揮發性有毒有害工業有機廢氣處理技術研究進展

揮發性有毒有害工業有機廢氣處理技術研究進展

北極星VOCs在線訊:1引言

近年來，隨著我國不斷出現霧霾嚴重的現象，揮發性有機物(volatileorganiccompounds，VOCs)逐漸被人們重視，其在國家「十二五」計劃中被歸為防控重度汙染物。在VOCs來源中，工業排放源所佔比例較大，且有上升的趨勢。工業排放源主要涉及石化、有機化工、製藥、裝備業製造、家具製造、包裝印刷、表面塗裝、電子製造、汽車製造、塑料製造以及人工造板製造等眾多行業。因此，為了減少工業有機廢氣VOCs排放，緩解霧霾現象，推動工業有機廢氣VOCs處理技術的研究開發勢在必行，本文主要針對該類氣體常用以及新型的處理技術在國內外的發展情況進行系統總結。

2VOCs處理技術

VOCs氣體處理技術主要分為兩類：回收和消除。表1選擇具有代表性的多種處理技術在多種VOCs中的應用情況進行歸納。

2.1回收技術

2.1.1吸附技術技術

傳統的吸附技術技術適用於處理絕大多數具有回收價值的VOCs氣體，該類氣體主要為苯系物、酮、滷代烴、醇、酯、烯烴。處理廢氣流量宜在2000~4000mg/m3，濃度適宜在20~2000ppm，當處理氣體流量小於2000mg/m3時會使技術系統運行成本大幅度增高。

新型變壓吸附(PressureSwingAdsorption，PSA)技術在國外運行比較成熟，該工藝一般在氣體壓力為0.1~2.5MPa之間運行，但有些含氣源無需二次加壓。李立清等採用PSA技術對單相氣體汙染物(甲烷、氯氟烴、苯)進行回收，其處理回收率能達到99%，該研究成果可為PSA的工程運行提供參考。日本Bell公司運用PSA技術分離乙醇-水體系，將分壓為44676Pa和1679Pa的水與乙醇雙組分與混合氣輸入活性炭吸附床，在加壓/常溫條件下進行吸附。經第一次減壓進行脫附富水蒸氣處理，再經第二次減壓進行脫附高純度乙醇蒸氣處理，最終將第二次解吸氣體冷卻至-20℃，即可回收98%乙醇產品，將該方技術運用至酒精發酵淨化濃縮傳統工藝中，可使能耗減少50%。深入研究及開發新型吸附劑是PSA技術的重點，圖1為PSA工藝簡易流程圖。常見的吸附材料特性如表所示，其中新型材料(沸石分子篩吸附劑)因其高吸附性、無汙染性而在國際上越來越受青睞。WeiL等使用粉煤灰合成高效沸石分子篩。在投加10mol/LNaOH、結晶溫度140℃及結晶時間8h條件下，所合成沸石分子篩的Si/Al比為7.9，對苯氣體的吸附率高達66.51%。在沸石合成中，鹼度、Si/Al比、時間和溫度的增加將影響苯氣的吸附效果。Mukerjee等[7]將煤基活性炭吸附劑浸漬在KI3裡，在全碘吸附容器LX-100中，探究正常和限制操作溫度下甲基碘的去汙因素。結果表明，吸附處理後碘殘留量小於0.5μgml-1，煤基活性炭去除穩定碘的去汙因子大於1000。

劉麗英等利用質量、氣體和能量平衡方程，模擬沸石分子篩對CO2的變壓吸附分離系統，並利用具有沸石A和沸石A+X的模型進行發電廠煙氣CO2吸收分離實驗驗證，數據表明，CO2/N2的分離在0°C條件下進行分離提純可達到95%。範春輝等[9]使用由飛灰合成的沸石在不同初始pH值和反應時間下去除亞甲基藍(MB)和Cr(III)，在初始pH值為6和5時，MB和Cr(III)的最大吸附容量分別為8.14mg/g和6.46mg/g，在10分鐘時分別達到80%和55%的總吸附容量(總反應時長為60分鐘)，由此推斷出分布在沸石表面和內部的MB分子形成的複雜絮凝化合物有利於離子交換和絡合化學效應，並能提高MB和Cr(III)的去除效率。

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