VOCs废气治理技术分析

唐荣

桂林百嘉环保技术服务有限公司 广西桂林 541100

摘要：在企业生产的过程中所产生的工业废气种类繁多，无论是有机废气还是无机废气如不加以处理都会对周围环境产生严重的污染，工业VOCs废气已成为我国环境污染的主要原因之一。本文主要阐述了VOCs废气的治理技术分析。

关键词：工业废气；VOCs废气；治理技术

为降低VOCs的排放量，应注重加强废气控制，对废气治理中存在的主要问题进行说明。目前，VOCs已经成为空气污染物的重要来源，需要对治理措施的应用效果进行分析，通过对不同废气处理技术的对比和分类，制定合理的治理方案，以期提升综合治理能力。

虽然工业VOCs废气的治理不能实现污染物的零排放，但是却可以将污染物的排放量和浓度控制在一定范围内，以减少和降低对大气环境的污染以及对人类生命健康的危害。现在随着国家环保产业的发展，以及相关部门对于环境污染的关注，工业VOCs废气的治理技术也逐渐成熟，文章就针对这一问题进行了研究和分析，希望能够推进我国工业VOCs废气的治理技术的改进和创新。

一、VOCs废气概述

VOCs主要指挥发性有机化合物，能够在正常环境下出现挥发效应，释放出废气，加重空气污染。化工企业生产中，相关存储设备和工业生产设施的应用，会释放出较多含量的有机化合物。

挥发性有机物是指在正常状态下（20℃，101.3kPa）蒸汽压在0.1mmHg（13.3Pa）以上，沸点在260℃（500°F）以下的有机化学物质。这类物质因其分子量小、沸点低、易挥发，一般以气态的形式存在，主要包括脂肪族、芳香族碳氢化合物、卤代烃、醛、酮、醇等。同时，这类物质也是大气臭氧和二次有机气溶胶污染的关键前提物^[1]。

二、工业VOCs废气的危害

工业VOCs废气危害人体健康。VOCs废气中的苯甲酸类有机物会使人体蛋白质细胞凝固或变形。而腈类化合物和硝基苯对于人体的神经系统和呼吸系统有着非常严重的影响，严重可以导致人体呼吸困难窒息等，甚至是死亡。

工业VOCs废气破坏大气层。当VOCs进入大气层时，它们也会对臭氧层产生严重影响，加速温室效应并引发气候灾害。

三、工业VOCs废气治理技术分析

工业VOCs废气治理技术分为：吸附法、冷凝法、生物膜法、浓缩催化燃烧法、UV光解法、复合催化氧化法、光催化降解法、低温等离子体催化技术。

（一）吸附法。吸附法是通过吸附剂对有机物分子的吸附作用达到废气的净化，常用的吸附剂是活性炭。利用吸附法治理VOCs废气污染工艺成熟，能耗低，净化率高，操作简单，且吸附剂在一定温度下可脱附再生；缺点是设备庞大，流程复杂，当废气中有胶粒物质或其他杂质时，吸收剂易中毒，对于沸点高的VOCs，吸附剂难以再生脱附。吸附法一般用于低浓度VOCs且要求净化效率高的废气治理项目^[2]。

（二）冷凝法。主要是利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸汽压这一物理性质，采用降低系统温度或提高系统压力的方法，使处于蒸汽状态的污染物冷凝并从废气中分离出来的过程。冷凝法设备简单，操作方便，并容易回收较纯产品，用于去除高浓度有害气体更有利。但该法不宜用于净化低浓度、成分复杂的有害气体^[3]。

（三）生物膜法。废气中的气态VOCs首先经气相转移到液相或固体表面的液膜中，然后在液相或固体表面的VOCs被微生物吸收降解，把废气中的有害物质转化成简单的无机物如二氧化碳、水以及细胞物质等。生物膜法不需要再生和其他高级处理过程，与其他净化法相比，具有设备简单、能耗低、安全可靠、无二次污染等优点；缺点主要是微生物的生长条件要求比较严格，主要包括介质、温度、PH、溶解氧浓度、湿度和污染物浓度等。该技术适合处理无回收利用价值又污染环境的低浓度VOCs废气。

（四）浓缩催化燃烧法。主要由吸附过滤设备和废气催化燃烧设备组成；吸附过滤设备设计为分腔式工作模式，每个腔式单独进行废气吸附过滤和反吹再生过程，各个腔式之间依次循环进行吸附过滤+反吹再生作业。电加热催化氧化设备只有在需要进行反吹氧化燃烧时才工作，因此，采用间歇性工作的方式，大大节省能源，同时催化燃烧产生的高温气体作为反吹气体循环使用，避免能量损失^[4]。浓缩催化燃烧技术是一种简洁实用、占地面积小、运行费用低的有机废气处理系统，对于大流量低浓度有机废气净化领域具有很大的优势。

