1 VOC及其危害概述

　　1.1 VOC概述

　　揮發(fā)性的有機(jī)化合物，簡(jiǎn)稱為VOC(VolatileOrganic Compounds))，在工業(yè)出產(chǎn)中，一般作為溶劑來運(yùn)用，運(yùn)用之后便散發(fā)到大氣中?，F(xiàn)階段，其運(yùn)用比較廣泛的范疇包含石油化工、印刷、人造革及電子元器件、烤漆和醫(yī)藥等。

　　1.2 VOC危害概述

　　從化學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)來看，在工業(yè)出產(chǎn)等范疇，一般用作溶劑的首要包含脂肪族化合物、鹵代烴和芳香族化合物等。這些有機(jī)溶劑假定揮發(fā)到大氣環(huán)境中，不只會(huì)對(duì)大氣環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)峻污染，并且人體呼入被污染的氣體后，對(duì)人體健康發(fā)作危害。比方苯，它常常被當(dāng)作一種溶劑來運(yùn)用，作為溶劑揮發(fā)到大氣環(huán)境中，不只能夠被人體的皮膚所吸收，并且還可經(jīng)過呼吸系統(tǒng)進(jìn)入人體內(nèi)部，構(gòu)成緩慢或急性中毒，不過人體的大部分中毒均是因?yàn)楹羧胗卸練怏w構(gòu)成的。

　　苯類化合物不只會(huì)對(duì)人體的中樞神經(jīng)構(gòu)成必定的危害，并且還可能構(gòu)成神經(jīng)系統(tǒng)的阻止，進(jìn)入人體后還會(huì)危害血液和造血器官，假定狀況比較嚴(yán)峻，乃至?xí)谐鲅Y狀或患上敗血癥。氧化效果下，苯在生物體內(nèi)可氧化成苯酚，然后構(gòu)成肝功用失常，對(duì)骨骼的生長(zhǎng)發(fā)育十分倒霉，誘發(fā)再生阻止性貧血。假定苯蒸汽濃度過高，生物可能因急性中毒而去世。因而，ACGIH把苯列為潛在致癌物質(zhì)。鹵代烴類化合物會(huì)引發(fā)神經(jīng)癥候群和血小板的削減、肝脾腫大等不良狀況，并且很有可能致癌。所以，有必要操控VOC的排放，這不僅僅對(duì)環(huán)境擔(dān)任，也是對(duì)咱們的生命健康擔(dān)任。

　　2 VOC廢氣處理工程技能

　　當(dāng)時(shí)，VOC廢氣處理工程技能首要包含熱損壞法、變壓吸附別離與凈化技能、吸附法和氧化處理辦法等。

　　2.1熱損壞法

　　熱損壞法是指直接和輔佐焚燒有機(jī)氣體，也就是VOC，或運(yùn)用適合的催化劑加速VOC的化學(xué)反響，究竟抵達(dá)下降有機(jī)物濃度，使其不再具有危害性的一種處理辦法。

　　熱損壞法關(guān)于濃度較低的有機(jī)廢氣處理工程效果比較好，因而，在處理低濃度廢氣中得到了廣泛運(yùn)用。這種辦法首要分為兩種，即直接火焰焚燒和催化焚燒。直接火焰焚燒對(duì)有機(jī)廢氣的熱處理功率相對(duì)較高，一般狀況下可抵達(dá) 99%。而催化焚燒指的是在催化床層的效果下，加速有機(jī)廢氣的化學(xué)反響速度。這種辦法比直接焚燒用時(shí)更少，可是假定脫離催化劑輔佐，則無法發(fā)揮效果?，F(xiàn)階段，可作為催化劑運(yùn)用的大都是金屬、金屬鹽。這兩種催化劑的催化效果雖然比較好，技能也現(xiàn)已恰當(dāng)老到，可是其價(jià)格卻比較高，所以處理本錢也就比較高。近年來，催化劑研制多會(huì)合在非貴金屬催化劑方向，取得了比較大的打開。

