关于工业有机废气的治理技术探讨

李志刚

（江苏省环境工程技术有限公司，江苏 南京 210000）

1 工业有机废气污染物的类型

1.1 含氮气体污染物

以我国现阶段大气污染的情况来看，NOX（氮氧化物）是导致空气质量降低的主要原因之一。其主要来源是：汽车在运行过程中需要通过燃烧大量的燃料为运行提供动力，在此过程中会有大量的氮氧化物产生；在钢铁、热电厂、水泥等行业煤炭的使用以及高温热力焚烧过程中也会排放大量的氮氧化物；同样石油化工、无机化学、精细化工行业等工业生产过程中也会排放大量的含氮有机污染物，如氨、三乙胺、二乙胺、DMF（二甲基甲酰胺）等[1]。

1.2 含硫气体污染物

SO2（二氧化硫）是环境空气质量指数考核的主要因子之一。含硫化合物主要包括H2S（硫化氢）、SO2、硫醇、硫醚等化合物，含硫气体污染物经末端处理后大部分转换为SO2。例如，钢铁、热电厂等行业排放大量的SO2，而化工石化、医药、农药等行业排放的含硫污染物以有机硫化物为主，如甲硫醇、二甲基硫醚等[2]。

1.3 含碳氢气体污染物

研究人员对各种有机废气分析后发现，大气中的碳氢气体污染物主要由烷烃、烯烃、芳香烃以及含氧烃等物质组成。当前，我国环境空气中O3超标问题非常突出，研究表明，碳氢气体污染物对空气中O3贡献值较大，因此，对于这种气体污染物的治理也十分关键。目前，碳氢气体污染物排放量较大的行业有汽车制造、家具生产、石油化工、精细化工等行业。

2 传统有机废气的处理技术

在以前的废气处理工作中，最常见的处理方式包括吸收法、吸附法、催化燃烧法、生物过滤法、生物洗涤法和热力焚烧法等。其中，吸附法、催化燃烧法以及蓄热式焚烧法相对比较成熟，且拥有一定的工程技术规范标准。

上述方法均存在一定的优缺点，有各自的适用范围。①吸收法是利用有机废气内吸收液的溶解性或化学反应特性的差异，通过气液传质作用，使废气中的有害组分被吸收剂吸收，达到去除有机废气的目的。该治理工艺对有机废气的治理效率与有机废气的溶解度密切相关，而且不会产生二次污染，在实际应用中常作为前端预处理工艺。其中，吸附装置一次性投入相对低，且对各类有机废气均具有一定的去除效果；吸附剂的种类有活性炭吸附、沸石分子筛等，当前，此技术被广泛应用于高浓度有机溶剂回收和中低浓度有机废气治理。但这种吸附工艺的整体去处效率较低，除应用在处理低浓度有机废气外，很难作为末端达标治理工艺[3]。②蓄热式焚烧技术是一种工艺技术较成熟的末端废气治理工艺，适于中高浓度有机废气治理，去除效率较高。但对于低浓度废气，蓄热式焚烧技术的运行成本较高。在实际运行过程中如果浓度控制不当，易发生安全事故。③催化燃烧法相比蓄热式焚烧法一次性投入小，其使用的催化剂种类和质量对于污染物的去除效率至关重要，如废气中含有氯、含硫等物质易造成催化剂失活，影响治理效果。

3 有机废气处理的新技术

3.1 CEB超低排放燃烧技术

CEB超低排放燃烧技术是通过应用金属纤维无烟无火焰焚烧器，使可燃物的处理效率达到99.99%，对可燃物的浓度适应性强。在对有机废气进行处理的过程中，CEB技术会利用超低排放的VOCs排放控制设备中的预混器以及燃烧器中的表面燃烧技术对废气进行有效的燃烧[4]。相比其他有机废气处理技术，CEB技术可以实现全程无烟无火焰的废气处理工作。此外，由于CEB技术可在任何废气污染浓度下进行安全的处理工作，所以，可更好的满足当前对于废气的处理效率以及流量等方面的要求。该技术作为一项新兴的技术具有较多的优势，如适用的油气浓度范围广、占地规模小、能耗低、启动时间短等，但也存在一次性建设成本高，且火焰燃烧器的后期运维成本投入较大。

