VOCs来源及治理技术综述

摘要：VOCs对人类健康及环境危害巨大，VOCs治理成为备受关注的环境问题之一。本文分析了VOCs污染物来源，重点阐述了VOCs治理技术的原理、优缺点，具有积极的现实意义。原理、优缺点，具有积极的现实指导意义。

关键词：VOCs技术;技术选择;综述

中图分类号：X512 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）05-00-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.05.052

Summary of VOCs sources and governance technologies

Cui Yanni

（Yantai Environmental Engineering Consulting and Design Institute Co.，Ltd.，Yantai Shandong 264002，China）

Abstract：VOCs are harmful to human health and the environment. VOCs governance has become one of the environmental issues that attract much attention.This article analyzes the sources of VOCs pollutants，focuses on the principles， advantages and disadvantages of VOCs treatment technology， and has positive practical significance.

Key words：VOCs technology;Technology selection;Review

1 概述

挥发性有机化合物（Volatile Organic Compounds，简称VOCs），是指常温下饱和蒸气压大于70Pa，常压下沸点在260℃以下的有机化合物。芳香烃、脂肪烃、烯、醇、酯、卤代类、环氧化合物等有机物为VOCs主要成分。VOCs中的某些成分具有刺激性气味，伤害人的呼吸道、肺部、皮肤等，具有致畸性、致突变性;有些成分则形成雾霾或光化学烟雾前体物，污染大气、破坏臭氧层。VOCs对人类健康及环境危害巨大，VOCs治理成为当今社会备受关注的环境问题之一。

2 VOCs污染物来源

2.1 石油炼制

石油炼制是VOCs最主要来源。在繁琐复杂的裂解炼油工艺过程中，会产生烃类、醛类、醇类及酸类物质。如，锅炉、焚烧炉及加热炉加热过程中会产生燃烧烟雾废气;催化、裂化会产生二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳等废气;沥青氧化过程中会产生有毒氧化沥青废气，等等。USUPA估算，石油炼制企业每年石油炼制泄漏VOCs约占原油加工量的0.01%-0.03%，欧盟排放系数为0.18%。即，一家年加工原油1×107t的石化企业，其年VOCs排放量约为1.8×104t。

2.2 化工行业

化工行业在生产、燃料油、有机溶剂输配、储存时会产生大量苯系物、胺、有机卤化物。其中，锅炉、裂解炉、焚烧炉燃烧所产生的烟气会产生大量含有一氧化碳、二氧化碳等烟雾类污染物;甲醛、聚乙烯、环氧氯丙烷、对苯二甲酸等特殊装置运行过程中也会产生烷烃、环烷烃、芳香烃等工业废气。2015年我国工业源VOCs产生量约为1.075×107t。

2.3 生活来源

汽车、新居涂料、秸秆焚烧、厨房油烟等生活源VOCs排放量较大。尤其随着我国机动车保有量的持续增长，每年由汽柴油机动车尾气所排放的苯、甲苯、二甲苯、丙酮、丙烯、丙烷等苯系物和短链碳氢化合物也与日增多。此外，秸秆焚烧所产生的醛类化合物、芳香烃化合物、厨房油烟释放过程中，乙醇、丙烷等污染物也会加剧空气污染，影响环境。

3 VOCs治理技术综述

3.1 焚烧法

将VOCs废气直接燃烧去除净化。根据燃烧材料及设备的不同，焚烧法又可分为直接焚烧法、催化焚烧法（RCO）和热力焚烧法（RTO）。其中，（1）直接焚烧法具有设备简单、易操作，初始投资低等优势，但其不足之处是焚烧时会产生氮氧化物、二噁英、热辐射及粉尘等。直接焚烧法主要应用于有害组分浓度高或热值较高的VOCs废气;（2）RTO法利用热交换技术、陶瓷蓄热材料，利用换向阀式换热系统确保燃烧热量得到回收及进出气的连续性，该法具有热回收率高，操作系统范围大等优点，不足之处是起燃温度高，会产生氮氧化物、二噁英等有害气体，运行费用较高，该技术主要应用于低浓度有机废气、操作风量范围大领域;（3）RCO法利用催化剂加快化学反应速度，降低燃烧温度，与RTO联合应用可提升热回收率。该法具有热回收率高、安全、节能、无二次污染且辅助燃料消耗少等优点，不足之处是初始投资高。主要应用于小流量、高浓度、低沸点有机废气连续处理领域。

