有機廢氣處理技術的***缺點

 

眾所周知，工業生產過程中會產生***量對***氣環境有害的有機氣體。目前，中***的***氣環境已經受到嚴重污染，北方許多地區都經歷了嚴重的霧霾。在這種情況下，有必要加***有機廢氣處理技術的研發力度，通過改進廢氣處理技術來減少其對***氣環境的危害

一、揮發性有機化合物及其危害概述

1.1揮發性有機化合物概述

揮發性有機化合物通常在工業生產中用作溶劑，使用后會排放到***氣中。目前廣泛應用于石油化工、印刷、人造革及電子元器件、烤漆、醫藥等行業。

1.2揮發性有機化合物危害概述

從化學物質的性質來看，脂肪族化合物、鹵代烴和芳香族化合物是工業生產等***域常用的溶劑。如果這些有機溶劑揮發到***氣環境中，不僅會對***氣環境造成嚴重污染，而且吸入污染氣體后會對人體健康造成危害。例如，苯經常被用作溶劑，揮發到***氣中。它不僅能被人體皮膚吸收，還能通過呼吸系統進入人體，引起慢性或急性中毒。但人體中毒***多是吸入有毒氣體所致。

苯類化合物不僅會對人體中樞神經系統造成一定的損害，還可能造成神經系統障礙。進入人體后，也會對血液和造血器官造成傷害。如果情況嚴重，他們甚至可能出現出血癥狀或患敗血癥。苯在氧化作用下，在生物體內可被氧化成苯酚，導致肝功能異常，對骨骼的生長發育非常不利，誘發再生障礙性貧血。如果苯蒸汽濃度過高，生物體可能會因急性中毒而死亡。因此，ACGIH將苯列為潛在致癌物。鹵代烴可導致神經系統綜合征、血小板減少癥、肝脾腫***等不***情況，并有可能導致癌癥。因此，我們必須控制揮發性有機化合物的排放，揮發性有機化合物不僅對環境負責，而且對我們的生活和健康負責。

二、揮發性有機化合物廢氣處理技術

目前，VOC廢氣處理技術主要有熱破壞法、變壓吸附分離凈化技術、吸附法和氧化處理法等。

2.1熱損傷方法

熱破壞法是指直接和輔助燃燒有機氣體即VOC，或者利用合適的催化劑加速VOC的化學反應，***終降低有機物濃度使其不再有害的處理方法。

熱銷毀法對低濃度有機廢氣的處理具有******的效果，因此在低濃度廢氣的處理中得到了廣泛的應用。這種方法主要分為兩種，即直接火焰燃燒和催化燃燒。直接火焰燃燒有機廢氣的熱處理效率相對較高，一般達到99%。催化燃燒是指在催化床的作用下，加速有機廢氣的化學反應。這種方法比直接燃燒花費的時間少，但是沒有催化劑的輔助就不能工作。目前使用的催化劑***多是金屬和金屬鹽。這兩種催化劑雖然催化效果比較***，技術也比較成熟，但是價格比較高，所以處理成本比較高。近年來，催化劑的研究和開發***多集中在非貴金屬催化劑的方向，并取得了很***進展。

此外，在催化有機廢氣的過程中，需要催化劑載體，催化劑載體在提高催化活性和穩定性方面起著重要作用。目前，陶瓷***多用作催化劑載體，但在未來的催化劑研究中，應加快高效活性催化劑及其載體的研發。

2.2吸附法

有機廢氣中的吸附法主要適用于低濃度、高通量的有機廢氣。目前，有機廢氣的處理方法已經相當成熟，能耗低，但處理效率高，可以徹底凈化有害的有機廢氣。

但是，這種方法也存在設備體積***、工藝流程復雜等缺陷。如果廢氣中含有***量雜質，很容易導致工人中毒。因此，吸附劑是該方法處理廢氣的關鍵。目前采用吸附法處理有機廢氣，經常使用活性炭，主要是因為活性炭的孔結構更***，吸附能力更強。

