揮發(fā)性有機(jī)物(VolatileOrganicCompounds,簡(jiǎn)稱VOCs)是一類有機(jī)化合物總稱,在美國(guó)EPA優(yōu)先控制187種污染物中有33種屬于VOCs,在我國(guó)VOCs已作為污染物開始系統(tǒng)控制和防治。2015年6月18日_財(cái)政部、_發(fā)展改革委、環(huán)境保護(hù)部聯(lián)合發(fā)布《揮發(fā)性有機(jī)物排污收費(fèi)試點(diǎn)辦法》,規(guī)定從2015年l0月1日起,對(duì)石油化工和包裝印刷兩個(gè)行業(yè)開始征收VOCs排污費(fèi)。
VOCs具多方面危害性,具體體現(xiàn)在:絕大部分VOCs具有刺激性氣味,對(duì)人體有致癌、致畸、致突變作用,濃度過高時(shí)很容易引起急性中毒,輕者會(huì)出現(xiàn)頭暈、咳嗽、惡心,重者可能會(huì)出現(xiàn)昏迷甚至?xí)猩kU(xiǎn);部分易燃易爆VOCs還會(huì)引起火災(zāi)和爆炸。由此可見,VOCs對(duì)人體乃至整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)危害巨大,VOCs監(jiān)測(cè)分析與控制治理是現(xiàn)代環(huán)境保護(hù)工作重點(diǎn)之一。
1揮發(fā)性有機(jī)物概述
1.1概念定義
VOCs是一類有機(jī)化合物組合,不同組織對(duì)其有不同定義。1989年世界衛(wèi)生組織(WHO)將VOCs定義為熔點(diǎn)低于室溫,常壓下沸點(diǎn)范圍在50℃~260~(2之間,室溫下飽和蒸汽壓_133.32Pa,常溫下以蒸汽形式存在于空氣中一類有機(jī)化合物總稱;ISO4618/1—1998中VOCs指原則上在常溫常壓下,_能自發(fā)揮發(fā)的有機(jī)液體和/或固體;美國(guó)ASTMD3960—98中VOCs指_能參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物;德國(guó)DIN55649—2000將VOCs定義為在常溫常壓下,_能自發(fā)揮發(fā)的有機(jī)液體和/或固體,在通常壓力條件下,沸點(diǎn)或初餾點(diǎn)低于或等于250℃_有機(jī)化合物;美國(guó)EPA將VOCs定義為除CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物、金屬碳酸鹽和碳酸銨外,_參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的碳化合物。
我國(guó)北京地方標(biāo)準(zhǔn)DB11/447—2007中將VOCs定義在20℃條件下蒸汽壓大于或等于0.01kPa,或者特定適用條件下具有相應(yīng)揮發(fā)性的全部有機(jī)化合物的統(tǒng)稱?!稉]發(fā)性有機(jī)物排污收費(fèi)試點(diǎn)辦法》定義VOCs指特定條件下具有揮發(fā)性的有機(jī)化合物的統(tǒng)稱J,具有揮發(fā)性的有機(jī)化合物主要包括非甲烷總烴(烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴)、含氧有機(jī)化合物(醛、酮、醇、醚等)、鹵代烴、含氮化合物、含硫化合物等。
1.2主要分類
按化學(xué)結(jié)構(gòu)不同,VOCs可分為五大類:非甲烷碳?xì)浠衔?烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴)、鹵烴類、含氧有機(jī)化合物(醇、醛、酮、酚、醚、酸、酯等)、含氮有機(jī)化合物(胺類、氰類、腈類等)、含硫有機(jī)化合物(硫醇、硫醚)等。
1.3污染來源
1.3.1大氣污染來源
大氣中VOCs主要來源包括室外和室內(nèi),室外主要來自工業(yè)生產(chǎn)(石油化工、表面涂裝、制藥工業(yè)、包裝印刷、電子產(chǎn)業(yè)等)H]、燃料燃燒和交通運(yùn)輸產(chǎn)生工業(yè)廢氣、汽車尾氣、光化學(xué)污染等;室內(nèi)主要來自燃煤和_氣等燃燒產(chǎn)物、吸煙、采暖和烹調(diào)等煙霧,建筑和裝飾材料、家具、家用電器、清潔劑和人體本身排放等。
