VOCs治理技術(shù)大解析

什么是VOCs？

VOCs（volatile organic compounds）即揮發(fā)性有機(jī)物 ，是一類化學(xué)質(zhì)的統(tǒng)稱，在常溫壓下通具有高蒸汽。我國現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)中VOCs是指20℃條件下蒸汽壓大于等于0.01kPa，或在特定適用條件下具有揮發(fā)性的全部機(jī)化，或在特定適用條件下具有揮發(fā)性的全部機(jī)化合物的統(tǒng)稱。

VOCs 組成復(fù)雜，主要包括烷烴、烯烴、芳香烴、鹵代烴、含氧烴、氮烴、硫烴、低沸點(diǎn)多環(huán)芳烴等。其中常見的VOCs種類有甲苯（Toluene Toluene ）、二甲苯 (Xylene) 、對 -二氯苯 (Para -dichlorobenzene) 、乙苯 (Ethyl benzene)、苯乙烯(Styrene) 、甲醛 (Formaldehyde) 、乙醛 (Acetaldehyde) 等。

VOCs來源

VOCs的排放來源分為自然源和人為源。全球尺度上，VOCs 排放以自然源為主；但對于重點(diǎn)區(qū)域和城市來說，人為源排放量遠(yuǎn)高于自然源，是自然源的6-18倍。 在城市里，VOCs的自然源主要是綠色植被，基本屬于不可控源；而其人為源主要包括不完全燃燒行為、溶劑使用、工業(yè)過程、油品揮發(fā)和生物作用等。人為源主要包括不完全燃燒行、溶劑使用工業(yè)過程油品揮發(fā)和生物作等。人為源主要包括不完全燃燒行、溶劑使用工業(yè)過程油品揮發(fā)和生物作等。人為源主要包括不完全燃燒行、溶劑使用工業(yè)過程油品揮發(fā)和生物作等。目前我國VOCs排放主要來自固定源燃燒、道路交通溶劑產(chǎn)品使用和工業(yè)過程。主要來自固定源燃燒、道路交通溶劑產(chǎn)品使用和工業(yè)過程。 主要來自固定源燃燒、道路交通溶劑產(chǎn)品使用和工業(yè)過程。在眾多人為源中，工業(yè)源是主要的VOCs污染來源，具有排放集中、排放強(qiáng)度大、濃度高、組分復(fù)雜的特點(diǎn)。

（含VOCs的產(chǎn)品）

VOCs危害

VOCs對人體的危害主要有兩個方面：其一為其有害成分直接影響人體健康，其二VOCs會形成PM 2.5 前體物，從而間接影響人體健康。

VOCs防治技術(shù)

根據(jù)大氣中VOCs產(chǎn)生的原理和VOCs的理化性質(zhì)，其控制技術(shù)可以分為兩大類，過程控制和末端控制。過程控制是針對VOCs的生產(chǎn)過程，從VOCs的原理上減少VOCs的產(chǎn)生，一般通過工藝提升、技術(shù)改造和泄漏控制來實(shí)現(xiàn)。末端控制則是針對VOCs的化學(xué)特性，著力于VOCs廢氣的治理，利用燃燒、分解等方法來控制VOCs的排放。

圖2  VOCs控制技術(shù)路徑分類

吸附技術(shù)

原理：利用吸附劑與污染物質(zhì)(VOCs)進(jìn)行物理結(jié)合或化學(xué)反應(yīng)并將污染成分去除

典型工藝：

適用于：中低濃度的VOCs的凈化  

優(yōu)點(diǎn)：去除效率高，易于自動化控制  

缺點(diǎn)：不適用于高濃度、高溫的有機(jī)廢氣，且吸附材料需定期更換

吸收技術(shù)

原理：由廢氣和洗滌液接觸將VOCs從廢氣中移走，之后再用化學(xué)藥劑將VOCs中和、氧化或其它化學(xué)反應(yīng)破壞。

適用于：高水溶性VOCs，不適用于低濃度氣體。  

優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)成熟、可去除氣態(tài)和顆粒物、投資成本低、占地空間小、傳質(zhì)效率高、對酸性氣體高效去除。

缺點(diǎn)：有后續(xù)廢水處理問題、顆粒物濃度高、會導(dǎo)致塔堵塞、維護(hù)費(fèi)用高、可能冒白煙。

冷凝技術(shù)

原理：冷凝將廢氣降溫至VOCs成份之露點(diǎn)以下，使之凝結(jié)為液態(tài)后加以回收之方法。

適用范圍：多用于高濃度、單一組分有回收價值的VOCs的處理。處理成本較高，故通常VOCs濃度≥5000ppm，方才適用冷凝處理，其效率介于50～85%之間；濃度≥1%以上時，則回收效率可達(dá)90%以上。冷凝法也經(jīng)常搭配其它控制技術(shù)，例如:焚化、吸附、洗滌等作為前處理步驟。

膜分離技術(shù)

原理：用人工合成的膜分離VOCs物質(zhì)。

適用范圍：高濃度VOCs，回收效率高于97%

優(yōu)點(diǎn)：可回收組分；高效；可集成其余技術(shù)

缺點(diǎn)：成本較高；會造成膜污染；膜的穩(wěn)定性差；通量小

生物降解技術(shù)

原理：利用微生物對廢氣中的污染物進(jìn)行消化代謝，將污染物轉(zhuǎn)化為無害的水、二氧化碳及其它無機(jī)鹽類。

生物濾床

生物洗滌塔

適用范圍：以微生物可分解物質(zhì)為主，污染物為微生物的食物來源，可以生物處理的污染物包括：碳?xì)溲踅M成的各類有機(jī)物、簡單有機(jī)硫化物、有機(jī)氮化物、硫化氫及氨氣等無機(jī)類等  

優(yōu)點(diǎn)：能耗低、費(fèi)用低；氧化完全；能耗低  

缺點(diǎn)：能量利用率；光催化劑失活；可見光

等離子體技術(shù)

原理：等離子體場富集大量活性物種，如離子、電子、激發(fā)態(tài)的原子、分子及自由基等；活性物種將污染物分子離解小分子物質(zhì)

適用范圍：低濃度VOCs，室內(nèi)空氣凈化  

特點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)VOCs低溫去除；適用于低濃度、大風(fēng)量的VOCs；處理效率高，能耗低；凈化并清新空氣  

光催化技術(shù)

原理：光催化劑納米粒子在一定波長的光線照射下受激生產(chǎn)電子空穴對，空穴分解催化劑表面吸附的水產(chǎn)生氫氧自由基，電子使其周圍的氧還原成活性離子氧，從而具備極強(qiáng)的氧化還原能力，將光催化劑表面的各種污染物摧毀

優(yōu)點(diǎn)：條件溫和，常溫常壓；設(shè)備簡單、維護(hù)方便；減少甚至無二次污染  

缺點(diǎn)：占地面積大；氣候影響大；工況變化影響大

組合技術(shù)

沸石轉(zhuǎn)輪+熱力焚燒技術(shù)

沸石轉(zhuǎn)輪+蓄熱式燃燒

冷凝+吸附技術(shù)

吸附+蓄熱催化燃燒技術(shù)

濾筒除塵+蓄熱催化燃燒

吸附+高級氧化

技術(shù)選擇

各種VOCs治理技術(shù)適用范圍比較

相對費(fèi)用評估

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VOCs治理典型企業(yè)

東洋紡織株式會社

海灣環(huán)境科技(北京)股份有限公司