3.2 变压吸附技术

变压吸附技术的应用原理是，由于在不同吸附剂的应用中，气体组分在吸附性上存在不同，其吸附量也会随着压力的变化而变化，因此，想要对气体进行有效的分离，就需通过转变压力来实现对有机废气的治理。变压吸附技术是通过压力涨落循环的操作手法对吸附组分进行相应的吸附和解析工作，因此，吸附剂的选择往往以硅胶、活性炭以及分子筛等为主，但对于一些特殊组分，则需要有选择特定性的吸附材料。由此可见，吸附分离效果的好坏与吸附剂的性能高低有着直接的关系。与其他技术相比，变压吸附技术的优势在于具有能耗低、自动化程度高以及投资低等特点，所以，在应用该技术治理有机废气时，相关治理工作往往会获得纯度相对较高的副产品。而且，这些副产品可以在其他工作环节中得到有效的应用，在一定程度上为提高企业经济效益提供了经济基础。

3.3 膜分离技术

膜分离法的应用原理是，在压力驱动作用下，根据有机废气分子的大小、膜结构扩散性以及渗透性等方面的差异将空气与有机废气进行有效分离的一种方式。与其他技术相比，膜分离法的操作流程较为简单，运行费用较低以及占地面积小，便于安装等优势，在浓度较高以及组分较单一的有机废气治理中具有较大的应用前景。但在实际工作中，膜污染物问题仍需进一步进行研究、解决[5]。

3.4 “减风增浓”源头削减技术

以包装印刷行业为例，需要对大排风量的污染问题进行治理，要想保证此行业排放的废气能够达到排放标准，相关企业需要借助废气治理技术实现有效治理的目标。但这个过程中，无论相关企业选取何种废气治理技术，都会面临较高的末端治理设备的投入费用。“减风增浓”技术的应用可以有效实现企业废气治理投入成本降低的目标，此技术中包含并联式减风和串联式减风的工作模式。在实际应用过程中，并联式减风需要在每个干燥单元配置一套VOCs浓度检测装置，通过这种装置来调整各单元调节阀的开度，从而调节二次循环风量。例如，当某个单元废气浓度过高时，可调小二次循环风量。而串联式减风技术检测VOCs浓度是从第一个烘箱开始，浓度逐级递增，通过控制最后一个烘箱的干燥风量以及新风风量不小于安全风量，来保证整台设备安全。上述两种方式都可以减少烘箱废气的产生量，以达到节约废气的处理成本，提升废气处理效率。

4 工业有机废气治理技术的意义

近年来，随着工业领域的进步与发展，却给我国生态环境带来了持续严峻的污染问题。目前，我国工业生产的废气排放量过高，导致我国大部分地区长时间处于雾霾等恶劣天气的之中，人们的生活环境不仅受到了严重的破坏，人们的身体健康也受到了极大的影响。近年来，通过加强工业废气的治理管控，全国的环境空气质量持续得到改善。其中，细颗粒物（PM2.5）就呈现出下降趋势，但臭氧污染问题却日益凸显，特别是在夏季，臭氧已成为导致部分城市空气质量超标的首要因子。而挥发性有机物（VOCs）是形成臭氧的重要前体物，因此，加强VOCs治理可有效控制臭氧污染。为了保护我们赖以生存的自然环境，人们应强化对工业有机废气治理技术的研究力度，提高工业有机废气治理水平，以此提升环境空气质量[6]。

5 工业有机废气污染治理技术的发展

5.1 提升处理设备水平

为了有效提高工业废气设备的处理效率，相关研究部门需要在参与国家重大污染治理专项课题中，将工业废气处理设备水平的提升作为研发主体，以此在提高治污技术研发能力的基础上，实现在源头削减废气的目标。

5.2 采用组合技术

我国相关生态环保部门在对各种先进、科学的废气处理技术进行不断的研究期间，为了更好的对有毒有害的污染物质进行有效的处理，相关研究人员需要将多种先进技术融合在一起，进而从多个角度出发来实现对生态环境的保护。

6 结论

综上所述，从我国当前环境的实际情况看，有机废气的处理一直是决定大气环境好坏的重要因素，当前VOCs已经取代SO2成为“十四五”城市空气质量考核的新指标，所以，环境治理工作刻不容缓。为了有效降低工业生产对环境造成的污染程度，相关治理部门需要从污染源头着手。同时，为了有效减少有机废气的排放量，相关治理人员需要采用高效经济的处理手段对大气污染问题进行有效处理，保障人们拥有良好的生活环境。