VOCs治理的常见方法有哪些

如题所述

1、立法控制

继硫氧化物、氮氧化物和氟利昂之后,挥发性有机物的污染成为世界各国关注的焦点,发达国家和地区不断修改法律,一再降低VOCs的排放浓度。

1990年美国修正的《大气污染法》规定了189种VOCs的排放标准,2002年日本的《恶臭防治法》规定了149种VOCs的排放标准,欧洲经济共同体也于1994年建立了共同体内VOCs的统一排放标准,并要求未立法的国家限期立法。

由于上述原因,国外关于VOCs治理技术和装置的发展很快。我国的《大气污染物综合排放标准》(GB 16297--2004)和《恶臭污染物排放标准》(GB14554--1993)对十余种VOCs的排放标准作了限定。

2、技术控制

有机废气种类多,往往成分复杂、浓度呈无规律的变化,这就给治理带来了难度。近年来,有关居住区居民对工业废气的污染问题投诉越来越多。因此,寻求该类废气的有效处理技术已经迫在眉睫。

进入21世纪后,由于我国区域性大气复合污染进一步加剧,环境质量不断恶化,国家和地方加大了环境立法工作和技术研发投入,我国固定源有机废气的治理进入快速发展阶段。“十一五”以来,国家和地方政府部门都明显加大了对于有机废气治理技术的研发力度,推进了新技术、新材料的研发和应用。

扩展资料

VOCs对健康影响

室内空气中挥发性有机化合物浓度过高时很容易引起急性中毒,轻者会出现头痛、头晕、咳嗽、恶心、呕吐、或呈酩醉状;重者会出现肝中毒甚至很快昏迷,有的还可能有生命危险。

长期居住在挥发性有机化合物污染的室内,可引起慢性中毒,损害肝脏和神经系统、引起全身无力、瞌睡、皮肤瘙痒等。有的还可能引起内分泌失调、影响性功能;苯和二甲苯还能损害系统,以至引发白血病。

挥发性有机化合物对儿童健康的影响:

经国外医学研究在证实,生活在挥发性有机化合物污染环境中的孕妇,造成胎儿畸形的几率远远高于常人,并且有可能对孩子今后的智力发育造成影响。同时,室内空气中的挥发性有机化合物是造成儿童神经系统、血液系统、儿童后天疾患的重要原因。

参考资料来源:百度百科-挥发性有机物治理

参考资料来源:百度百科-VOCs

温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
第1个回答  2019-12-05

说起VOCS废气,有了解过的朋友或许都知道,它是有刺激性的以及会损害生活环境的气体,比如:制药、工业、炼油等行业排放出来的恶臭气体,这种气体不仅难闻而且还有刺激性,特别是鼻子、肺这两个部位影响最大。

近年来,我国也开始重视挥发性有机化合物的监测和预防。然而,一些研究表明,即使恶臭物质被去除90%,人类嗅觉感知的气味浓度也仅减少不到一半。这就决定了挥发性有机化合物废气的处理比防止其他空气污染物更加困难。

vocs尾气的产生并非最近的问题,其种类繁多,来源广泛。 不同种类成分vocs气体的vocs治理方法也不同

下面给大家介绍一下几种废气处理的方法

吸附回收净化技术

吸附回收技术是一种简单实用的挥发性有机化合物处理技术,既能有效处理有机废气,又能回收有机溶剂,不仅解决了环境污染问题,还创造了可观的经济效益,得到企业的广泛认可,具有良好的市场应用前景。吸附回收技术主要是利用吸附材料吸附废气中的有机溶剂,解吸回收有机溶剂的方法。

工作原理:

该技术采用颗粒活性炭/活性炭纤维作为吸附材料,吸附饱和后的吸附材料利用热源蒸发吸附质,解析后的高浓度有机蒸汽通过解吸介质带入冷凝单元,通过冷凝分离回收有机溶剂。根据解吸介质的不同,有蒸汽解吸-溶剂回收附着技术和热氮气解吸-溶剂回收技术。