3.2 吸附法

吸附法是指利用活性炭的吸附作用，将VOCs吸附至活性炭，然后采用变压或变温的方式将活性炭上的VOCs解吸，从而达到去除效果。活性炭吸附法处理VOCs具有吸附效率高的优点，适用于卤代烃、醛类、芳香烃、醚类等吸收效果，可吸附不同分子大小的物质。处理成本低，工艺简单，易脱附再生。但吸附法也有其不足，即，吸附法处理沸点较高VOCs介质时，再生难度大。如，重油、沥青类介质VOCs处理效果差;活性炭在吸附过程中，随着吸附浓度的上升，介质易引起自燃等。

3.3 吸收法

吸收法分为压缩冷凝回收、浓缩冷凝回收和直接回收三类。吸收法是废气與洗涤液接触去除VOCs，利用化学剂中和、氧化来反应掉VOCs。传质效率高，高效去除酸性气体，也可去除颗粒物及气态VOCs，但吸收法不足之处是需要处理后续废水，后期维护费较高。吸收法治理VOCs主要应用于高水溶性VOCs领域，低浓度气体不适用。

3.4 生物法

利用微生物与污染气体接触，废气经微生物表面时被特定微生物捕获、消化，达到去除有毒有害污染物效果。生物法处理VOCs具有投资少、适用水溶性好、低浓度异味去除效率高、不会产生二次污染等优点，其不足之处是生物降解性差、高浓度及难生物降解类的VOCs去除率低。生物法处理VOCs方式及设备主要包括生物滤池、滴滤塔、洗涤器等。

3.5 膜分离法

膜分离法处理VOCs，就是利用有机分子粒径大小差异实现分离、回收挥发组分。膜分离技术主要适用于高浓度VOCs处理，具有处理效率高，组分可回收，可与其他技术联合应用等优点，不足之处是膜分离技术的成本高，稳定量差，且膜分离存在膜污染，需要再次回收处理。

3.6 低温等离子体技术

在外加电场的作用下，介质会放电产生出大量電子，电子直接轰击VOCs分子，使VOCs分子电离、解离，最终实现VOCs分子解离为若干小分子安全物质，实现降解去除的预期效果。低温等离子技术处理VOCs投资费用低，适用于喷涂等异味去除领域，但不足之处是处理高浓度的VOCs效率不高，有爆炸隐患。

3.7 催化氧化法

这里的催化氧化法治理VOCs主要包括光催化氧化技术和微波催化氧化技术。前者主要是利用CdS、ZnO、TiO2等光敏半导体材料，在光照作用下将光能转化为化学能，产生自由基具有很强的氧化能力，达到VOCs氧化处理效果。光催化氧化技术具有处理效率好，反应速率高，且处理后的产物便于回收等优势。后者则集合了填料吸附技能，有效提升VOCs处理效果，其优点是极大地缩短废气吸附及解吸时间，处理效率高，降低处理成本。

4 结语

除了上述单一的治理方法外，近年来，各种组合净化VOCs技术也在实践中得到了广泛应用。如：低温等离子体+催化技术;低温等离子体+吸收技术;吸附浓缩+高温焚烧技术;吸附浓缩+催化燃烧技术;吸附浓缩+吸收技术。组合净化技术的联合应用，通过两种及以上技术组合达到最佳治理效果。

参考文献

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[4]李晓丹.VOCs治理技术特性分析及典型行业VOCs治理技术选择建议[J].节能与环保，2019（3）：52-55.

收稿日期：2020-03-11

作者简介：崔燕妮（1987-），女，汉族，硕士研究生，中级工程师，研究方向为环境污染防治。