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来源:樱花动漫官网 发布时间:2023/10/30 16:04:09
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挥发性物(voc)是生成近地层臭氧(O3)的前体物之一,而O3是光化学氧化剂,具有刺激性、氧化性,近地层O3会危害人体健康;同时,voc本身含有的某些成分本身也具有刺鼻性味道,对人体健康产生危害。世界卫生组织(WHO,1989)对voc的定义为,熔点低于室温而沸点在50~260℃之间的挥发性化合物的总称。VOC的来源分为自然源和人为源,且包含的物种类繁多。人为源排放中,涂装、印刷、粘接和橡胶等行业对VOC的贡献较大,而VOC中对0;生成潜势较大的物种主要是甲苯、二甲苯和苯等。因此,控制各行业VOC达标排放至关重要,而选择合适的VOC处理技术成为各行业VOC达标排放的关键。

1、VOC处理技术

voc处理技术大体可以分为‘回收”和分解”两大类。

1.1回收法

voc的回收处理技术主要包括吸附法、凝缩法和吸收法。

1.1.1吸附法

吸附法是通过采用选择性吸附剂物理性吸附和捕捉voc的方法,吸附材料可分为两类,一类是活性碳(普通活性炭、破碎状碳素纤维蜂窝等),另一类是无机类吸附材料(沸石、硅石等)。活性炭是以碳为主要成分的多孔质物质,其细孔可以选择性的吸附比细孔小的粒状的物,通过升温、减压、吹入水蒸气等来实现解吸附。活性炭吸附法的优点是可以回收voc再利用,且吸附时不需要能源,缺点是需要 成本,吸附材料会逐渐劣化,解吸附时会有部分voc残留。活性炭吸法主要用在化学成套设备的清洗、大楼空调等。沸石是结晶结构相对有较大空隙的铝硅酸盐的总称,目前人工合成可以生产各种材质的沸石。与活性炭吸附类似,沸石也是利用其空隙吸附物,通过升温、减压等来实施解吸附。沸石吸附法除了具备活性炭吸附的优点外,还具有不燃性,其缺点是成本要高。沸石吸附法主要用于化学成套设备清洗、加油站等。在选择吸附材料时应该根据其优缺点及生产工艺合理选择,比如,普通活性炭因成本较低利用较为广泛,但是由于其容易吸附水,所以不适用于温度高于40℃、气体相对湿度大的气体吸附处理,也不适用于易发生反应、活性大的溶剂的吸附,因为该类物会与活性炭表面反应而造成堵塞,这种情祝下应该选择破碎状碳素纤维蜂窝或者沸石作为吸附材料。

1.1.2吸收法

吸收法是根据物相似相溶的原理,采用低挥发溶剂对VOC进行吸收,再利用VOC分子和吸收剂物理性质的差异进行分离的方法。按照吸收机理可以分为物理吸收和化学吸收。通常VOC的吸收为物理吸收,使用的吸收剂常为柴油、煤油或者其它溶剂。可溶解于吸收剂的VOC均可以从气相转移到液相中,之后对吸收液进行处理吸收法的优点在于可以回收有用成分,其缺点在于吸收剂很难选取,吸收范围有限,费用高,且容易造成二次污染。吸收法通常适用于中等浓度、排气量大的VOC的处理。

1.1.3凝缩法

凝缩法是利用不同温度下物质的饱和度不同,通过降低或提高系统压力,把处于蒸汽环境中的物质通过冷凝方式提取出来。凝缩法的优点是凝缩后废气可比较高的净化,其缺点是操作难度很大,常温下也不容易用冷却水来完成,需要给冷凝水降温,所以需要的费用昂贵。凝缩法主要适用于且温度比较低的废气的处理。

