工業(yè)生產(chǎn)中揮發(fā)性有機(jī)廢氣處理技術(shù)

據(jù)中國(guó)涂料工業(yè)協(xié)會(huì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展部相關(guān)資料，2011年，國(guó)內(nèi)行業(yè)排放VOCs在人為源中占比情況是：溶劑使用(印刷和包裝印刷、皮毛加工制造、木材加工和金屬冶煉等)約23%，排   位；移動(dòng)源(機(jī)動(dòng)車(chē)等)約21%，居   ；生活源(建筑裝飾、生物質(zhì)焚燒、服裝干洗等)約20%，排第三；涂料涂裝行業(yè)約12%，排第四，毫無(wú)疑問(wèn)是減排的行業(yè)之一。2012年10月，環(huán)境保護(hù)部擬寫(xiě)《區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》，經(jīng)國(guó)務(wù)院批復(fù)并下發(fā)組織實(shí)施，其中關(guān)于揮發(fā)性物綜合整治提出了開(kāi)展VOC排放摸底調(diào)研、完善行業(yè)排放控制要求、加強(qiáng)表面涂裝工藝VOC排放控制和推進(jìn)溶劑使用工藝VOC治理等項(xiàng)措施。
　　VOC處理技術(shù)大體可以分為回收和分解兩大類(lèi)。
　　一、回收法
　　VOC的回收處理技術(shù)主要包括吸附法、凝縮法和吸收法。
　　1、吸附法
　　吸附法是活性炭?jī)艋O(shè)備通過(guò)采用選擇性吸附劑物理性吸附和捕捉VOC的方法，吸附材料可分為兩類(lèi)，一類(lèi)是活性碳(普通活性炭、破碎狀碳素纖維蜂窩等)，另一類(lèi)是無(wú)機(jī)類(lèi)吸附材料(沸石、硅石等)?；钚蕴渴且蕴紴橹饕煞值亩嗫踪|(zhì)物質(zhì)，其細(xì)孔可以選擇性的吸附比細(xì)孔小的粒狀的物，通過(guò)升溫、減壓、吹入水蒸氣等來(lái)實(shí)現(xiàn)解吸附?；钚蕴课椒ǖ膬?yōu)點(diǎn)是可以回收VOC再利用，且吸附時(shí)不需要能源，缺點(diǎn)是需要   成本，吸附材料會(huì)逐漸劣化，解吸附時(shí)會(huì)有部分VOC殘留?；钚蕴课ㄖ饕迷诨瘜W(xué)成套設(shè)備的清洗、大樓空調(diào)等。沸石是結(jié)晶結(jié)構(gòu)相對(duì)有較大空隙的鋁硅酸鹽的總稱(chēng)，目前人工合成可以生產(chǎn)各種材質(zhì)的沸石。與活性炭吸附類(lèi)似，沸石也是利用其空隙吸附物，通過(guò)升溫、減壓等來(lái)實(shí)施解吸附。沸石吸附法除了具備活性炭吸附的優(yōu)點(diǎn)外，還具有不燃性，其缺點(diǎn)是成本要高。沸石吸附法主要用于化學(xué)成套設(shè)備清洗、加油站等。在選擇吸附材料時(shí)應(yīng)該根據(jù)其優(yōu)缺點(diǎn)及生產(chǎn)工藝合理選擇，比如，普通活性炭因成本較低利用較為廣泛，但是由于其容易吸附水，所以不適用于溫度高于40℃、氣體相對(duì)濕度大的氣體吸附處理，也不適用于易發(fā)生反應(yīng)、活性大的溶劑的吸附，因?yàn)樵擃?lèi)物會(huì)與活性炭表面反應(yīng)而造成堵塞，這種情祝下應(yīng)該選擇破碎狀碳素纖維蜂窩或者沸石作為吸附材料。
　　2、吸收法
　　吸收法是根據(jù)物相似相溶的原理，采用低揮發(fā)溶劑對(duì)VOC進(jìn)行吸收，再利用VOC分子和吸收劑物理性質(zhì)的差異進(jìn)行分離的方法。按照吸收機(jī)理可以分為物理吸收和化學(xué)吸收。通常VOC的吸收為物理吸收，使用的吸收劑常為柴油、煤油或者其它溶劑。任何可溶解于吸收劑的VOC均可以從氣相轉(zhuǎn)移到液相中，之后對(duì)吸收液進(jìn)行處理。吸收法的優(yōu)點(diǎn)在于可以回收有用成分，其缺點(diǎn)在于吸收劑很難選取，吸收范圍有限，費(fèi)用高，且容易造成二次污染。吸收法通常適用于中等濃度、排氣量大的VOC的處理。
