揮發性有機廢氣治理技術的研究

張啟磊

摘 要：隨著我國社會經濟的不斷發展和進步，我國揮發性有機廢氣治理技術也取得了一定程度的發展。在工業經濟高速發展的今天，空氣污染問題尤為嚴重，對人體健康和生態環境造成了極為不利的影響。現階段，我國不僅需要處理傳統大氣污染問題，還需要對揮發性有機廢氣進行治理。如何對揮發性有機廢氣進行高效處理，應該成為有關部門需要重點考慮的問題。本文就揮發性有機廢氣治理技術展開探討。

關鍵詞：揮發性；有機廢氣；治理技術

引言

揮發性有機廢氣治理技術主要包括利用燃燒法和生物處理法等，催化燃燒法、直接燃燒法是燃燒法的兩個主要方式，生物法的主要原理是吸附。主要就揮發性有機廢氣治理技術展開分析和探究，并提出一些看法和見解，希望為相關的工作人言提供借鑒和參考。

1 揮發性有機廢氣及其危害

揮發性有機廢氣，多指沸點在50～260℃，在室溫狀態下飽和氣壓大于133.3Pa的易揮發性有機化合物，其主要成分為烴類、氨、硫化物、醛類等。揮發性有機廢氣一般為混合氣體，雖然各組分占空氣比重不高，但由于各組分混合共存的緣故，諸多治理技術很難將其根除。除對環境造成污染外，對人類健康的危害也不容小覷。揮發性有機廢氣中部分物質，容易與空氣中二氧化氮產生反應進而形成臭氧，其產生的光化學煙霧和刺激性氣味，會對人體眼睛、耳朵以及呼吸道、甚至是心肺系統造成損傷，人類長期置于揮發性氣體環境中，其身體組織會出現畸形或者是癌變。同時，揮發性有機廢氣也會阻礙植物進行光合作用，進而影響糧食產量。

2 揮發性有機廢氣治理技術分析

2.1 直接燃燒法治理有機廢氣

燃燒法治理揮發性有機廢氣的方式較為簡單，其原理為將經過濃縮和干燥處理過后的有機廢氣送入焚燒爐中，然后利用輔助性燃料進行燃燒處理即可，在廢氣燃燒過程中，應確保燃燒溫度處于680～760℃之間，因為在這個溫度區間內，揮發性有機廢氣會被充分氧化，并被分解轉化為無機物質，例如：水、二氧化碳。應用直接燃燒法的主要目的在于讓廢氣在合理的溫度區間內發生氧化反應，但是氧化反應的效果也會受到一些因素的影響。在一般情況下，氧化反應完全的占比為70%左右，此時生成的物質是二氧化碳和水，如果氧化反應不完全，則會生成一氧化碳。而導致氧化反應不完全的主要原因有以下幾個方面：一是揮發性有機廢氣濃度較低；二是燃燒不充分。為了保證燃燒的充分性，可以利用一些輔助性的燃料，例如添加燃氣、燃油等，以確保燃燒的充分性。這類治理方法較為簡單，且投資費用較少，在處理濃度較高且風量較小的有機廢氣時尤為適用，但對安全操作有嚴格的要求，必須確保焚燒爐的溫度，如果溫度不達標，很容易生成其他污染物質。

2.2 催化燃燒技術

催化燃燒處理技術，簡稱AOGC，指在溫度較低的情況下，通過催化劑來氧化分解廢氣中的可燃組，從而達到氣體凈化的目的。起燃溫度、熱回收效率以及燃燒過程中所產生的熱量這三個因素決定著在對有機廢氣進行處理的時候是否選擇催化燃燒的工藝。催化燃燒處理技術主要應用在一些在溫度較高可以分解的有機氣體或者是可燃性的氣體，這種處理方法的優點為：（1）安全性強。在對有機氣體進行催化燃燒的時候，氣體燃燒的時候沒有火焰，安全性比較好；（2）燃燒時產生的有害氣體少，燃料消耗少。催化燃燒時的起燃溫度較低，并且氣體所含有的絕大多數的有機物都能夠和一氧化碳發生反應，反應之后所產生的NOx也是比較少的。（3）消除異味的效果好，對熱值和可燃組分濃度沒有限制。需要注意的是，催化燃燒法也存在自身的局限性的，比如催化燃燒法不能夠用在燃燒時產生氮氧化物和硫氧化物的廢氣中；在應用之前工作人員必須要做好廢氣的處理工作，避免廢氣中含有霧滴和塵粒，避免對催化劑的處理質量和效率產生影響，另外，工作人員還必須做好防護措施，避免催化劑中毒。