1.3.2水體污染來源
水體中VOCs目前已檢驗(yàn)出2000多種,其中對(duì)人體有害的達(dá)到200余種。水中VOCs一般來自于企業(yè)排放廢水和廢氣(稱人為源),同時(shí)水中腐殖酸、富里酸及藻類代謝產(chǎn)物經(jīng)加氯消毒后也會(huì)產(chǎn)生部分鹵代烴(稱_源)。
1.3.3土壤污染來源
土壤中VOCs來源分為_源和人為源¨。_源主要來自于綠色植被,是不可控排放源;人為源來源復(fù)雜,包括交通、燃燒、工業(yè)和居民生活等,其中又以工業(yè)源為主要人為源,主要來自于石油煉制與石油化工、交通運(yùn)輸設(shè)備制造、VOCs類物質(zhì)(如油品、有機(jī)化工原料、燃?xì)?儲(chǔ)運(yùn)、燃料不_燃燒、合成材料生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、有機(jī)溶劑散逸等行業(yè)和領(lǐng)域。
1.4環(huán)境危害
1.4.1大氣環(huán)境危害
VOCs中碳?xì)浠衔锱c氮氧化合物在紫外線作用下反應(yīng)生成臭氧,可導(dǎo)致大氣光化學(xué)煙霧事件發(fā)生,危害人類健康和植物生長(zhǎng)。臭氧是光化學(xué)煙霧代表性污染物,VOCs是造成大氣臭氧濃度上升,形成區(qū)域性光化學(xué)煙霧、酸雨和霧霾復(fù)合污染的重要原因之一。
VOCs參與大氣中二次氣溶膠形成,形成的二次氣溶膠多為細(xì)顆粒,不易沉降,能較長(zhǎng)時(shí)間滯留于大氣中,對(duì)光線散射力較強(qiáng),從而顯著降低大氣能見度。目前國(guó)內(nèi)大部分城市大氣環(huán)境已呈現(xiàn)區(qū)域性霾污染、臭氧及酸雨等三大復(fù)合型污染特點(diǎn),而VOCs是極重要助推劑之一。
大多數(shù)VOCs具特殊氣味能導(dǎo)致人體呈現(xiàn)種種不適應(yīng),刺激眼睛和呼吸道,使皮膚過敏,產(chǎn)生頭痛、咽痛與乏力,并具毒性、刺激性、致畸和致癌作用,特別是苯、甲苯及甲醛對(duì)人體健康會(huì)造成很大傷害。
1.4.2水體環(huán)境危害
VOCs熔點(diǎn)低于室溫,沸點(diǎn)較低,并且某些VOCs即使在很低濃度下,也能對(duì)周圍環(huán)境和人體健康產(chǎn)生不良影響,是我國(guó)水質(zhì)監(jiān)測(cè)優(yōu)先控制污染物。
水體中VOCs濃度一般不高,其中有50%的VOCs濃度在0.01—1.0pg/L之間,部分低于檢測(cè)限,雖然化合物濃度不高,但許多是具有三致效應(yīng)或具有難聞氣味、難降解性有機(jī)物,危害性很大。
1.4.3土壤環(huán)境危害
VOCs造成土壤污染不像大氣與水體污染那樣易為人們所發(fā)覺。因?yàn)橥寥朗菑?fù)雜三相共存體系,各種有害物質(zhì)總是與土壤相結(jié)合。VOCs在土壤里也存在氣、液、固三相吸附平衡,隱匿于土壤環(huán)境中。
土壤污染主要是通過其產(chǎn)品一植物來表現(xiàn)其危害。但和其他大多數(shù)土壤污染物不同的是,VOCs具有強(qiáng)揮發(fā)性。因而,VOCs不像其他污染物那樣,經(jīng)由植物吸收進(jìn)人生物鏈傳遞,而是在_條件下(合適溫度、氣壓及土層受到擾動(dòng)等),直接從土壤中解吸附,揮發(fā)出來被人體吸人或危害環(huán)境。
研究發(fā)現(xiàn),VOCs污染土壤中一些難降解有機(jī)物(通常是五、六環(huán)化合物),至今仍大量存在。由于土壤對(duì)化學(xué)物質(zhì)吸附作用,VOCs將在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)緩慢釋放。從土壤環(huán)境中揮發(fā)出的VOCs濃度并不_很高,但經(jīng)長(zhǎng)期低劑量釋放,也可以在人體內(nèi)逐日累積,由量變到質(zhì)變,終對(duì)人體健康造成_威脅。
2揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)方法
2.1大氣監(jiān)測(cè)方法
大氣中VOCs監(jiān)測(cè)方法主要包括《居住區(qū)大氣中苯、甲苯和二甲苯衛(wèi)生檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方法氣相色譜法》(GB11737—1989)、《室內(nèi)空氣中對(duì)二氯苯衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB18468—2001)附錄A對(duì)二氯苯檢驗(yàn)方法氣相色譜法、固體吸附/熱脫附氣相色譜一質(zhì)譜法《空氣和廢氣監(jiān)測(cè)分析方法》(第四版)、采樣罐采樣氣相色譜一質(zhì)譜法《空氣和廢氣監(jiān)測(cè)分析方法》(第四版)、《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》(GB50325—2010)附錄G室內(nèi)空氣中總揮發(fā)性有機(jī)化合物(TVOC)的測(cè)定、《空氣質(zhì)量苯系物的測(cè)定固體吸附/熱脫附一氣相色譜法》(HJ583—2010)、《空氣質(zhì)量苯系物的測(cè)定活性炭吸附/二硫化碳解吸一氣相色譜法》(HJ584—2010)、《環(huán)境空氣揮發(fā)性有機(jī)物的測(cè)定吸附管采樣一熱脫附/氣相色譜一質(zhì)譜法》(HJ644—2013)、《環(huán)境空氣揮發(fā)性鹵代烴的測(cè)定活性炭吸附一二硫化碳解吸/氣相色譜法》(HJ645—2013)。
2.2水體監(jiān)測(cè)方法
水體中VOCs監(jiān)測(cè)方法主要包括吹脫捕集一氣相色譜法《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》(第四版)、吹脫捕集一氣相色譜質(zhì)譜法《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》(第四版)、《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法有機(jī)物指標(biāo)》(GB/T5750.8—2006)附錄A吹掃捕集/氣相色譜一質(zhì)譜法測(cè)定揮發(fā)性有機(jī)化合物、《水質(zhì)揮發(fā)性鹵代烴的測(cè)定頂空氣相色譜法》(HJ620—2011)、《水質(zhì)氯苯類化合物的測(cè)定氣相色譜法》(HJ621—2011)、《水質(zhì)揮發(fā)性有機(jī)物的測(cè)定吹掃捕集/氣相色譜一質(zhì)譜法》(HJ639—2012)、《水質(zhì)揮發(fā)性有機(jī)物的測(cè)定吹掃捕集/氣相色譜法》(HJ686—2014)。
2.3土壤監(jiān)測(cè)方法
土壤中VOCs監(jiān)測(cè)方法主要包括《展覽會(huì)用地土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(暫行)》(HJ350—2007)附錄C土壤中揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)的測(cè)定吹掃捕集一氣相色譜一質(zhì)譜法(GC—MS)、《土壤和沉積物揮發(fā)性有機(jī)物的測(cè)定吹掃捕集/氣相色譜一質(zhì)譜法》(HJ605—2011)和《土壤和沉積物揮發(fā)性有機(jī)物的測(cè)定頂空/氣相色譜一質(zhì)譜法》(HJ642—2013)。
3揮發(fā)性有機(jī)物治理技術(shù)
