VOCs廢氣處理工藝的優(yōu)缺點分析

1. 常用VOCs廢氣治理技術

大氣污染治理是指通過化學、熱力學或其他技術分解或安全處置大氣污染物，適用于以大氣污染預防與控制方法無法消減的大氣污染物。當前，應用較廣泛的VOCs治理技術主要包括冷凝法、吸附法、吸收法、光催化氧化法、低溫等離子法和燃燒法等。本文針對常用的VOCs廢氣治理技術的優(yōu)缺點進行分析研究。

1.1.冷凝工藝

冷凝法主要是利用廢氣中VOCs在不同溫度下具有不同的飽和蒸汽壓的性質(zhì)，采用加壓或降低溫度，使處于氣態(tài)的污染物冷凝，從廢氣中分離出來。在一定的溫度下，VOCs的初始濃度越大，其脫除率越高。冷凝法的優(yōu)點：1)適合處理含有大量水蒸氣的高溫廢氣;2)自動化程度高、適合沸點較高的**物，可回收有用組分，回收物質(zhì)純度高;3)適用于常溫、高濃度的小風量**廢氣的處理;4)可與其他處理技術相結合，降低處理裝置的運行成本和處理負荷，提高處理效率。缺點：1)設備要求較高、投資大、能耗高、運行費用大;2)對廢氣的溫度、濃度、結露溫度等均有較嚴格的要求;3)在實際溶劑蒸汽壓**冷凝溫度下的溶劑飽和蒸汽壓時，此法不適用;4)不適用于處理低濃度、可回收物質(zhì)**較低的**廢氣。

1.2.吸附工藝

吸附法為一個氣體結合到固體上去的質(zhì)量傳遞過程，是一種表面現(xiàn)象。吸附過程可能是物理過程，也可能是化學過程。物理吸附的實質(zhì)是一種物理過程，一般沒有選擇性，在吸附過程中沒有電子轉移，沒有化學鍵的生產(chǎn)與破壞，沒有分子重排等，主要是范德華引力起作用?；瘜W吸附實質(zhì)上是一種化學反應，具有選擇性，在化學吸附過程中，氣體和固體表面發(fā)生了化學反應。

吸附法的優(yōu)點：1)吸附設備簡單、易實現(xiàn)自動化控制;2)吸附劑前期處理效率高，適宜處理小濃度、大風量的**廢氣;3)吸附劑經(jīng)過脫附可重復使用;4)可回收有用組分。

缺點：1)吸附容量較小，設備體積較大;2)需脫附或定期更換吸附劑，失效的吸附劑存在二次污染的問題;3)吸附量隨溫度上升而下降，空氣濕度增大，則可吸附的負荷降低;4)若用活性炭做吸附劑，不宜用于處理含酮、醛、脂硫等活性物質(zhì)的**廢氣;5)不宜用于處理濕度大、高含塵量、高溫和高濃度的**廢氣。

1.3.吸收工藝

吸收法是溶質(zhì)從氣相傳遞到液相的相際間傳遞過程，利用氣體混合物中不同組分在吸收劑中溶解度的不同，或者與吸收劑發(fā)生選擇性化學反應，從而將有害組分從氣流中分離出來。吸收法控制VOCs屬于濕法工藝，是利用VOCs的物理和化學性質(zhì)，使用液體吸收劑與廢氣直接接觸而將VOCs轉移到吸收劑中，吸收劑不同可以吸收不同的**氣體。吸收法的優(yōu)點：1)可用于氣體污染物的處理與回收;2)適用于風量大、溫度低、濃度低的廢氣;3)吸收劑價格便宜、投資少、運行費用低;4)常用于廢氣的預處理。缺點：1)工藝較復雜，吸收液對有害組分的選擇性較大;2)需消耗吸收液，且吸收液需再次處理，否則會造成二次污染;3)難以處理化學性質(zhì)穩(wěn)定且難溶于水的**廢氣;4)吸收效率不高。