技术特点:

1、采用高效吸附材料,吸附效率在95%以上,溶剂回收率在90%以上。

2、系统化防爆设计和安全节点监控,完善的产品质量保证体系,确保设备安全,满足化工场所苛刻要求。

3、对于非水溶性有机溶剂,采用活性炭吸附-水蒸汽脱附-溶剂回收工艺,具有相变热高,脱附完全,易冷凝的优点,可实现有机溶剂和水的自动有效分离。

4、对于水溶性大或易水解有机溶剂,采用活性炭吸附-氮气脱附-溶剂回收工艺,回收产品中水含量低,溶剂品质高、可降低运行成本;

5、吸附床内配套活性炭保护系统,充分保证设施安全。 基于可编程控制器(PLC)的控制具有数据采集和远程控制功能。

蓄热式催化燃烧

蓄热式催化燃烧法(RCO)处理工艺,是在催化燃烧的基础上发展起来的,在贵金属催化剂的作用下,将有机气体加热到分解温度,达到净化效果,在高浓度地风量废气环境下使用效果好。

工作原理:

在将废气进行催化净化的过程中,废气经管道由风机送入热交换器,将废气加热到催化燃烧所需要的起始温度。经过预热的废气,通过催化剂层使之燃烧。由于催化剂的作用,催化燃烧法废气燃烧的起始温度约为250~300摄氏度,大大低于直接燃烧法的燃烧温度650~800摄氏度,高温气体再次进入热交换器,经换热冷却,最终以较低的温度经风机排入大气。

技术特点:

1、操作方便:设备工作时,实现自动化控制。

2、能耗低:设备启动约20分钟升温至起燃烧温度,有机废气浓度较高时耗能仅为风机功率。

3、安全可靠:设备配有阻火系统、防爆泄压系统、超温报警系统及先进的自控系统。

4、阻力小,净化效率高:采用当今先进的贵金属钯、铂浸渍的蜂窝状陶瓷载体催化剂,比表面积大。

5、余热可回用:余热可返回烘道,降低原烘道中的消耗功率;也可做其它方面的热源。

6、占地面积小:仅为同行业同类产品的80%,且设备基础无特殊要求。

7、使用寿命长:催化剂一般4年更换,并且载体可再生。

第2个回答  2020-03-18
一、活性炭吸附法
1、处污原理

活性炭吸附法由于前期投资较低,是目前应用最多的VOCs处理办法,是通过活性炭的自然吸附能力吸附VOCs,当吸附饱和后,活性炭脱附再生或交给专业危废公司处理。

▲活性炭工艺现场示意图

2、实际应用情况

运用活性炭吸附法进行VOCs处理的环保公司对其设备的除污参数,基本上都会提到此类设备的除污效率达到90%以上,但在实际除污应用过程中,除污效率达到90%以上只是理论值。

而且在不同的工作环境下,其除污效率远比这个理论数值低。主要原因包括温度、工作环境湿度、水雾、酸度、灰尘及被吸附气体之间的相互作用等。例如我国南方全年湿度较大,气温较高,其活性炭实际吸附量不足实验室的50%。

3、主要问题

使用活性炭吸附法处理VOCs达标排放实际运维费用是十分高昂的,同时自然吸、脱附管理难、适用性受多种因素影响,不适合含粉尘、水汽、乳状物等废气处理,难稳定环保达标。

且大量饱和后的活性炭处理更耗费巨大,该方法仅是将污染物吸附转移,如对饱和后活性炭转移过程无严格把关跟踪,则极易造成二次污染。

但因前期投资少,企业自然选用较多,现虽监管难(炭箱内没有活性炭,活性炭设施过于简陋、几乎不换炭,活性炭选用与实际设计不符,使用量过少等),但环保部门终会有所行动的,存在着巨大环保风险。而且容易造假应付环保管理。(如:炭箱内没有活性炭,活性炭设施过于简陋、几乎不换炭,活性炭实际工程与设计不符,使用量过少等。)

▲图为广东某企业仅放少许活性炭并长期不更换、造假!