VOCs治理有三類技術(shù),_類是回收技術(shù),通過物理方法,改變溫度、壓力或采用選擇性吸附劑和選擇性滲透膜等方法來富集分離有機(jī)污染物,再資源化循環(huán)利用,主要包括吸收技術(shù)、吸附技術(shù)、冷凝技術(shù)、膜分離技術(shù)、膜基吸收技術(shù)等,回收的VOCs可直接或經(jīng)簡(jiǎn)單純化后返回工藝過程再利用,或用于有機(jī)溶劑質(zhì)量要求較低的生產(chǎn)工藝,或集中進(jìn)行分離提純,以減少原料消耗;_類是銷毀技術(shù),通過化學(xué)或生化反應(yīng),用熱、光、催化劑或微生物等將VOCs轉(zhuǎn)變成為二氧化碳和水等_害無機(jī)小分子化合物方法,主要包括催化燃燒、高溫焚燒、生物氧化、低溫等離子體和光催化氧化技術(shù)等;第三類是組合技術(shù),將回收技術(shù)和銷毀技術(shù)進(jìn)行組合使用,能實(shí)現(xiàn)采用單一治理技術(shù)難以達(dá)到的治理效果,經(jīng)濟(jì)上劃算并能實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放,降低治理費(fèi)用并達(dá)到較好治理效果。
3.1回收技術(shù)
對(duì)于高濃度、較貴重、具回收價(jià)值的VOCs,宜采用回收技術(shù)加以循環(huán)利用。常用回收技術(shù)主要有吸收、吸附、冷凝、膜分離、膜基吸收技術(shù)等。
3.1.1液體吸收技術(shù)
液體吸收技術(shù)是依據(jù)有機(jī)物相似相溶原理,采用沸點(diǎn)較高、蒸汽壓較低有機(jī)溶劑作為吸收劑,利用VOCs在吸收劑中溶解度或化學(xué)反應(yīng)特性差異,使VOCs從氣相轉(zhuǎn)移到液相,然后對(duì)吸收液進(jìn)行解吸處理,回收其中的VOCs,同時(shí)使溶劑得以_。該技術(shù)不僅能消除氣態(tài)污染物,還能回收一些有用物質(zhì),去除率可達(dá)到95%一98%。液體吸收技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、工藝流程簡(jiǎn)單、吸收劑價(jià)格便宜、適用于廢氣流量較大、濃度較高、溫度較低和壓力較高情況下的VOCs處理;缺點(diǎn)是過程復(fù)雜、費(fèi)用較高、設(shè)備易受腐蝕、存在二次污染、對(duì)設(shè)備要求較高、需定期_換吸收劑。
3.1.2吸附回收技術(shù)
吸附回收技術(shù)是利用多孔固體吸附劑處理VOCs廢氣,使其中所含一種或數(shù)種組份濃縮于固體表面,以達(dá)到分離目的。吸附回收技術(shù)在VOCs處理過程中應(yīng)用極為廣泛,主要用于低濃度高通量有機(jī)廢氣(如含碳?xì)浠衔飶U氣)凈化。該技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是能耗低、_害、去除率高,工藝完備、無二次污染、氣體去除較_、操作方便且能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制;缺點(diǎn)是由于吸附容量受限,不適于處理高濃度有機(jī)氣體,當(dāng)廢氣中有膠粒物質(zhì)或其他雜質(zhì)時(shí),吸附劑易失效,同時(shí)吸附劑需要_。
3.1.3冷凝回收技術(shù)
冷凝回收技術(shù)是通過降低溫度或提高系統(tǒng)壓力使氣態(tài)VOCs轉(zhuǎn)為其他形態(tài),依靠VOCs與其他氣體在不同溫度下飽和蒸汽壓不同的性質(zhì),從而分離出來的方法。冷凝回收技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是較適用于高沸點(diǎn)、高濃度、須回收VOCs,通??勺鳛槲郊夹g(shù)或催化燃燒技術(shù)等輔助手段;缺點(diǎn)是濃度過低時(shí),因其低溫高壓消耗能量較大,設(shè)備操作費(fèi)用較高,對(duì)高揮發(fā)和中等揮發(fā)性VOCs凈化效果不理想。
3.1.4膜分離回收技術(shù)