　　此外，在催化有機(jī)廢氣進(jìn)程中，還需求有催化劑的載體，其起著行進(jìn)催化活性和穩(wěn)定性的重要效果。當(dāng)時(shí)，多以陶瓷作為催化劑載體，但在未來的催化劑研討傍邊，應(yīng)加速研制高效活性催化劑及其載體。

　　2.2吸附法

　　有機(jī)廢氣中的吸附法首要適用于低濃度、高通量有機(jī)廢氣。現(xiàn)階段，這種有機(jī)廢氣的處理辦法現(xiàn)已恰當(dāng)老到，能量耗費(fèi)比較小，可是處理功率卻十分高，并且能夠完全凈化有害有機(jī)廢氣。

　　可是這種辦法也存在必定缺陷，它需求的設(shè)備體積比較巨大，并且工藝流程比較復(fù)雜;假定廢氣中有許多雜質(zhì)，則簡(jiǎn)略導(dǎo)致工作人員中毒。所以，運(yùn)用此辦法處理廢氣的關(guān)鍵在于吸附劑。當(dāng)時(shí)，選用吸附法處理有機(jī)廢氣，多運(yùn)用活性炭，首要是因?yàn)榛钚蕴考?xì)孔結(jié)構(gòu)比較好，吸附性比較強(qiáng)。

　　此外，經(jīng)過氧化鐵或臭氧處理，活性炭的吸附功用將會(huì)更好，有機(jī)廢氣的處理將會(huì)愈加安全和有用。

　　2.3生物處理法

　　從處理的根柢原理上講，選用生物處理辦法處理有機(jī)廢氣，是運(yùn)用微生物的生理進(jìn)程把有機(jī)廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)略的無機(jī)物，比方CO2、H2O和其它簡(jiǎn)略無機(jī)物等。這是一種無害的有機(jī)廢氣處理工程辦法。

　　一般狀況下，一個(gè)完好的生物處理有機(jī)廢氣進(jìn)程包含3個(gè)根柢進(jìn)程：a) 有機(jī)廢氣中的有機(jī)污染物首要與水觸摸，在水中能夠靈敏溶解;b) 在液膜中溶解的有機(jī)物，在液態(tài)濃度低的狀況下，能夠逐漸渙散到生物膜中，進(jìn)而被附著在生物膜上的微生物吸收;c) 被微生物吸收的有機(jī)廢氣，在其本身生理代謝進(jìn)程中，將會(huì)被降解，究竟轉(zhuǎn)化為對(duì)環(huán)境沒有危害的化合物質(zhì)。

　　2.4變壓吸附別離與凈化技能

　　變壓吸附別離與凈化技能是運(yùn)用氣體組分可吸附在固體資料上的特性，在有機(jī)廢氣與別離凈化設(shè)備中，氣體的壓力會(huì)出現(xiàn)必定的改動(dòng)，經(jīng)過這種壓力改動(dòng)來處理有機(jī)廢氣。

　　PSA 技能首要運(yùn)用的是物理法，經(jīng)過物理法來完畢有機(jī)廢氣的凈化，運(yùn)用資料首要是沸石分子篩。沸石分子篩，在吸附選擇性和吸附量?jī)煞矫嬗斜囟▋?yōu)勢(shì)。在必定溫度和壓力下，這種沸石分子篩能夠吸附有機(jī)廢氣中的有機(jī)成分，然后把剩余氣體輸送到下個(gè)環(huán)節(jié)中。在吸附有機(jī)廢氣后，經(jīng)過必定工序?qū)⑵滢D(zhuǎn)化，堅(jiān)持并行進(jìn)吸附劑的再生才能，進(jìn)而可讓吸附劑再次投入運(yùn)用，然后重復(fù)上進(jìn)程工序，循環(huán)反復(fù)，直到有機(jī)廢氣得到凈化。

　　近年來，該技能開始在工業(yè)出產(chǎn)中運(yùn)用，關(guān)于氣體別離有超卓效果。該技能的首要優(yōu)勢(shì)有：動(dòng)力耗費(fèi)少、本錢比較低、工序操作自動(dòng)化及別離凈化后混合物純度比較高、環(huán)境污染小等。運(yùn)用該技能關(guān)于收回和處理有必定價(jià)值的氣體效果超卓。