此外，經過氧化鐵或臭氧處理后，活性炭的吸附性能會更***，有機廢氣的處理也會更安全有效。

2.3生物處理方法

從處理的基本原理來看，有機廢氣的生物處理是利用微生物的生理過程將有機廢氣中的有害物質轉化為簡單的無機物，如CO2、H2O等簡單的無機物。這是一種無害的處理有機廢氣的方法。

一般來說，一個完整的有機廢氣生物處理過程包括三個基本步驟:a)有機廢氣中的有機污染物***先與水接觸，可迅速溶解在水中；b)溶解在液膜中的有機物，在液體濃度較低的情況下，可以逐漸擴散到生物膜中，然后被附著在生物膜上的微生物吸收；c)微生物吸收的有機廢氣在其自身的生理代謝過程中會發生降解，***終轉化為對環境無害的化合物。

2.4變壓吸附分離純化技術

變壓吸附分離純化技術利用氣體組分可以吸附在固體材料上的***點。在有機廢氣分離凈化裝置中，氣體的壓力會發生一定程度的變化，有機廢氣將通過這種壓力變化得到處理。

PSA技術主要采用物理方法凈化有機廢氣，使用的材料為沸石分子篩。沸石分子篩在吸附選擇性和吸附容量方面具有一定的***勢。在一定的溫度和壓力下，這種沸石分子篩可以吸附有機廢氣中的有機成分，然后將剩余的氣體輸送到下一個環節。吸附有機廢氣后，通過一定的工藝進行轉化，以維持和提高吸附劑的再生能力，使吸附劑可以再次投入使用，然后重復前面的工藝，反復循環，直到有機廢氣得到凈化。

近年來，該技術已應用于工業生產，在氣體分離方面取得了******的效果。該技術的主要***點是:能耗少、成本低、工藝操作自動化、分離提純后混合物純度高、環境污染小等。該技術對回收和處理有價氣體有很***的效果。

2.5氧化法

熱氧化是有毒有害且不需要回收的VOC***適合的處理技術和方法。氧化法基本原理:VOC與O2反應生成CO2和H2O，化學方程式如下:

aCxHyOz+bO2→cCO2+dH2O

從化學反應方程來看，氧化反應類似于化學燃燒過程，但由于其VOC濃度較低，在化學反應中不會產生可見的火焰。一般來說，氧化法可以通過兩種方法保證氧化反應的順利進行:a)加熱。使含有VOC的有機廢氣達到反應溫度；b)使用催化劑。如果溫度相對較低，氧化反應可以在催化劑表面進行。因此，有機廢氣處理的氧化法分為以下兩種方法:

a)催化氧化法。目前，催化氧化中使用的催化劑有兩種，即貴金屬催化劑和非貴金屬催化劑。貴金屬催化劑主要包括鉑、鈀等。，它們以細顆粒的形式附著在催化劑載體上，催化劑載體通常是金屬或陶瓷蜂窩體或散裝填料；非貴金屬催化劑主要是通過將過渡元素金屬氧化物如二氧化錳與粘結劑按一定比例混合而制備的。為了有效防止催化劑中毒后失去催化活性，在處理前必須徹底去除能使催化劑中毒的物質，如鉛、鋅、汞等。如果不能去除有機廢氣中的催化劑毒物和覆蓋物，這種催化氧化法不能用于處理VOC

b)熱氧化法。目前熱氧化方法有三種:熱燃燒法、分區法和蓄熱法。三種方法的主要區別在于熱量回收的方式。這三種方法都可以與催化方法相結合，降低化學反應的反應溫度。

技術的發展方向。

熱燃燒熱氧化器一般指氣體焚燒爐。氣體焚燒爐由助燃劑、混合區和燃燒室組成。其中，助燃劑如天然氣、石油等是輔助燃料。在燃燒過程中，焚燒爐產生的熱混合區可以預熱VOC廢氣，為有機廢氣的處理提供足夠的空間和時間，***終實現有機廢氣的無害化處理。

