揮發(fā)性有機(jī)廢氣(VOCs)是 指沸點(diǎn)在50~260℃,室溫下飽和蒸氣壓超過(guò)133.3Pa的易揮發(fā)性有機(jī)化合物[nj,。這些有機(jī)廢氣不僅會(huì)造成大氣污染,,還嚴(yán)重危害人體健康。部分有機(jī)物被列為致癌物,,如硫化物,、多環(huán)芳烴、氯乙烯等,。
由于VOCs的危險(xiǎn)性,,許多國(guó)家已經(jīng)頒布相應(yīng)的法令-VOCs的排放。如1970年美國(guó)頒布的《大氣潔凈法》,;1990年頒布的《大氣潔凈法修正案》-189種危險(xiǎn)空氣污染物的排放,,要求其排放量減小到70%;2002年立法-149種VOCs的排放,。我國(guó)也制定了相關(guān)的法令來(lái)-VOCs的排放,,其中《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》-了14類(lèi)揮發(fā)有機(jī)氣體的最高可排放濃度、最大排放速率和無(wú)組織排放限值,,一些地方城市根據(jù)自身的實(shí)際情況也制定了相關(guān)法令,,和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)相比更加嚴(yán)格。2010年5月11日,,首次從國(guó)家層次上提出對(duì)VOCs的防治工作,,把開(kāi)展揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)防治工作作為大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作的重要部分。
目前,,國(guó)內(nèi)外對(duì)于工業(yè)廢氣的處理展開(kāi)了大量的研究和應(yīng)用,,其處理方法主要有兩種:一是 從源頭進(jìn)行處理,即杜絕工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中VOCs的產(chǎn)生,,這是 最理想的方法,,不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生任何的污染,但是 在化工生產(chǎn)中實(shí)施起來(lái)很難控制,。第二種方法是 后處理,,即對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的VOCs進(jìn)行處理從而達(dá)到環(huán)保要求,雖然這種方法治標(biāo)不治本,,但可實(shí)施性高,,成本低。如今廣泛采用的后處理方法有:催化燃燒法,、光催化降解,、電暈法、冷凝法,、生物膜法,、膜分離法、吸收法,、吸附法等,。

一、光催化法
光催化法是 在常溫常壓下,,通過(guò)一定波長(zhǎng)光的照射,,VOCs在催化劑表面發(fā)生氧反應(yīng)反應(yīng)轉(zhuǎn)化成H2O、CO2以及一些小分子有機(jī)物,。光催化法反應(yīng)條件溫和,,無(wú)毒無(wú)害,能耗低,。目前光催化法使用的催化劑主要是 過(guò)渡金屬物,,如TiO2、ZnO2,、WO3等,,其中納米TiO2由于其表面積大、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,、反應(yīng)活性高,、成本低廉、對(duì)紫外線(xiàn)吸收效率較高,、無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn),,使其成為研究的熱點(diǎn)。國(guó)外已經(jīng)對(duì)TiO2作為光催化法的催化劑的研究己經(jīng)比較成熟,,但是 國(guó)內(nèi)還處在起步階段,,離商業(yè)化還有一段距離。雖然光催化法有著以上優(yōu)點(diǎn),,但是 在凈化VOCs方面也存在一些爭(zhēng)議,,因?yàn)楣獯呋磻?yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些中間產(chǎn)物,如醛、酮,、酸等,,這些中間產(chǎn)物也會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。
二,、吸附法
