VOCs是一類疏水及持久性有機污染物,大多具有致癌、致畸、致突變性,對環(huán)境具有潛在危害,多種VOCs已被國家環(huán)保局列為優(yōu)先控制和優(yōu)先監(jiān)測的污染物,如鹵代烷烴、氯烯烴、氯芳烴、芳烴及其氧化物和氮化物等。隨著化工行業(yè)的發(fā)展,VOCs排放量與日俱增,具有范圍廣、排放量大等特點,其處理已成為目前國內(nèi)外研究的熱點之一。
1、我國VOCs排放現(xiàn)狀
由于VOCs的排放狀況比較復(fù)雜,在我國當(dāng)前的污染檢查和統(tǒng)計中,并沒有將其列入檢查范圍。在常規(guī)檢測中,也沒有將其收入檢測目錄。這導(dǎo)致目前為止,我們國內(nèi)仍然沒有有效的VOCs監(jiān)測機制,對其排放狀況和排放來源的統(tǒng)計缺乏數(shù)據(jù),以至于我們只能通過估算來進行VOCs排放狀況統(tǒng)計。清華大學(xué)和同濟大學(xué)等高校的科研人員曾經(jīng)對人為排放源進行過估算,結(jié)果表明在所有人為排放中,工業(yè)排放占據(jù)第一,達到了54.5%。
2、低濃度VOCs廢氣處理技術(shù)
2.1蓄熱式焚燒技術(shù)
蓄熱式焚燒設(shè)備的形式常見有二室和三室結(jié)構(gòu),處理大風(fēng)量時也可以設(shè)計成五室七室等結(jié)構(gòu)。以三室結(jié)構(gòu)為例:低濃度VOCs先通過已經(jīng)蓄熱的第一蓄熱槽吸熱,在燃燒室中焚化后再經(jīng)過第二蓄熱槽放熱加熱蓄熱槽。此外,第三蓄熱槽同時以小風(fēng)量風(fēng)機將風(fēng)管與蓄熱槽內(nèi)殘VOC氣體吹入燃燒室內(nèi)燃燒裂解,吹掃風(fēng)量依爐膛溫度進行調(diào)節(jié),可避免吹掃風(fēng)量過大造成爐膛溫度大幅降低,造成能源浪費。三槽切換依序為進氣→吹除→排氣→進氣之順序進行。整個進排氣室間的切換是以提升閥切換進行批次操作。燃燒室通常保持在800-850℃并達某一段滯留時間去氧化有機廢氣。燃燒室與蓄熱室是一高效率燃燒設(shè)備,VOC破壞去除效率一般能達到99.9%以上。同時該設(shè)備一般設(shè)置緊急排放風(fēng)門,防止?fàn)t膛超溫?fù)p壞蓄熱材。RTO爐采用的是微正壓設(shè)計,當(dāng)爐膛壓力超過預(yù)設(shè)壓力時,為防止回火或發(fā)生爆炸危險,緊急風(fēng)門也會打開。同時,為防止閥門超溫?fù)p傷,閥門設(shè)有空氣降溫管線;為保證煙氣溫度,緊急排放閥門后設(shè)有噴槍給煙氣降溫。燃燒器安裝于中間燃燒室上,有合適的天然氣燃料串組件,含入口過濾網(wǎng)的助燃風(fēng)機與安全控制。燒嘴結(jié)構(gòu)搭配陶瓷內(nèi)襯,需周邊填實。燒嘴結(jié)構(gòu)并配備有目視鏡以清楚地觀察主火火焰,以利于燃料氣和空氣的配比調(diào)整。并搭配火檢檢查火焰狀態(tài)。
2.2光催化氧化技術(shù)
光催化氧化技術(shù)指的是通過光的作用而形成化學(xué)反應(yīng),讓揮發(fā)性有機廢氣包含的有害物質(zhì)向無害化合物進行不斷轉(zhuǎn)化,讓揮發(fā)性有機廢氣自身污染性大大降低。起初,光催化氧化技術(shù)主要在處理廢水的方面應(yīng)用,后來逐漸開始應(yīng)用到處理廢氣。現(xiàn)階段國內(nèi)外的大量專家學(xué)者都對應(yīng)用光催化氧化技術(shù)的應(yīng)用展開了大量研究,其研究結(jié)果表明:若催化劑的選擇合理,應(yīng)用光催化氧化技術(shù)可以讓揮發(fā)性有機廢氣去除污染物的比率高達50%-70%,具有明顯的處理效果。應(yīng)用光催化氧化技術(shù)時,特定波長的光照條件下,可借助催化劑具備的光催化性,讓表面揮發(fā)性有機化合物進行氧化還原反應(yīng),然后使有機物最終氧化成為H2O、CO2與無機小分子物質(zhì)。通過UV紫外線的光束對揮發(fā)性有機廢氣進行照射,將其中的二甲苯、甲苯、苯等分子鏈結(jié)構(gòu)進行裂解,讓高分子化合物的分子鏈經(jīng)過紫外線高能光束的照射,向低分子的化合物進行轉(zhuǎn)變與裂解,比如H2O與CO2等。同時,該光束還能將空氣氧分子有效分解成游離氧,游離氧自身正負(fù)電子不具有平衡性,和氧分子相互結(jié)合后會有臭氧形成。由于臭氧自身氧化作用較強,因此,能夠充分清除低濃度的揮發(fā)性有機廢氣。按照揮發(fā)性有機廢氣濃度高度與風(fēng)量大小,光催化氧化過程中為了讓設(shè)備的使用壽命、處理效果得到保證,需要進行廢氣源預(yù)處理的工作,將酸性的氣體預(yù)處理后方可讓其進入到凈化設(shè)備中。酸性氣體能夠很好地溶于水中,因此,預(yù)處理的工藝應(yīng)采用弱堿性水洗裝置。
2.3低溫等離子體催化技術(shù)