膜分離回收技術(shù)是利用VOCs和其他氣態(tài)污染物,對(duì)_膜或人工合成膜穿透、濾過或其他動(dòng)力性質(zhì)不同,從而使VOCs從混合物中分離出來的方法。膜分離回收技術(shù)于20世紀(jì)70年代開始發(fā)展,于90年代末開始在日本應(yīng)用于工廠,_早用于汽油回收,之后還用于石油化工中甲苯、乙烷、氯乙烯和二氯甲烷等分離回收。該法適用于高濃度VOCs處理,通常要求VOCs體積分?jǐn)?shù)在0.1%以上,并適合與其他技術(shù)配合使用。膜分離回收技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是對(duì)不同VOCs普適性好、回收效率高(可達(dá)90%)、無二次污染、適用于各種VOCs,可用于低沸點(diǎn)難處理VOCs等;缺點(diǎn)是成本高、對(duì)設(shè)備要求高、一些分離膜等材料非常昂貴。
3.1.5膜基吸收回收技術(shù)
膜基吸收技術(shù)是采用中空纖維微孔膜,使需要接觸兩相分別在膜兩側(cè)流動(dòng),兩相接觸發(fā)生在膜孔內(nèi)或膜表面界面,可避免兩相直接接觸,防止乳化現(xiàn)象發(fā)生。與傳統(tǒng)膜分離技術(shù)相比,膜基吸收選擇性取決于吸收劑,且膜基吸收只需低壓作為推動(dòng)力,使兩相流體各自流動(dòng),并保持穩(wěn)定接觸界面。膜基吸收技術(shù)處理VOCs,具有能耗低、流程簡(jiǎn)單、回收率高、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)對(duì)極性和非極性VOCs均能去除,小流量和大流量均能適用,而且它是一個(gè)連續(xù)過程,凈化VOCs效率很高,且可回收有機(jī)物。
3.2銷毀技術(shù)
3.2.1催化燃燒技術(shù)
催化燃燒技術(shù)是在較低溫度下,在催化劑作用下使廢氣中可燃組份_氧化分解,從而使氣體得到凈化處理的一種廢氣處理方法,該方法適用于處理可燃或高溫下可分解的VOCs。催化燃燒技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是能耗低、安全性高、無二次污染、工藝操作簡(jiǎn)單、可用來消除惡臭、對(duì)可燃組份度和熱值限制較小、大部分VOCs在200C一400C即可完成反應(yīng)、輔助燃料消耗少且大量減少NOx產(chǎn)生、適用于氣態(tài)和氣溶膠態(tài)污染物治理;缺點(diǎn)是工藝條件要求嚴(yán)格、不允許廢氣中含有影響催化劑壽命和處理效率的塵粒和霧滴,不允許有使催化劑中毒物質(zhì)、處理前須對(duì)廢氣作前處理、不適于處理燃燒過程中產(chǎn)生大量硫氧化物和氮氧化物的VOCs廢氣。
3.2.2高溫焚燒技術(shù)
高溫焚燒技術(shù)主要應(yīng)用于處理組份較為復(fù)雜且濃度較高的VOCs氣體。目前,已應(yīng)用于實(shí)踐的爐型主要有三種,一是直接焚燒爐,二是對(duì)流換熱式焚燒爐,三是蓄熱式焚燒爐。實(shí)際應(yīng)用中,需參考待處理氣體組份等諸多物理和化學(xué)性質(zhì)來選用適宜爐型以及焚燒參數(shù)。高溫焚燒技術(shù)主要應(yīng)用于制漆工業(yè)廢氣處理以及制藥工業(yè)廢氣處理等。
3.2.3生物氧化技術(shù)
生氧化技術(shù)是利用微生物氧化、代謝、消化等過程,對(duì)有機(jī)物進(jìn)行自然分解、降解,_終轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水等,流程是含VOCs氣體進(jìn)入設(shè)備,_行加濕處理,然后通人生物濾床,沿著濾床均勻地緩緩移動(dòng),通過平流、擴(kuò)散和吸附等綜合效應(yīng)進(jìn)人填料液膜中,進(jìn)一步到生物膜中,與濾床上濾料表面生物菌種進(jìn)行接觸,在微生物作用下發(fā)生一系列生物化學(xué)反應(yīng),使得氣體中VOCs被分解、降解。生物氧化技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是成本低、設(shè)備統(tǒng)一、二次污染小、工藝過程簡(jiǎn)單等;缺點(diǎn)是效率低、周期較長(zhǎng)、設(shè)備體積大、處理過程緩慢、對(duì)VOCs處理普適性差、難以應(yīng)用于混合VOCs廢氣、只能降解某些特定有機(jī)物、一些生物菌種需要額外加入營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、生物菌種對(duì)降解溫度及pH值等環(huán)境條件要求高。