二、低温等离子体技术

1、处污原理

低温等离子废气处理设备里的介质阻挡放电过程中,等离子体内部产生富含极高化学活性的粒子,如电子、离子、臭氧和激发态分子等。

理论上有机废气与这些具有较高能量的活性基团发生反应,部分会被裂解,最终转化为二氧化碳和水等物质,从而达到净化废气的目的。

▲低温等离子工艺现场示意图

2、实际应用情况

国内生产的运用低温等离子体技术的治污设备,制造的环保公司对设备的除污参数,基本上都会提到这类设备的除污效率达到80%以上。

大量可用于VOCs处理的低能量等离子体设备仅可用于治理油烟污染,在实际处理工业VOCs过程中,这种低温等离子体技术设备对有机废气的降解基本无效和会生成污染副产物,其降解效率较低,而VOCs的易燃性令其安全性备受关注。

3、主要问题

现大量使用的小功率低温等离子体是过去餐厨行业用于油烟处理的,其不适合VOCs处理,且生成副产物和大量的臭氧,会拉弧引燃VOCs等问题。

因为等离子体技术在短时间内对包括芳香类化合物的有机废气处理效率是很低的,主要是生成中间产物。如采用大功率等离子体在稳定的有机废气中,也要在一定的时间内才有处理效果。

而对于工产源源不断高速排出的VOCs废气,其处理效率很低并会次生很多中间副产物,导致VOCs成分更复杂(这些副产物的危害性可能更大)、同时设备运行时会产生大量无用臭氧。

且有机废气绝大部分是易燃、易爆的化合物。等离子体运行时的拉弧极易引爆VOCs,天津爆炸事件已令社会对其的安全性质疑,故该技术在各地被禁用已日逐增加。

▲某企业低温等离子设备爆炸事故现场

三、光催化氧化

1、处污原理

光催化废气处理设备的技术是利用特种紫外线波段,在催化剂的作用下,将氧气催化生成臭氧和羟基自由基及负氧离子,再将VOCs分子氧化还原的一种处理方式。

▲光催化氧化现场示意图

2、实际应用情况

大部份应用于VOCs处理的UV光催化处理设备是引用过去除臭杀菌的技术原理,通常采用双波长紫外光管,将能量主要用于转换臭氧,用普通二氧化钛材料作为催化剂,虽除污效率号称达到80%以上。

实际现在使用的UV光催化处理VOCs设备的效率均较低,在无计算技术的控制下,会大量生成臭氧和中间副产物。

3、主要问题

在UV光催化氧化技术应用中,包括UV管的波长、光催化材料、反应时间、相对湿度、灰尘颗粒物等都是处理VOCs成败的瓶颈要素。

目前普遍认为光催化氧化法能够将VOCs完全降解生成无毒无害的CO2和H2O等,但是在使用中由于反应时间太短,挥发性有机物在光催化氧化反应会生成酮、醛等更恶毒的中间产物和大量的臭氧。

近年来工业城镇造成臭氧超标的其中因素就是滥用等离子体和产臭氧的UV光催化氧化设备。

由于这两类设备都是试图通过将空气中的氧转变成臭氧后通过化学反应消解工业废气的技术,但因反应条件的制约,使产生的臭氧转换成自由基和负氧离子的效率极低,同时因反应时间过短,导致设备产生的大部分臭氧未能实现对VOCs处理而直接排放。