1.4.光催化氧化工藝

光催化氧化反應即在光的作用下進行的化學反應，分子吸收特定波長的電磁輻射后，使分子達到激發(fā)態(tài)，然后發(fā)生化學反應，產(chǎn)生新的物質(zhì)，較終將大分子**物氧化成CO2、H2O及無機小分子物質(zhì)。光催化氧化法的優(yōu)點：1)可在常溫、常壓狀態(tài)下進行分解反應，反應條件溫和;2) 自動化程度高，裝置風阻低;3)對于高分子污染物和惡臭氣體具有好的處理效果，除臭效率高。缺點：1)設備投資成本和運行費用都較高;2)對裝置內(nèi)光強度有一定的要求，光線暗淡區(qū)域處理效果受限;3)用于處理易燃易爆廢氣時，存在一定的安全隱患;4)催化劑具有選擇性，存在失活的問題。

1.5.低溫等離子工藝

低溫等離子體降解污染物是利用高能電子、自由基等活性粒子與廢氣中的污染物作用，使污染物分子在較短的時間內(nèi)發(fā)生分解，并發(fā)生后續(xù)的各種反應以達到降解污染物的目的。低溫等離子法的優(yōu)點：1)可在常溫、常壓狀態(tài)下進行分解反應，對環(huán)境沒有嚴格要求;2)自動化程度高，裝置風阻低，反應流程短;3)裝置簡單，反應器為模塊式結構，并且容易進行易地搬遷和安裝;4)對于高分子污染物和惡臭氣體具有好的處理效果，除臭效率高。缺點：1)設備投資成本高，對設備部件的構型設計、制造精度、嚴密性等要求很高;2)當填充材料直徑為3mm、電場強度為4kV/cm時，由于擊穿和火花的產(chǎn)生，對苯等**物的分解并不十分完全;3)可能產(chǎn)生一些有害產(chǎn)物(如O3、NOx等)，造成二次污染;4)易產(chǎn)生火花放電，增大電能消耗，破壞放電的正常進行，用于處理易燃易爆廢氣時，存在一定的安全隱患。

1.6.燃燒工藝

燃燒法是利用廢氣中某些有害物質(zhì)可以氧化燃燒的特性，使之燃燒變成無害物質(zhì)的方法。燃燒法分為直接燃燒法和催化燃燒法。直接燃燒也稱為直接火焰燃燒，是把廢氣中可燃的有害組分當作燃料直接燒掉;催化燃燒又稱為催化氧化，即在催化作用下，使廢氣中的有害可燃組分完全氧化為CO2和H2O。

燃燒法的優(yōu)點：1)系統(tǒng)可實現(xiàn)全自動化控制;2)處理效率高，余熱可回收利用，產(chǎn)生經(jīng)濟效益;3)適用于濃度高、熱值高、粉塵量少、組分復雜且沒有回收**的**廢氣。

缺點：1)投資成本較高，對設備的構造及嚴密性要求嚴格;2)不適宜用于處理低濃度、間斷形成的廢氣，否則應配套相應的濃縮裝置;3)若用催化劑，需注意廢氣成分中是否存在導致催化劑中毒的物質(zhì)。VOCs廢氣處理除上述處理方法外，還有生物處理法、膜分離法等。這些方法均適用于VOCs廢氣的處理，但具體采用何種方法，則取決于廢氣濃度、設備裝置和環(huán)境溫度等條件。此外，還需要考慮操作人員的操作水平。

2. 結語

VOCs廢氣的處理一直以來都是影響大氣環(huán)境的關鍵因素，工業(yè)高速發(fā)展以來，排放到大氣中的**氣體不論是量還是類，都發(fā)生了質(zhì)的變化，大氣環(huán)境治理刻不容緩。不同類型、含不同污染物的工業(yè)廢氣污染源及污染物，治理及處理方法各有不同，應當根據(jù)廢氣中污染物的化學和物理性質(zhì)、濃度、排放量、排放標準以及有無回收**等因素選擇經(jīng)濟有效的治理方法。VOCs治理方法本身沒有好與壞之分，只要針對不同VOCs廢氣的特點，確定較合適的方法，就能**好的處理效果。