1.2分解法

VOC的分解处理技术包括燃烧法和非燃烧法。

1.2.1燃烧法

VOC的燃烧法是指将VOC中的碳氧化分解为二氧化碳的处理方法,分为直接燃烧法、蓄热燃烧法和催化燃烧法。

大多数VOC是由碳、氢、氧等构成的化合物。直接燃烧法是利用助燃剂,在650~800℃左右的高温下使VOC燃烧被分解为二氧化碳、水等物质,助燃剂使用煤油、重油、轻油等液体燃料,或者 气、液化气等气体燃料。直接燃烧法的优点是装置便宜、容易保养,不分VOC种类,其缺点是低浓度的话需要添加助燃剂,且会产生二氧化碳。直接燃烧法通常用于涂装、印刷、化学成套设备等行业。蓄热燃烧法是利用蓄热体(陶瓷)蓄热燃烧来分解VOC。蓄热燃烧法的优点是热(90%-),自然浓度低,其缺点是装置很贵,不能间断运转,需要采取对策处理蓄热材料的网眼堵塞问题。蓄热燃烧法通常用于涂装、印刷、化学成套设备等行业。催化燃烧法是利用加入催化剂降低氧化分解VOC所需要的温度,加入催化剂后VOC氧化的温度可以降低至200~400度。催化燃烧法的优点是可以低温燃烧,氮氧化物的产生量较少,容易保养,其缺点是催化剂很贵,硅、磷、硫磺等受催化剂影响失去活力催化燃烧法通常用于印刷、化学成套设备等行业。

1.2.2非燃烧法

非燃烧法包括生物处理、光催化剂、放电等离子体、膜分离等。

生物处理法是将含有VOC的气体通过微生物填充层,利用微生物的生理过程把VOC转化为简单的无机物,比如二氧化碳、水和其它简单的无机物等,这是一种无公害的废气处理方式。生物处理法的优点是流程和设备简单,一般不消耗有用原料,运行能耗的费用低,较少形成二次污染物;其缺点是设备体积大,微生物受温度、湿度影响较大生物处理法主要用于处理低浓度的VOC。光催化剂法是光催化剂在紫外光的辐射下,产生具有较强氧化能力的空穴,可以分解VOC为二氧化碳和水光催化法的优点是 的净化,对绝大部分VOC都能起到作用,在常温下可以实现,不存在饱和问题;其缺点是可能产生二次污染物,比如O3等。放电等离子体法是利用 电子辐射(分解、氧化或还原)化学技术,将VOC的结构破坏,并转化为其他易回收的形式或的物质。放电等离子体法的优点是分辨率高、节能、常温处理,缺点是有可能产生氮氧化物、有可能生成其他二次生成物膜分离法是采用对VOC具有选择性渗透的高分子膜,在 压力下使VOC渗透而被分离的技术,富集了的VOC气体需要通过其它回收系统进行回收处理。

2、VOC处理技术的选择原则

VOC处理技术较多,在实际工作中企业可以根据VOC排放浓度的差异来选择采用何种技术来处理VOC。

(1)段(VOC含量在1-20%):因为VOC可以作为资源回收处理,可用油处理、沸石等吸附、膜分离、冷凝方法,VOC含量在1~20%范围内往往含有很多爆炸 物质,所以一般不采用燃烧处理法。

(2)中浓度段(VOC含量在数百~数千ppm):VOC浓度在800~1200ppm以上时,因为不需要助燃剂可以进行燃烧处理,所以适用于燃烧装置;也可以用吸附剂处理至自然浓度后进行燃烧处理,为了抵消二氧化碳排放的缺点,加进余热回收等节能技术。

(3)低浓度段(数十~100ppm左右)一般适用吸附剂吸附法进行处理。

3结论

随着中国工业发展带来的VOC排放量的增加 意识的逐渐增强,环保部在2013年发布了以及大众对环境《挥发性物(VOCs)污染控制政策》,各地方政府也相应颁布地方标准,对VOC排放限值做出要求,因此各行业应该严格落实VOC治理要求,VOC达标排放,减少VOC排放,进而O3超标问题。
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