　　3、凝縮法
　　凝縮法是利用不同溫度下物質(zhì)的飽和度不同，通過(guò)降低或提高系統(tǒng)壓力，把處于蒸汽環(huán)境中的物質(zhì)通過(guò)冷凝方式提取出來(lái)。凝縮法的優(yōu)點(diǎn)是凝縮后廢氣可比較高的凈化，其缺點(diǎn)是操作難度很大，常溫下也不容易用冷卻水來(lái)實(shí)現(xiàn)，需要給冷凝水降溫，所以需要的費(fèi)用昂貴。凝縮法主要適用于且溫度比較低的廢氣的處理。
　　二、分解法
　　VOC的分解處理技術(shù)包括燃燒法和非燃燒法。
　　1、燃燒法
　　VOC的燃燒法是指將VOC中的碳氧化分解為CO2的處理方法，分為直接燃燒法、蓄熱燃燒法和催化燃燒法。
　　大多數(shù)VOC是由碳、氫、氧等構(gòu)成的化合物。直接燃燒法是利用助燃劑，在650~800℃左右的高溫下使VOC燃燒被分解為CO2、水等物質(zhì)，助燃劑使用煤油、重油、輕油等液體燃料，或者   氣、液化氣等氣體燃料。直接燃燒法的優(yōu)點(diǎn)是裝置便宜、容易保養(yǎng)，不分VOC種類(lèi)，其缺點(diǎn)是低濃度的話需要添加助燃劑，且會(huì)產(chǎn)生CO2。直接燃燒法通常用于涂裝、印刷、化學(xué)成套設(shè)備等行業(yè)。蓄熱燃燒法是利用蓄熱體(陶瓷)蓄熱燃燒來(lái)分解VOC。蓄熱燃燒法的優(yōu)點(diǎn)是熱(90%~)，自然濃度低，其缺點(diǎn)是裝置很貴，不能間斷運(yùn)轉(zhuǎn)，需要采取對(duì)策處理蓄熱材料的網(wǎng)眼堵塞問(wèn)題。蓄熱燃燒法通常用于涂裝、印刷、化學(xué)成套設(shè)備等行業(yè)。催化燃燒法是利用加入催化劑降低氧化分解VOC所需要的溫度，加入催化劑后VOC氧化的溫度可以降低至200~400度。催化燃燒法的優(yōu)點(diǎn)是可以低溫燃燒，氮氧化物的產(chǎn)生量較少，容易保養(yǎng)，其缺點(diǎn)是催化劑很貴，硅、磷、硫磺等受催化劑影響失去活力。催化燃燒法通常用于印刷、化學(xué)成套設(shè)備等行業(yè)。
　　2、非燃燒法
　　非燃燒法包括生物處理、光催化劑、放電等離子體、膜分離等。
　　生物處理法是將含有VOC的氣體通過(guò)微生物填充層，利用微生物的生理過(guò)程把VOC轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物，比如CO2、水和其它簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物等，這是一種無(wú)公害的廢氣處理方式。生物處理法的優(yōu)點(diǎn)是流程和設(shè)備簡(jiǎn)單，一般不消耗有用原料，運(yùn)行能耗的費(fèi)用低，較少形成二次污染物；其缺點(diǎn)是設(shè)備體積大，微生物受溫度、濕度影響較大。生物處理法主要用于處理低濃度的VOC。光催化劑法是光催化劑在紫外光的輻射下，產(chǎn)生具有較強(qiáng)氧化能力的空穴，可以分解VOC為CO2和水。光催化法的優(yōu)點(diǎn)是   的凈化，對(duì)絕大部分VOC都能起到作用，在常溫下可以實(shí)現(xiàn)，不存在飽和問(wèn)題；其缺點(diǎn)是可能產(chǎn)生二次污染物，比如O3。等放電等離子體法是利用   電子輻射(分解、氧化或還原)化學(xué)技術(shù)，將VOC的結(jié)構(gòu)破壞，并轉(zhuǎn)化為其他易回收的形式或的物質(zhì)。放電等離子體法的優(yōu)點(diǎn)是分辨率高、節(jié)能、常溫處理，缺點(diǎn)是有可能產(chǎn)生氮氧化物、有可能生成其他二次生成物膜分離法是采用對(duì)VOC具有選擇性滲透的高分子膜，在   壓力下使VOC滲透而被分離的技術(shù)，富集了的VOC氣體需要通過(guò)其它回收系統(tǒng)進(jìn)行回收處理。