▲图为某企业光催化氧化法处理工艺形同摆设,灯管坏死无更换,设计纯属扯淡

四、燃烧法

1、处污原理

燃烧法分为蓄热式燃烧技术(RTO)和催化燃烧技术(RCO)。其原理是通过直接燃烧或者添加催化剂进行低温燃烧,利用“烧”将有机废气彻底降解为水和二氧化碳。

▲燃烧法现场示意图

2、实际应用

燃烧法作为目前处理效率和效果相对理想的工艺,虽然它的价格相对昂贵且运行费用不低,但已被大部分专家和部分地市环境主管部门认可,甚至制定为主要治理工艺。

3、存在的主要问题

因蓄热燃烧(RTO)方式的燃烧室内温度一般不低于750度,甚至高达1000度,因此,会产生燃料型氮氧化物。氮氧化物按生成机理的不同分为三类:热力型、快速型和燃料型,其中燃料型占60%_95%。

在生成燃料型NOx过程中,首先是含有氮的有机化合物或空气中的氮气经过热裂解产生N,CN,HCN和等中间产物基团,然后再氧化成NOx。经粗算,一套20万m3/h处理量的蓄热燃烧设备,其氮氧化物排放量约等于一台35t/h的燃煤流化床锅炉。

在有机废气的催化燃烧(RCO)工艺中,由于采用自来水作为水喷淋进行预处理,水中的氯离子及有机物质自带的氯离子在催化燃烧室内(200~500度)极易生成二恶英。

而VOCs处理设备上均无高温高温装置用于促使二恶英的分解,因此,气体在燃烧过程中产生的二恶英将直接排放至到大气。

▲图为二恶英产生途径,其毒性参考分析

为什么VOCs的处理会难以达标呢?

主要是人才紧缺!因为我国有机化学的分支学科发展不平衡,特别是有机化学与其他学科的交叉和渗透不够,并且我国有机化学的研究队伍规模普遍较小,且相关的分支学科没有很好的发展,因而对整个学科的发展产生了影响,并有萎缩的趋势。在缺乏政策导向、缺乏评价体系下,造成了有机化学的研究工作没人去做,也不愿意去做。有机化学本身相对“枯燥”,就业艰难,导致很多本、硕、博学生都不愿意选择这个学科,特别是一些非热门的领域:如有机光化学、自由基化学、元素有机化学等。其次,是过于急功逐利,对VOCs的治理缺乏科学的研究、机理分析,只想找个什么设备就实现,其结果可想而知。VOCs处理的创新成败已上升到经济发展与生态环境共存的问题,同时也将关联着我国产业经济的安全。

难道VOCs的处理真的“无计可施”吗?

其实不然,国内已有前卫的环保企业正联合国内外专家学者将有机化学研究的理论应用到可持续的绿色发展中,其中成果就有把有机化学与环保科学进行交叉渗透,在全社会关注的有机废气处理中通过“小分子活化惰性化学键的有机化学反应机理”、“有机化学原子经济性的高效率、高选择性合成方法学中的不对称催化反应机理”、“有机化学的自由基化学反应机理”、“绿色有机化学反应及过程化学反应机理的研究”、“计算化学机理的研究”等理论应用到VOCs处理设备上,实现了从根本上把VOCs处理设备推向节能、可靠、便宜、人工智能的高度上来,为《中国制造2025》提交了一份合格的铺垫报告。

