VOCs 废气处理设备现状及发展趋势分析

黄宏

天津天迈节能设备有限公司 天津 300393

在我国，挥发性有机化合物（VOCs）指的是常温之下饱和蒸气压高于70pa，其常压沸点保持在260℃之下的有机化合物，也可以在20℃的环境中蒸气压大于或者是等于10Pa，同时具有着一定挥发性的全部有机化合物，一般可以划分为非甲烷碳氢化合物、含氮有机物、含氧化合物等等类型。

1 VOCs 污染源头控制技术

第一，清洁生产。即注重生产全过程中的物料回收，充分实现再回收、再利用，从而防止和减少污染的产生。第二，寻找可替代原料。在生产过程中使用VOCs 比较低的原料，如包装印刷过程中使用低VOCs 溶剂、汽车涂装过程使用低VOCs 涂料等。第三，改进工艺。即采用先进的工艺技术，减少VOCs 排放量，如汽车涂装过程中用3C1B 工艺代替传统的3C2B 工艺。

2 传统技术

2.1 冷凝法

冷凝法的原理是：将废气降温至VOCs 成份露点以下，凝结为液态后加以回收。此方法适用于高浓度、成份单纯且回收价值高的VOCs；适用浓度≥5000ppm，效率介于50-85%之间；浓度≥1%时，回收效率90%以上。冷凝技术的优势在于设备和操作比较简单，回收物质的纯度较高，近年来出现的半导体制冷和液氮冷凝等新型冷却设备体积小。劣势是处理成本较高、能耗高、运行费用大，且常需要搭配其他控制技术，如焚化、吸附、洗涤等作为前处理步骤，所以没有一些特殊的需求，通常不会采用此种措施。

2.2 吸收（洗涤）法

吸收法一般可以划分为化学以及物理吸收两种形式，然而“三苯”废气化学活性总体较低，一般不会采用化学吸收，物理吸收是选择使用有着比较小的挥发性液体吸收剂，其可以被吸收组分有着一定亲和力，等到吸收饱和以后通过加热解析进行冷却以后可以重新应用，此方法较为适合应用大气量、浓度低以及温度低的废气之中。

2.3 吸附法

吸附技术设备较为简单，操作便捷，同时也是较为有效以及经济的回收技术。较为常用的吸附剂包括有沸石、活性氧化铝、活性炭、硅胶等等内容，该吸附剂对于VOCs 进行选择性吸附，其中活性炭即使在水存在的状态下，活性炭仍能吸附非极性有机物。当前商业化的活性炭空气净化器的精华层厚度可以达到715-1126cm，VOCs 其去除率可以达到90%，其缺陷为要求经常对活性炭进行更换，并且只能应用在浓度低、污染物不会被回收的场合中。

2.4 燃烧技术

燃烧技术最开始是应用的直接燃烧法，然而直接燃烧法需要温度比较高，（700—800℃），因此一般都会应用催化燃烧的形式，即把废气加热到200-300℃进而通过催化床燃烧，可以满足净化的目的，此方法具有着能耗低、污染少、净化率高、工艺便捷等诸多特征，较为适合应用在高温高浓度的有机废气治理过程中，较为不合适应用在低浓度、风量较大的有机废气治理。

2.5 生物降解法

该技术具有着效果好、二次污染少以及费用低等诸多优势，较为适合应用在处理一些低浓度有毒空气污染物（HAPs）。废气生物降解技术一般包括有生物过滤、洗涤以及滴滤法等等。缺点在于降解速度慢，占地面积广，运行操作条件不易控制[1]。

3 组合式工艺

3.1 膜分离法

比较常用的处理废气过程中VOCs 膜分离技术包括有的蒸汽渗透（VP）、气体膜分离以及膜接触器等，在蒸汽渗透过程中同冷凝或者是压缩中进行集成。当前气体之中膜分离技术而被广泛应用在天然气分离以及浓缩氮气等诸多的工业中，多种膜材料的制备以及应用则是近些年来化学以及材料科学研究的重点之一。

3.2 低温等离子体催化技术

低温等离子体催化技术适用于低浓度、大风量的VOCs，原理是通过活性物种和臭氧，触发催化剂，降低活化能。低温等离子技术可以在对饮食烟油处理等方面有着一定的技术优势，并且该技术处理具有着能耗低、效率较高以及净化清新空气[2]。

4 新工艺

催化燃烧技术以及高温焚烧技术是目前VOCs 治理过程中的主流技术，同时也是较为有效的彻底治理技术，不管时热力焚烧或者是催化燃烧法都必须把废气加热到一定的温度。而废气之中有机物的浓度较高，在进行燃烧以后出现的热量可以保持有机物分解得到的反应温度，应用燃烧法也是一种有着较高效益的技术。

4.1 蓄热式热氧化（RTO）技术

RTO 技术作为一种技术简单、运行费用低、占地面积较小的低浓度有机废气处理系统，一般应用的是较为先进的热交换设计技术以及新兴的陶瓷蓄热材料，在进行设计之时一些高效先进转阀式换热系统可以确保燃烧热量得到回收以及连续进出气，从而有效保证净化质量以及最大程度降低成本。

4.2 蓄热催化燃烧（RCO）技术

RCO 设备可直接应用于中高浓度的有机废气净化，较为适合应用在干性活性炭吸附浓缩催化燃烧系统，可以被用来替代燃烧以及加热器部分。RCO 处理技术适合应用在热回收率需求较高的场合，也较为适合应用在同一个生产线上，因为产品质量的不同，废气的成分也较为容易出现变化以及废气浓度也会出现一定的波动较大的地方[3]。

5 结语

近几年，随着环境保护上有机废气（VOC）排放要求的提高，RTO 、RCO 技术在有机废气回收治理方面越来越普遍，研究挥发性有机物废气治理新技术，开发安全节能的VOCs 集成治理技术与成套装备已成为大势所趋。RTO 、RCO 技术为有机废气治理提供了一个行之有效的处理办法，作为新兴的安全可靠的废气处理方式，RTO、RCO 技术为化工、医药等间隙生产企业的有机废气回收治理开启了新的篇章。