　　2.5氧化法

　　關(guān)于有毒、有害，并且不需求收回的VOC，熱氧化法是最適合的處理技能和辦法。氧化法的根柢原理：VOC與O2發(fā)作氧化反響，生成CO2和H2O，化學(xué)方程式如下：

　　aCxHyOz+bO2→cCO2+dH2O

　　從化學(xué)反響方程式上看，該氧化反響和化學(xué)上的焚燒進(jìn)程相相似，但其因?yàn)閂OC濃度比較低，在化學(xué)反響中不會(huì)發(fā)作肉眼可見的火焰。一般狀況下，氧化法經(jīng)過兩種辦法可保證氧化反響的順利進(jìn)行：a) 加熱。使含有VOC的有機(jī)廢氣抵達(dá)反響溫度;b) 運(yùn)用催化劑。假定溫度比較低，則氧化反響可在催化劑表面進(jìn)行。所以，有機(jī)廢氣處理工程的氧化法分為以下兩種辦法：

　　a) 催化氧化法。現(xiàn)階段，催化氧化法運(yùn)用的催化劑有兩種，即貴金屬催化劑和非貴金屬催化劑。貴金屬催化劑首要包含Pt、Pd等，它們以細(xì)顆粒辦法依附在催化劑載體上，而催化劑載體一般是金屬或陶瓷蜂窩，或散裝填料;非貴金屬催化劑首要是由過渡元素金屬氧化物，比方MnO2，與粘合劑經(jīng)過必定份額混合，然后制成的催化劑。為有用避免催化劑中毒后丟掉催化活性，在處理前有必要完全鏟除可使催化劑中毒的物質(zhì)，比方Pb、Zn和Hg等。假定有機(jī)廢氣中的催化劑毒物、隱秘質(zhì)無法鏟除，則不可運(yùn)用這種催化氧化法處理VOC;

　　b) 熱氧化法。熱氧化法當(dāng)時(shí)分為三種：熱力焚燒式、間壁式、蓄熱式。三種辦法的首要差異在于熱量收回辦法。這三種辦法均能催化法結(jié)合，下降化學(xué)反響的反響溫度。

　　技能的打開方向。

　　熱力焚燒式熱氧化器，一般狀況下是指氣體焚燒爐。這種氣體焚燒爐由助燃劑、混合區(qū)和焚燒室三部分組成。其間，助燃劑，比方天然氣、石油等，是輔佐燃料，在焚燒進(jìn)程中，焚燒爐內(nèi)發(fā)作的熱混合區(qū)可對(duì)VOC廢氣預(yù)熱，預(yù)熱后便可為有機(jī)廢氣的處理供給滿意空間、時(shí)刻，究竟完畢有機(jī)廢氣的無害化處理。

　　在供氧滿意條件下，氧化反響的反響程度——VOC去除率——首要取決于“三T條件”：反響溫度(Temperat)、時(shí)刻(Time)、湍流混合狀況(Turbulence)。這“三T條件”是互相聯(lián)絡(luò)的，在必定范圍內(nèi)，一個(gè)條件的改進(jìn)可使其他兩個(gè)條件下降。熱力焚燒式熱氧化器的缺陷在于：輔佐燃料價(jià)格高，導(dǎo)致設(shè)備操作費(fèi)用比較高。

　　間壁式熱氧化器指的是在熱氧化設(shè)備中，參加間壁式熱交換器，進(jìn)而把焚燒室排出氣體的熱量傳送給氧化設(shè)備進(jìn)口處溫度比較低的氣體，預(yù)熱完畢后便可促進(jìn)氧化反響?，F(xiàn)階段，間壁式熱交換器的熱收回率最高可達(dá)85%，因而大幅下降了輔佐燃料的耗費(fèi)。一般狀況下，間壁式熱交換器有三種辦法：管式、殼式和板式。因?yàn)闊嵫趸瘻囟扔斜匾倏卦?00 ℃～1 000 ℃范圍內(nèi)，因而，間壁式熱交換有必要由不銹鋼或合金資料制成。所以間壁式熱交換器的造價(jià)恰當(dāng)高，而這也是其缺陷地點(diǎn)。此外，資料的熱應(yīng)力也很難消除，這是間壁式熱交換的其他一個(gè)缺陷。