VOCs处理的研发和应用创新必须顺应“发展是第一要务,人才是第一资源,创新是第一动力。”的时代发展步伐!
第3个回答  2018-03-03
一、常见有机废气分类 VOCs(Volatile organic compounds)即挥发性有机化合物,是一类常见的大气污染物,产生于油漆生产、化纤行业、金属涂装、化学涂料、制鞋制革、胶合板制造、轮胎制造等行业。有害的挥发性有机化合物主要包括丙酮、甲苯、苯酚、二甲基苯胺、甲醛、正己烷、乙酸乙酯、乙醇等。 工业企业中挥发性有机废气(VOCs)按产生来源划分,主要有以下几种:
1. 喷漆废气:主要成分为丙酮、丁醇、二甲苯、甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等挥发性有机化合物,主要产生于油漆喷涂等表面处理企业,常见的处理方法有油帘吸收、水帘吸收,再配合二三级的活性炭吸附等。
2. 塑料、塑胶废气:主要成分为塑料、塑胶等粒子受热加工过程中挥发出来的聚合物单体,因塑料、塑胶组成成分较为复杂,废气中主要含乙烯、丙烯、苯乙烯、丙烯晴和丁二烯等烯烃类塑料聚合物单体,但浓度普遍较低、风量大。涉及企业主要有塑料造粒企业、化纤生产企业、注塑企业、橡胶生产企业等,处理方法主要有活性炭吸收、等离子净化等。
3. 定型废气:主要成分为其主要成分为醛、酮、烃、脂肪酸、醇、酯、内酯、杂环化合物、芳香族化合物。涉及的企业主要为染整企业、化纤生产企业,通常采用水喷淋处理工艺和静电吸附式处理工艺。
4. 化工有机废气:主要由化工企业排放产生,废气成分同化工企业设计生产的化工产品种类有较大关系,普遍会采用冷凝回收及催化燃烧技术等净化收集处理方法。
5. 印刷废气:主要成分为油墨中挥发出来的甲苯、非甲烷类总烃、乙酸乙酯、乙醇等。涉及的企业主要为含有油墨印刷工序的企业,主要如包装品、印花等公司,一般采用活性炭吸附。
二、常见VOC 有机废气净化处理方法汇总 优先选择成本低、能耗少、无二次污染的废气净化处理方法,充分利用废气的余热,实现资源的循环利用。一般情况下,石化企业由于其生产活动的特殊性,排气浓度高,多采用冷凝、吸收、燃烧等方法进行废气的净化处理。而印刷等行业的排气浓度低,多采用吸附、催化燃烧等方法进行废气净化处理,下面就这几种方法进行简单概述:
1.冷凝回收法 冷凝法就是将工业生产的废气直接引入到冷凝器中,经过吸附、吸收、解析、分离等环节的作用和反应,回收有价值的有机物,回收废气的余热,净化废气,使废气达到排放标准。当有机废气浓度高、温度低、风量小时,可采用冷凝法进行净化处理,一般应用于制药、石化企业。通常还会在冷凝回收装置后面再加装一级或多级的其他有机废气净化装置,以做到达标排放。
2.吸收法 工业生产中多采用物理吸收法,就是将废气引入吸收液中进行吸收净化,吸收液饱和后进行加热、解析、冷凝等处理,回收余热。在浓度低、温度低、风量大的情况下可踩踏吸收法,但需要配备加热解析回收装置,投资额大。涉及油漆涂装作业企业常用的油帘、水帘吸收漆雾的方法,即常见的有机废气吸收法。
3.直接燃烧法 直接燃烧法就是利用燃气等辅助性材料将废气点燃,促使其中的有害物质在高温燃烧下转变成无害物质,该方法投资小,操作简单,适用于浓度高、风量小的废气,但其安全技术要求较高。
4.催化燃烧法 催化然后就是将废气加热经催化燃烧后转变成无害的二氧化碳和水。该方法适用于温度高、浓度高的有机废气净化处理中,其具有燃烧温度低、节能、净化率高、占地面积少等优点,但投资较大。
5.吸附法 吸附法又可分成三种:A.直接吸附法,利用活性炭对有机废气进行吸附净化处理,净化率可达95%以上,该方法设备简单、投资少,但需要经常更换活性炭,频繁的装卸、更换等程序增加运行费用。 B.吸附-回收法。利用纤维活性炭吸附有机废气,使其在趋近饱和状态下过热蒸汽反吹,实现脱附再生。 C.新型吸附-催化燃烧法。该方法综合吸附法与催化燃烧方法的优点,具有运行稳定、投资少、运行成本少、维修简单等优点。其利用新型吸附材料对有机废气进行吸附处理,使其在接近饱和状态下在热空气的作用下吸附、解析、脱附,接着再将废气引入催化燃烧床进行无焰燃烧处理,实现废气的彻底净化处理。该方法适用于浓度低、风力大的废气净化处理中,是当前国内应用最多的一种废气净化处理办法。