3 揮發性有機廢氣治理技術發展研究

3.1 生物處理技術

使用生物技術治理有機廢氣，由污水處理技術演變而來，較其它處理方式，生物處理技術相關消耗更低且技術也較為成熟，國外應用較多。缺點是由于是生物降解，處理時間及周期性較長且相應設備占地面積較大。其次，微生物本身對于污染物處理存在極限值，對處理系統停啟周期需進行周密控制。導致此方式在國內廢氣治理領域應用較少。

3.2 納米材料凈化技術

納米材料的凈化技術也是近年來出現的一種比較新的處理技術。納米材料主要指的是一些超細材質的納米粒子，這種納米粒子的吸附能力非常強，并且表面積較大，具有一定的催化作用，這對提高揮發性有機氣體的反應效率具有非常重要的作用。納米粒子的作用較大，其能夠使一些原來不能發生反應的物質發生反應，在光照條件下激活納米材料，將有機物轉化為小分子，應用前景和應用市場是非常廣泛的。

3.3 微波催化氧化技術

微波催化氧化技術與活性碳纖維吸附技術類似，都是科學技術發展衍生出的全新治理技術，這種技術具有非常強的適用性和靈活性，既可單獨使用，也可以與其他治理技術結合使用。例如：通過填料吸附技術與微波催化氧化技術的有效結合，使揮發和吸附治理性能得到強化。這種方法的使用，可以將傳統解吸治理方法轉變為微波解吸，繼而提高處理揮發性有機廢氣的性能。在進行VOCs治理時，運用這項技術，不僅可以縮短吸附和解吸的時間，還能減少資源的浪費和損失，繼而降低處理廢氣的成本。目前，微波催化氧化技術中的吸附劑，其運用有效次數可達20次以上，并且吸附劑使用效果非常穩定，能夠對有機廢氣進行根治。

3.4 等離子處理技術

等離子體被稱為物質第四形態，它是由大量的帶電粒子以每秒300～3000萬次的速度反復轟擊異味氣體的分子，去電離、裂解廢氣中的各種成分，從而發生氧化等一系列復雜的化學反應，將有害物轉化為無害物。利用等離子體技術處理廢氣雖然在一定程度上可以降解有機分子，但其對CO2的選擇性不高，容易生成小分子有機化合物，從而造成二次污染，處理效率得不到保證。

3.5 活性炭纖維治理技術

在當下新時代的發展背景下，活性炭纖維治理技術的發展也取得了一定的成就。和傳統的活性炭纖維的治理技術相比，活性炭纖維治理技術具有非常明顯的優點，如吸附效果更好，吸附效率更高等。活性炭纖維治理技術的治理原理是活性炭纖維在表面分布了許多碳原子，碳原子形成了吸附能力較強的表面結構。活性炭纖維的結構比較特殊，其主要優點是具有數量多的微孔、表面積較大以及吸附的容量大、吸附速度較快等，這些優點對廢氣處理具有非常重要的作用。

4 結語

綜上所述，由于揮發性有機廢氣具有多樣化的種類、性質和特點，再加上有機廢氣的濃度也存在差別，因此在治理揮發性有機廢氣時，應根據廢氣的種類、性質和特點，并參考不同治理技術的優勢和使用范圍，選擇合適的治理技術，從而在確保有機廢氣治理效果的同時，避免造成資源和成本的浪費。

參考文獻

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