shuǐ）的廢氣，比如苯（běn），則隻能通（tōng）過化學（xué）方法清除，也就是通過有機廢氣與溶劑發生化學反應，然後予以去除。

七、VOC廢（fèi）氣處理技術——冷凝回收法

在不同溫度（dù）下，有機物質的飽和度不同，冷凝回收法（fǎ）便是（shì）利用有機物（wù）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的淨化（huà）。其缺點是操作難度（dù）比較大，在常溫下也不容易用冷卻水來完成（chéng），需要給冷凝水（shuǐ）降溫，所以需要較多費用。這種處理方法主要適用於濃度高且溫度比較（jiào）低的有機廢氣處理。

無論是從（cóng）技術上（shàng）來看還是從（cóng）經濟效率上來說，多（duō）相催化（huà）氧化技術設備從綜合角度來（lái）看更（gèng）加適合大部分有機廢氣VOCs的處理，包括化工行業。

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