6.低温等离子净化法 低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态,当外加电压达到气体的放电电压时,气体被击穿,产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。 放电过程中虽然电子温度很高,但重粒子温度很低,整个体系呈现低温状态,所以称为低温等离子体。低温等离子体降解污染物是利用这些高能电子、自由基等活性粒子使污染物分子在极短的时间内发生分解,并发生后续的各种反应以达到降解污染物的目的。 挥发性有机污染物(VOCs)传统的处理方法如吸收、吸附、冷凝和燃烧等,对于低浓度的VOCs很难实现,而光催化降解VOCs 又存在催化剂容易失活的问题,利用低温等离子体处理VOCs可以不受上述条件的限制,具有潜在的优势。 但由于等离子体是一门包含放电物理学、放电化学、化学反应工程学及真空技术等基础学科之上的交叉学科。因此,目前能成熟的掌握该技术的单位非常少,大部分宣传采用低温等离子技术处理废气的宣传都不是真正意义上的低温等离子废气处理技术。
总结 不同的有机废气成分、浓度适用不同的有机废气处理方式,目前综合技术成熟性、经济性以及设备维护等多方面因素,应用最为广泛的还是活性炭吸附法。但是活性炭吸附法存在适用期限到后废活性炭洗脱回收成本大、存在污染转移等缺点,因此新型吸附-催化燃烧法已在技改中或新建项目中被普遍应用。 而低温等离子净化法因其后期维护成本低等优点正受到越来越多企业的青睐,但也存在设备投资成本高等问题。相信随着技术和工业的发展,低温等离子净化技术会越来越成熟,设备投资也会随之下降,届时将会得到普遍应用。本回答被网友采纳
第4个回答  2020-05-22
"VOCs减排技术方法有:吸附法、吸收法、冷凝法、膜分离法、催化燃烧法、热力燃烧法、生物法、等离子法、光催化法。
总的来讲减排技术包括吸附捕获,解离转化或吸附与转化混合使用法。吸附捕获方法主要基于吸附材料,采用高表面积和孔体积捕获气流中低浓度VOCs。活性炭,沸石和二氧化硅是坚固耐用的成熟吸附剂,已被证明在吸附多种VOC方面特别有效。活性炭是一种处理后的碳,具有较小的小体积孔和高表面积,适合吸附VOC。沸石是具有确定的孔结构和可调节的酸度的微孔铝硅酸盐矿物,使它们成为某些尺寸和形状的分子的极具吸引力的吸附剂或催化剂。较新型的材料有金属有机骨架(MOF),已成为了VOC捕获的可行材料。它们由与有机配体配位的金属离子组成,并形成一维,二维或三维结构。它们的高吸附能力和出色的表面积使它们特别适合用于VOCs捕获。

而转化方法(例如热催化氧化,光催化氧化,低温等离子体技术)会受到催化性能的严重影响。催化剂对于确保这些销毁方法有效运行至关重要。它们降低了热催化氧化和光催化氧化所需的活化能,从而提供了经济高效且更安全的反应条件。常用的催化剂包括贵金属和混合金属氧化物和钙钛矿。广泛报道了贵金属基催化剂在低温下具有最高的VOC去除活性。混合金属氧化物催化剂(MMO)的制造和防止活性材料降解的成本较低。MMO协同工作,一种金属氧化物充当活性材料,另一种金属充当载体。与单一金属氧化物(例如SiO2和TiO2)相比,使用MMO(例如NiO2 / SiO2 ,MnO2 / SiO2,TiO2 / SiO2和ZrO2 / SiO2)表现出更好的催化剂性能用于氧化VOC。钙钛矿是主要由钛酸钙(CaTiO3)组成的钙钛氧化物矿物质。许多不同的阳离子可以嵌入钙钛矿中,从而增加其热稳定性和活性。