3.2.4
光催化氧化技術(shù)
等離子體是處于電離狀態(tài)氣體,被稱作除固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)之外第四種物質(zhì)存在形態(tài)。它是由大量帶電粒子(離子、電子)和中性粒子(原子、激發(fā)態(tài)分子及光子)所組成的體系,因其總的正、負(fù)電荷數(shù)相等,故稱為等離子體。低溫等離子體技術(shù)是在外加電場(chǎng)作用下,通過介質(zhì)放電產(chǎn)生大量高能粒子,當(dāng)高能粒子能量高于VOCs化學(xué)鍵能時(shí),高能粒子不斷轟擊可使VOCs化學(xué)鍵斷裂、電離,從而破壞VOCs分子結(jié)構(gòu),生成小分子低毒_物質(zhì),達(dá)到消除VOCs目的。低溫等離子技術(shù)主要有電子束照射法、介質(zhì)阻擋放電法、沿面放電法和電暈放電法等。低溫等離子體技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):①能耗低,可在室溫下與催化劑反應(yīng),無需加熱,_地節(jié)約了能源;②使用便利,設(shè)計(jì)時(shí)可以根據(jù)風(fēng)量變化以及現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)行調(diào)節(jié);③不產(chǎn)生副產(chǎn)物,無二次污染,催化劑可選擇性地降解等離子體反應(yīng)中所產(chǎn)生的副產(chǎn)物;④處理VOCs種類范圍較廣,去除效率高,對(duì)濃度要求低,尤其適于處理有氣味及低濃度大風(fēng)量VOCs。
3.3組合技術(shù)
VOCs成分極其復(fù)雜,不同類型化合物性質(zhì)各異,大多數(shù)行業(yè)VOCs又以混合物形式排放,因此采用單一治理技術(shù)往往難以達(dá)到治理效果,在經(jīng)濟(jì)上也不劃算,通常情況下需采用組合技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放,降低治理費(fèi)用,并達(dá)到較好治理效果。
3.3.1吸附濃縮一催化燃燒技術(shù)
吸附濃縮一催化燃燒技術(shù)是采用蜂窩狀活性炭為吸附劑,結(jié)合吸附凈化、脫附_并濃縮VOCs和催化燃燒原理,即將大風(fēng)量、低濃度有機(jī)廢氣通過蜂窩狀活性炭吸附以達(dá)到凈化空氣目的,當(dāng)活性炭吸附飽和后再用熱空氣脫附使活性炭得到_,脫附出濃縮的有機(jī)物被送往催化燃燒床進(jìn)行催化燃燒,有機(jī)物被氧化成無害的CO2和H2O,燃燒后熱廢氣通過熱交換器加熱冷空氣,熱交換后降溫氣體部分排放,部分用于蜂窩狀活性炭脫附_,達(dá)到廢熱利用和節(jié)能目的。該技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是凈化效率高、運(yùn)行成本低、無二次污染、處理風(fēng)量范圍大、吸附裝置小型化阻力低、一次啟動(dòng)后無需外加熱、使用中低壓風(fēng)機(jī)降低了能耗和噪聲、燃燒后熱廢氣又用于對(duì)活性炭脫附_,達(dá)到了廢熱利用和有機(jī)物處理目的。
3.3.2吸附濃縮一蓄熱燃燒技術(shù)