在供氧充足的條件下，氧化反應的反應程度——VOC去除率——主要取決于“三個條件”:反應溫度、時間和湍流。這“三個T條件”是相互關聯的。在一定程度上，一個條件的改善可以減少另外兩個條件。熱燃燒熱氧化器的缺點在于輔助燃料價格高，導致裝置運行成本高。

分區熱氧化器是指在熱氧化器中增加分區換熱器，然后將燃燒室排出的廢氣熱量傳遞給氧化裝置入口處溫度較低的氣體，預熱后可以促進氧化反應。目前，分區換熱器的熱回收率可達85%，******降低了輔助燃料的消耗。一般來說，有三種類型的分區換熱器:管，殼和板。因為熱氧化溫度必須控制在800℃ ~ 1 000℃范圍內，所以壁之間的熱交換必須由不銹鋼或合金材料制成。因此，隔板換熱器的成本相當高，這也是它的缺點。此外，很難消除材料的熱應力，這是壁之間熱交換的另一個缺點。

蓄熱式熱氧化器，簡稱RTO，包括熱氧化器中的蓄熱式換熱器，氧化反應可在VOC預熱后進行。目前蓄熱式熱氧化器熱回收率達到95%，占用空間小，消耗輔助燃料少。由于目前的蓄熱材料可以使用陶瓷填料，它們可以處理腐蝕性或含有顆粒物的揮發性有機化合物氣體。

目前RTO裝置分為旋轉式和閥切換式，其中***常見的是閥切換式，由兩個或兩個以上的陶瓷填充床組成，通過切換閥門來達到改變氣流方向的目的。

2.6液體吸收法

液體吸收是指有機廢氣中的有害分子通過與有機廢氣接觸轉移到吸收劑中，從而實現分離有機廢氣的目的。這種處理方法是典型的物理和化學過程。有機廢氣轉移到吸附劑后，通過分析方法去除吸附劑中的有害分子，然后回收，實現吸附劑的再利用和利用。

根據作用原理，這種方法可分為化學方法和物理方法。物理方法是指利用物質之間的溶解度原理，以水為吸收劑，去除有機廢氣中的有害分子，但不溶于水的廢氣，如苯，只能通過化學方法去除，即有機廢氣與溶劑反應后被去除。

2.7冷凝回收方法

在不同的溫度下，有機物的飽和度是不同的。冷凝回收法利用有機物的***性，通過降低或增加系統壓力，通過冷凝提取蒸汽環境中的有機物。有機廢氣經冷凝提取后，可以得到高度凈化。其缺點是操作困難，常溫下不易使用冷卻水，需要對冷凝水進行冷卻，因此需要更多的費用。這種處理方法主要適用于高濃度低溫有機廢氣的處理。

除上述處理方法外，有機廢氣的處理還包括高溫和催化劑燃燒法、活性炭吸附法、臭氧分解法和電化學氧化法等。這些方法都適用于有機廢氣處理，但具體方法取決于廢氣濃度、設備和環境溫度。另外還要考慮運營商的運營水平。

三、結論

目前，中***工業發展進入了一個新階段。日益突出的環境問題影響了人們的正常工作和生活，人們越來越重視環境問題。因此，在這種情況下，有必要控制工業和其他生產***域有害氣體的排放，減少其對***氣環境的污染。本文主要討論了揮發性有機化合物廢氣處理的相關技術，包括冷凝處理、氧化處理、液體吸附、生物處理和吸附。

闡述了揮發性有機化合物及其危害，并結合理論知識和實際工作對揮發性有機化合物廢氣處理技術進行了探討。指出應重視揮發性有機化合物的處理，通過開發新的廢氣處理技術來減少有機廢氣對環境的危害。