吸附法是 利用多孔性吸附介質(zhì)對(duì)通過(guò)的有機(jī)廢氣的一種或者多種成分進(jìn)行吸附從而達(dá)到分離的目的,,與-方法相比,吸附法具有吸附效率高,、無(wú)二次污染,、能耗小、工藝成熟,、操作簡(jiǎn)單,、能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。吸附法目前已經(jīng)成功的應(yīng)用于化工生產(chǎn)中對(duì)VOCs的處理,,其缺點(diǎn)是 受吸附介質(zhì)-不適用于高濃度VOCs的吸附,,當(dāng)氣體中有固體雜質(zhì)時(shí),容易使吸附介質(zhì)中毒,。
活性炭吸附設(shè)備的吸附介質(zhì)是 整個(gè)吸附過(guò)程中的核心關(guān)鍵,,所以選擇吸附介質(zhì)時(shí)要根據(jù)不同的情況作出不同的選擇。通常作為VOCs的吸附介質(zhì)具有以下幾個(gè)特點(diǎn):發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu),、比表面積大,、吸附量大、容易再生,、耐酸堿,、耐高壓、熱穩(wěn)定性好,、吸附可逆等,。
常見(jiàn)的吸附介質(zhì)有活性炭、活性炭纖維,、沸石分子篩,、粘土、Al2O3,、硅膠等,。
活性炭是 一種碳質(zhì)多孔性吸附材料,是 由褐煤,、木屑,、煙煤等經(jīng)過(guò)碳化、活化制成的黑色顆粒,,由微晶炭和無(wú)定型炭組成,,具有高度發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu),,比表面積大,熱穩(wěn)定性好,,吸附性能良好,,成本低,容易再生等優(yōu)點(diǎn),,在各行各業(yè)都有著廣泛的應(yīng)用。
分子篩是 一種具有立方晶格的硅鋁酸鹽化合物,。分子篩具有均勻的微孔結(jié)構(gòu),,它的孔穴直徑大小均勻,這些孔穴能把比其直徑小的分子吸附到孔腔的內(nèi)部,,并對(duì)極性分子和不飽和分子具有優(yōu)先吸附能力,,因而能把極性程度不同,飽和程度不同,,分子大小不同及沸點(diǎn)不同的分子分離開(kāi)來(lái),,即具有“篩分”分子的作用,故稱(chēng)分子篩,。由于分子篩具有吸附能力高,,熱穩(wěn)定性強(qiáng)等其它吸附劑所沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn),使得分子篩獲得廣泛的應(yīng)用,。
活性炭纖維是 新興的一種碳質(zhì)吸附介質(zhì),,它是 活性炭的另外一種形態(tài),呈纖維狀,?;钚蕴坷w維作為新一代的炭質(zhì)吸附介質(zhì),與傳統(tǒng)碳質(zhì)吸附介質(zhì)相比,,它具有更大的比表面積,、更高的吸附容量、更好的可塑形態(tài),,更快的吸附脫附時(shí)間等一系列優(yōu)點(diǎn),,受到科學(xué)家們 的廣泛重視,成為研究的新熱點(diǎn),,進(jìn)行了大量的研究,,而其在VOCs處理方面的工業(yè)應(yīng)用尚處于開(kāi)發(fā)階段。
隨著近幾年-處理技術(shù)的興起,,吸附法還可與-方法的聯(lián)用,。脈沖電暈-吸附法治理含苯等有機(jī)廢氣,具有很好的吸附效果,,在處理工業(yè)低濃度VOCs時(shí),,苯類(lèi)的去除率在40%左右,,含氧有機(jī)物的去除率在70%以上,相比較活性炭吸附法和催化燃燒法它具有更明顯的經(jīng)濟(jì)效益,。吸附-冷凝法工藝用于回收有機(jī)廢氣中的有機(jī)成分,,具有顯著地經(jīng)濟(jì)效益,實(shí)現(xiàn)了資源的回收利用,。處理大風(fēng)量低濃度VOCs廢氣時(shí)采用的是 吸附-催化燃燒法,,凈化效率明顯提高,使用壽命延長(zhǎng),,可以在較高的溫度下脫吸,。
印刷、皮革等行業(yè)產(chǎn)生大量的有機(jī)廢氣引起的污染和健康安全等問(wèn)題越來(lái)越受到廣泛的關(guān)注,,對(duì)于大流量低濃度有機(jī)廢氣的治理技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義,。
北京市華康中天國(guó)際環(huán)保節(jié)能科技有限公司(http://www.huakangcc.com)主要為玻璃制造、鋼鐵,、冶金,、電廠(chǎng)等行業(yè)提供 光催化氧化設(shè)備、 酸霧凈化設(shè)備,、及環(huán)境污染治理方案,。