催化燃燒技術(shù)和高溫焚燒技術(shù)是_為普遍VOCs治理技術(shù),也是目前VOCs治理_為有效_的治理技術(shù)。無論是熱力焚燒法還是催化燃燒法都需要將廢氣加熱到相應(yīng)燃燒溫度。如果廢氣中有機(jī)物濃度較高,廢氣燃燒后所產(chǎn)生熱量可以維持有機(jī)物分解所需要的反應(yīng)溫度,采用燃燒法是一種經(jīng)濟(jì)可行的方法。傳統(tǒng)的催化燃燒技術(shù)和高溫焚燒技術(shù)由于換熱效率低,當(dāng)廢氣中有機(jī)物濃度較低時(shí),需要大量能耗,治理設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用高。為了提高熱利用效率,降低設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用,近年來發(fā)展了蓄熱式熱力焚燒技術(shù)(RTO)和蓄熱式催化燃燒技術(shù)(RCO)。蓄熱系統(tǒng)是使用具有高熱容量的陶瓷蓄熱體,采用直接換熱方法將燃燒尾氣的熱量蓄積在蓄熱體中,高溫蓄熱體直接加熱待處理廢氣,換熱效率可達(dá)到90%以上,而傳統(tǒng)的間接換熱器的換熱效率一般在50%~70%。蓄熱式(催化)燃燒技術(shù)的發(fā)展大大拓寬了催化燃燒技術(shù)和高溫焚燒技術(shù)的應(yīng)用范圍,可以在較低VOCs濃度下使用,近年來得到了廣泛應(yīng)用,并逐步替代了傳統(tǒng)催化燃燒技術(shù)。
3.3.3吸附濃縮一液體吸收技術(shù)
吸附濃縮一液體吸收技術(shù)是采用活性炭為吸附劑,結(jié)合吸附凈化、脫附_并濃縮VOCs和液體吸收原理,即將大風(fēng)量、低濃度有機(jī)廢氣通過活性炭吸附以達(dá)到凈化空氣目的,當(dāng)活性炭吸附飽和后再用熱空氣脫附使活性炭得到_,脫附出濃縮的有機(jī)物采用沸點(diǎn)較高、蒸汽壓較低有機(jī)溶劑作為吸收劑,利用VOCs在吸收劑中溶解度或化學(xué)反應(yīng)特性差異,使VOCs從氣相轉(zhuǎn)移到液相,然后對(duì)吸收液進(jìn)行解吸處理,回收其中VOCs,同時(shí)使溶劑得以_。該技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、工藝流程簡(jiǎn)單、吸收劑價(jià)格便宜、適用于廢氣流量較大、濃度較高、溫度較低和壓力較高情況下VOCs處理;缺點(diǎn)是存在二次污染、對(duì)設(shè)備要求較高、需定期_換吸收劑。
3.3.4低溫等離子體一吸收技術(shù)
低溫等離子體一吸收技術(shù)凈化VOCs機(jī)理是在~'l,JJu電場(chǎng)作用下,通過介質(zhì)放電產(chǎn)生大量高能粒子,當(dāng)高能粒子能量高于VOCs化學(xué)鍵能時(shí),高能粒子不斷轟擊可使VOCs化學(xué)鍵斷裂、電離,從而破壞VOCs分子結(jié)構(gòu),生成小分子低毒_有機(jī)物,生成有機(jī)物再采用沸點(diǎn)較高、蒸汽壓較低有機(jī)溶劑作為吸收劑,利用VOCs在吸劑中溶解度或化學(xué)反應(yīng)特性差異,使VOCs從氣相轉(zhuǎn)移到液相,然后對(duì)吸收液進(jìn)行解吸處理,回收其中VOCs,同時(shí)使溶劑得以_。該技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便、處理效率高、吸收劑價(jià)格便宜、適用于低濃度大風(fēng)量VOCs處理;缺點(diǎn)是存在二次污染、對(duì)設(shè)備要求較高、需定期_換吸收劑。
3.3.5低溫等離子體一催化技術(shù)
低溫等離子體一催化技術(shù)凈化VOCs機(jī)理是有機(jī)物分子在高能電子作用下形成各種自由基、帶電中間體、小分子烴等,在催化劑作用下使可燃組份_氧化分解,從而使氣體得到凈化處理的一種VOCs處理方法,由于催化作用有特殊選擇性,對(duì)相同反應(yīng)物,選擇不同催化劑_可得到不同產(chǎn)物。低溫等離子體催化技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是能耗低、安全性高、無二次污染、工藝操作簡(jiǎn)單、不產(chǎn)生副產(chǎn)物、處理效率高、尤其適用于低濃度大風(fēng)量VOCs廢氣治理;缺點(diǎn)是工藝條件要求嚴(yán)格、不允許廢氣中含有影響催化劑壽命和處理效率的塵粒和霧滴,不允許有使催化劑中毒的物質(zhì)、處理前須對(duì)廢氣作前處理、不適于處理燃燒過程中產(chǎn)生大量硫氧化物和氮氧化物VOCs廢氣。