（五）UV光解法。主要利用紫外线光束分解空气中的氧分子，产生游离氧，由于游离氧所携正负电子不平衡，因此与氧分子结合，进而产生臭氧，利用臭氧极强的氧化能力，使VOCs发生氧化反应，最终分解产生无害的无机物，如水、二氧化碳等。UV光解法适用于浓度较低，且能吸收光子的污染物质，可以处理大气量的、低浓度的VOCs，操作极为简单，占地面积小。对不能吸收光子的污染物质处理效果差，对于成分复杂的废气无法达到预期处理效果。

（六）复合催化氧化法。目前市场上新兴的一种VOCs高效处理技术，以现有的空塔喷淋湿法脱硫工艺为借鉴，利用雾化喷头将Fenton试剂以雾化形式与含VOCs废气逆向接触，其反应原理是Fenton试剂能通过催化分解生成较为稳定的羟基自由基团或过氧化物自由基团，这些自由基团具有非常强的氧化性能，可以和废气中的VOCs发生反应，反应生成的有机自由基可以继续参加链式反应，将无法被化学吸收液吸收的有机废气进行分解，并使其氧化成CO2、SO2、NOX、H2O等无机物质，再通过碱性溶液进行吸收，从而达到对废气净化的目的。此技术运行成本低，效率高，安全可靠；但相应的存在废水排放的弊端。

（七）光催化降解法。光催化降解VOCs有两种形式：一种是一定波长的光直接照射使VOCs分解；另一种是催化剂存在下，光照VOCs使之分解。田中启一和三口伸一郎等利用紫外光分解VOCs作了研究，有机氯化物和氟氯烃在波长185nm的紫外光照射下，两种物质都能在极短的时间内分解，卤代物的分解速度大于氟氯烃；三氯乙烯几秒钟内即能分解成氧气、氯气、氟气等。光分解可产生中间产物，可通过氢氧化钠溶液处理或延长滞留时间等手段最终去除。光催化剂的基本原理就是在一定波长照射下，光催化剂使H2O生成（-H），然后-OH将（VO）氧化成二氧化碳、水。由于其相中具有较高的分子扩散和质量传递速率及较易进行的链反应，光催化剂对气相化学污染物的活性比水溶液中高得多。

（八）低温等离子体催化技术。采用等离子体技术分解VOCs污染物时，等离子体中的高能电子起决定性的作用。数万度的高能电子与气体分子（原子）发生非弹性碰撞，将能量转换成基态分子（原子）的内能，发生激发、离解、电离等一系列过程使气体处于活化状态。电子能量较低（<10eV）时，产生活性自由基，活化后的污染物分子经过等离子体定向链化学反应后被脱除。当电子平均能量超过污染物分子化学键结合能时，分子键断裂，污染物分解。用等离子体联合催化剂处理挥发性有机化合物，降解率比较高，一般都能达到90%以上^[5]。

四、促进工业vocs废气治理技术的发展研究

1、政府加大支持力度

作为政府部门，应该加大环境保护的宣传力度，提高公众的环保意识，鼓励企业加大对工业vocs废气治理技术的投入，并运用一些政策鼓励、资金鼓励等方法，帮助企业升级vocs废气治理设备，提高其环境治理的积极性，并对表现良好的企业给予各方面的支持和奖励，通过榜样的作用，带动其他工业企业的vocs废气治理的积极性。

2、突出治理的重点

在vocs废气污染治理问题上，一定要加大治理力度，实现资源和环境的可持续发展，并制定严格的有效的法律法规，对于污染环境的违法行为进行严厉的打击，让企业明白国家治理的重点，通过约束企业的一些行为，使vocs废气污染治理问题得到有效解决。

结论

随着我国企业数量的不断增加，工业VOCs废气污染问题日益严重，我们可以通过多种技术手段治理工业废气污染。由于各种VOCs废气的特点各异，应该采取有针对性的处理方法，以期降低治理成本、避免二次污染，同时，研究开发联合协同处理工艺也将是一个重要方向。

参考文献：

[1]杨会玲.我国voc废气治理的现状及展望[J].化工管理，2017（16）：135.

[2]李丽.VOC废气治理工程技术方案探究[J].低碳世界，2017（21）：17-18.

[3]谭红兵.国内工业VOCs废气治理的现状及发展[J].化工设计通讯，2017，43（07）：216-217.

[4]刘宏亮.浅谈VOCs治理现状与问题[J].环境保护与循环经济，2017，37（10）：70-72.

[5]徐庆嫦.工业废气污染治理技术综述[J].广州化工,2012,(15):186-187.

1

2

3

4

5