　　蓄熱式熱氧化器，簡(jiǎn)稱為RTO，在熱氧化設(shè)備中計(jì)入蓄熱式熱交換器，在完畢VOC預(yù)熱后便可進(jìn)行氧化反響?，F(xiàn)階段，蓄熱式熱氧化器的熱收回率現(xiàn)已抵達(dá)了95%，且其占用空間比較小，輔佐燃料的耗費(fèi)也比較少。因?yàn)楫?dāng)時(shí)的蓄熱資料可運(yùn)用陶瓷填料，其可處理腐蝕性或含有顆粒物的VOC氣體。

　　現(xiàn)階段，RTO設(shè)備分為旋轉(zhuǎn)式和閥門切換式兩種，其間，閥門切換式是最常見的一種，由2個(gè)或多個(gè)陶瓷填充床組成，經(jīng)過切換閥門來抵達(dá)改動(dòng)氣流方向的目的。

　　2.6液體吸收法

　　液體吸收法指的是經(jīng)過吸收劑與有機(jī)廢氣觸摸，把有機(jī)廢氣中的有害分子轉(zhuǎn)移到吸收劑中，然后完畢別離有機(jī)廢氣的目的。這種處理辦法是一種典型的物理化學(xué)效果進(jìn)程。有機(jī)廢氣轉(zhuǎn)移到吸收劑中后，選用解析辦法把吸收劑中有害分子去除去，然后收回，完畢吸收劑的重復(fù)運(yùn)用和運(yùn)用。

　　從效果原理的視點(diǎn)區(qū)別，此辦法可分為化學(xué)辦法和物理辦法。物理辦法是指運(yùn)用物質(zhì)之間相溶的原理，把水看作吸收劑，把有機(jī)廢氣中的有害分子去除去，可是關(guān)于不溶于水的廢氣，比方苯，則只能經(jīng)過化學(xué)辦法鏟除，也就是經(jīng)過有機(jī)廢氣與溶劑發(fā)作化學(xué)反響，然后予以去除。

　　2.7冷凝收回法

　　在不同溫度下，有機(jī)物質(zhì)的飽和度不同，冷凝收回法就是運(yùn)用有機(jī)物這一特點(diǎn)來發(fā)揮效果，經(jīng)過下降或行進(jìn)系統(tǒng)壓力，把處于蒸汽環(huán)境中的有機(jī)物質(zhì)經(jīng)過冷凝辦法提取出來。冷凝提取后，有機(jī)廢氣便可得到比較高的凈化。其缺陷是操作難度比較大，在常溫下也不簡(jiǎn)略用冷卻水來完畢，需求給冷凝水降溫，所以需求較多費(fèi)用。這種處理辦法首要適用于濃度高且溫度比較低的有機(jī)廢氣處理工程。

　　有機(jī)廢氣處理工程除上述處理辦法之外，還包含高溫及觸媒焚燒法、活性炭吸附法、臭氧分解法和電化學(xué)氧化法等。這些辦法均適用于有機(jī)廢氣處理工程，但具體選用何種辦法，則取決于廢氣濃度、設(shè)備設(shè)備和環(huán)境溫度等條件。此外，還需求考慮操作人員的操作水平。

　　3結(jié)語(yǔ)

　　當(dāng)時(shí)，我國(guó)的工業(yè)打開進(jìn)入到了一個(gè)新階段，環(huán)境問題的日益突出影響到了人們的正常工作和日子，環(huán)境問題越來越受到人們的注重。所以在這種形勢(shì)下，有必要操控工業(yè)等出產(chǎn)范疇有害氣體的排放，削減其對(duì)大氣環(huán)境的污染。在本文中，首要探討了VOC廢氣處理工程的相關(guān)技能，首要包含冷凝處理法、氧化處理法、液體吸附法、生物處理法和吸附法等。