揮發性有機化合物(Volatile organic compounds)的英文縮寫VOCs,對於其定義,就是熔點低於室溫、沸點小於260℃,常溫下飾物 蒸氣壓大於70.91Pa,並以氣態形式存在於空氣中的一類化合物的總稱,目前最為熱門的工業廢氣處理也就是VOC廢氣處理,那麼,常用的VOC廢氣處理技術有哪些呢?
對於VOC廢氣處理,也就是對其的淨化處理,主要有兩大類,一就是回收,二是銷毀,回收就是通過物理方法,將VOCs通過吸收、吸附以及滲透膜將VOCs與空氣分離開,而銷毀,就是通過化學或生物方法,將VOCs氣體分子分解 成小分子的水和二氧化碳,銷毀的方法主要有燃燒、生物、光催化(光解)以及等離子。
1、吸收法
吸收府就通過液態吸收劑處理混合氣體,也就是讓VOCs中的一種或幾種氣體溶於液體吸收劑中,此方法適合於大氣量,中低濃度的VOC廢氣處理。
不同的氣體需要選擇不同的吸收劑,處理的氣體必須具備以下特徵:a、溶解性強;b、蒸氣壓氏;c、易解吸;d、化學性質穩定且無毒無害;e、分子量低
採用吸收法有設備一般為溼式除塵器,如噴淋洗滌塔、泡沫洗滌塔,文氏管洗滌塔等。
用吸收法進行VOC廢氣處理幾乎是可以吸收所有有害氣體,並且可以回收,缺點就是設備可能受腐蝕,並且吸收劑需要定期更換。
2、吸附法
吸附法就是利用吸附材料的多孔性來處理VOCs,以達到分離的效果,常用的吸附 劑有活性炭、活性炭纖維、活性氧化鋁以及沸石等。
最常用的吸附劑就是活性炭,對於吸附劑,要求比表面積大、吸附性能好、化學性質穩定、對氣體阻力小。
吸附法優點就是淨化率高,無二次汙染,設備成本較低,缺點就是處理高濃度有機氣體時設備體積龐大,當廢氣中含有膠粒物質或其它雜質時,吸附劑易失效,用吸附法進行VOC廢氣處理最主要是吸附劑需定期更換,並且需要再生,否則會造成二次汙染。
3、燃燒法
燃燒法就通過燃燒的方式將VOCs轉化成二氧化碳、水以及氯化氫等無毒或毒性較小的無機物也就燃燒淨化,適合於治理可燃或高溫情況下可以分解的有害氣體,廣泛用於化工、噴漆、絕緣材料等行業在生產過程中產生的有害氣體。
燃燒法有直接燃燒、熱力燃燒以及催化燃燒,直接燃燒適合有害氣體可燃性較高,熱力燃燒就通過添輔助燃料(比喻說石油、天然氣等)進行燃燒,而催化燃燒是通過添加催化燃燒,後面兩種方法適合於氣體可燃度不高情況。
燃燒法優點是淨化率高,可達95%以上,不足之處理是直接燃燒容易爆炸且產生二次汙染,熱力燃燒運行費用高,催化燃燒的催化劑容易中毒,並且用燃燒法進行VOC廢氣處理管是投資成本還是運行成本都較高。
4、冷凝法
冷凝法就是利用VOCs在不同溫度和壓力下具有不同飽和蒸氣壓,通過降低溫度和增加氣壓,使處於蒸氣狀態的汙染物凝結出來,從而達到淨化和回收的目的。
冷凝法的優勢是設備工藝簡單,能耗低,可回收有用成分,缺點是不適宜處理低濃度的有機廢氣,當冷卻溫度低時,耗電量較大。
5、生物法
生物法是利用微生物(細菌)將VOCs氣體中的有害物質分解成簡單的無機物(CO、HO)等,常用的生物處理技術有生物洗滌塔、生物過濾法和生物滴濾法。
生物除臭法有去除率高,投資較少、設備簡單、運行費用低,較少形成二次汙染,不足之處是微生物對環境要求高,包括溫度、去除物等方面,目前用生物法進行VOC廢氣處理主要是養殖場、飼料廠、汙水站等場所。
6、膜分離法
膜分離是在壓力差的推動下,讓VOCs通過膜,從而將氣體分離的過程,適合於處理濃度較高的廢氣,淨化率可以達到97%以上,具有節能、體積小、可拆分等特點,廣泛用於製藥、化工、水處理等行業,對不同的VOCs,要選擇合適的膜工藝。
膜分離的優點是選擇性好,適應性強,能耗低,可回收有用成分,缺點就是投資大,對膜的依賴性強,膜分離裝置操作要求高。
7、光催化氧化法
利用催化劑的光催化氧化性,使吸附在其表面的VOCs發生氧化還原反應,最終轉化成CO、HO以及無機小分子物質,目前應用最廣的就是用紫外線照射二氧化鈦,加快的廢氣反應過程,朱曉提高了氣相催化反應速率,因為此方法處理廢氣範圍廣,運行成本低,目前廣泛應用於噴漆、塗裝、化工、印刷、汙水、垃圾站等各個行業VOCs處理,不足之處理中只能處理中低濃度,對於高濃度的,需要和等離子等協同處理,對於中低濃度來說,用光催化氧化進行VOC廢氣處理是一種性價比高的治理方法。
8、低溫等離子法
等離子是固、液、氣之處的第四種物質,低溫等離子利用高頻高壓電源使電極的周圍的空氣分離,繼而產生的低溫等離子體,當電子的平均電能超過汙染物化學鍵結合能時,將VOCs分子鍵打斷分解,同時高能電子激發產生自由基,具有很強的氧化性,最終可將廢氣氧化成二氧化碳、二氧化碳和水。
低溫等離子法具有淨化率高,適應範圍廣特點,不足就是設備以及運行成本較高。
對於VOC廢氣處理,目前最常用的就是燃燒法、活性炭吸附法、光催化氧化(UV光解)以及低溫等離子法,根據所處理的VOCs成分不同,綜合考慮選擇不同處理方法或是幾種方法協同處理,從而達到所要的處理效果。
作者:環保根(ID:83893163),環保設備廠產品總監,高級環保工程師,多項專利發明人,從事環保行業十餘年,專注油煙淨化、油水分離、VOCs治理等環保設備研發、設計、生產製造以及安裝使用。