不同于傳統(tǒng)的活性炭吸附等方式,該技術(shù)利用等離子體與催化手段的結(jié)合,能夠完成許多傳統(tǒng)方式難以解決的問題。將等離子體運用于低濃度VOCs廢氣排放處理始于20世紀(jì)80年代,那時候只是將等離子體技術(shù)進行單一使用,雖然也起到了一定的凈化效果,但是效率比較低,而且成本也高。在后續(xù)應(yīng)用中,人們發(fā)現(xiàn)將催化技術(shù)與等離子體技術(shù)相結(jié)合,能夠在凈化低濃度VOCs廢氣排放物時產(chǎn)生極高的效用,由此形成了現(xiàn)在使用的低溫等離子體催化技術(shù)。其不僅克服了高能耗的問題,還能夠節(jié)省大量的時間,擁有較高的凈化效率。
2.4生物處理技術(shù)
與上述的廢氣處理技術(shù)相比,生物處理技術(shù)是一種無污染、無害的有機廢氣處理方式。該技術(shù)是通過微生物的生理過程來處理廢氣的,即將有機廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水等簡單無機物。通常情況下,生物處理技術(shù)主要包括以下幾個步驟:其一,低濃度VOCs廢氣中的有機污染物與水接觸并發(fā)生反應(yīng),迅速溶解于水中;其二,在液膜中溶解的有機物,當(dāng)液態(tài)濃度較低時,會向生物膜進行擴散,進而被附著在生物膜上的微生物吸收;其三,微生物吸收有機廢氣后,經(jīng)過自身的生理代謝,轉(zhuǎn)化為對環(huán)境無害的化合物質(zhì),從而實現(xiàn)有機廢氣的降解。
3、低濃度VOCs廢氣處理工程技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展
第一,利用生物分子轉(zhuǎn)換。通過充分利用生物分子的轉(zhuǎn)換過程使得VOC_s廢氣能夠獲得更高效的處理,同時將內(nèi)部中大量有害的物質(zhì)氣體轉(zhuǎn)化成可二次利用的成分然后通常重新組織的方式,這種治理技術(shù)在當(dāng)前的發(fā)展中,適用性非常廣泛,相比上述技術(shù)由于需要投入大量的運營成本相比,其運營成本較低,系統(tǒng)整體的運行特征非常便捷,能夠適應(yīng)不同類型VOCs廢氣的治理工程中,針對可以促進有害物質(zhì)在進行二次利用的優(yōu)勢,在當(dāng)前的發(fā)展背景中,完全符合綠色環(huán)保的理念,因此,市場的推廣價值較高。第二提取并分離有害物質(zhì)治理。提取并分離有害物質(zhì)治理指的是提取并分離低濃度VOCs廢氣中的有害物質(zhì),并回收剩余氣體中的有用成分,減少有害廢氣對環(huán)境造成的污染,這項技術(shù)投入的資金比較多,適用于大范圍的工業(yè)區(qū)。隨著現(xiàn)代化社會的發(fā)展,科學(xué)技術(shù)水平得到了很大提升,這項技術(shù)將有更加廣闊的適用范圍。第三,光解技術(shù)。光分解技術(shù)采取新型低濃度VOCs廢氣治理方案,利用光的分解作用協(xié)同催化共同對廢氣進行處理。半導(dǎo)體材料為常見的催化劑,具有較強的催化能力,并且無需花費較高成本,具有安全可靠的優(yōu)點,對多種行業(yè)較為適用?,F(xiàn)階段科學(xué)家對新一代催化劑材料進行研究,科學(xué)技術(shù)在不斷發(fā)展過程中,納米材料進入人們眼簾。納米材料也是催化劑研究的主要方向,該材料比半導(dǎo)體材料更加優(yōu)質(zhì),能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)保的目標(biāo),為未來光分解治理低濃度VOCs廢氣的最佳催化劑,是低濃度VOCs廢氣治理的跨越性進步。
4、結(jié)束語
VOCs是有機化合物,具有揮發(fā)性質(zhì)的物體的一種總稱。VOCs常常作為一種有機溶劑使用在工業(yè)生產(chǎn)的過程中,因為其具備的揮發(fā)性能,在生產(chǎn)過程使用中對環(huán)境造成巨大的污染,對人體造成危害。研究低濃度揮發(fā)性有機廢氣處理技術(shù)與應(yīng)用具有重要的意義。研究人員應(yīng)對當(dāng)前揮發(fā)性有機廢氣的概況有一個全面了解,能夠?qū)⑸锛夹g(shù)、光催化氧化技術(shù)、低溫等離子體技術(shù)等多種技術(shù)充分應(yīng)用到處理低濃度揮發(fā)性有機廢氣的過程中,從而實現(xiàn)VOCs污染的有效治理,使排放的VOCs濃度符合國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。
文章來源:環(huán)保技術(shù)國際智匯平臺
東莞市中仁環(huán)??萍加邢薰?/span>是一家集廢氣處理、粉塵治理、廢水處理、噪音治理工程設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)、安裝、售后服務(wù)為一體的綜合型環(huán)保污染治理高科技企業(yè)。公司產(chǎn)品適用于家私業(yè)、木制品行業(yè)、制鞋業(yè)、化工業(yè)、飼料廠、電子業(yè)等各行業(yè)環(huán)境治理,可針對客戶的不同需求,設(shè)計出讓客戶滿意的環(huán)境治理方案,至今已為數(shù)百家企業(yè)解決了環(huán)保污染問題。