大气环境中挥发性有机废气的治理技术

2021-11-27张军峰范艳艳

皮革制作与环保科技 2021年17期

张军峰，范艳艳

（1.山东越之华环保设备有限公司，山东济南 250000；2.山东鲁控检测有限公司，山东济南 250000）

随着我国工业化的迅速发展，挥发性有机气体大面积的扩散，造成严重的环境污染。目前，我国缺乏对大气环境污染的全方位认识，造成了有机气体的过度超标，对人类的生产和生活构成了一定的威胁。

1 挥发性有机废气的特点

挥发性有机废气的分子重量通常较低，其是由有机物质的生产过程或有机反应产生的，容易被气化而且会进入自然环境。挥发性有机气体的特点是活性大和化学活动多，其是以气体的形式在存在大气中，如果暴露在紫外线辐射的情况下，会以固体和液体等多种形式发生化学变化。

2 大气环境中挥发性有机废气的形成途径

2.1 工业生产

空气中的挥发性有机气体主要是在工业过程中产生的，如石油和天然气的开采、煤炭加工、制药、印刷等，这些行业在实际生产中会用到许多挥发性有机化合物，导致挥发性有机气体的增加。

2.2 交通运输

随着运输部门的发展，车辆数量在逐渐增加，车辆在运输中排放的尾气也成为大气中挥发性有机废气的主要来源，这不仅增加了挥发性有机气体的浓度，还增加了PM2.5的颗粒物含量以及化学光污染。其中，特别是由光化学污染引起的光化学烟雾，会对人们的身体以及植物和动物造成严重伤害。

3 挥发性有机废气的危害

挥发性有机气体对于空气的污染主要包括直接风险和间接风险。其中，直接风险是对人类健康和植物生长产生的影响。

（1）大气环境中挥发性有机化合物数量的增加导致空气质量极度恶化，造成了雾霾现象。而挥发性有机气体造成的风险主要是由于受污染气体的浓度增加引起的，会导致人们出现头痛、虚弱，癫痫发作或昏迷，严重的情况下会损害肝脏和神经系统。

（2）大气环境中挥发性有机气体含量的增加会导致硫化物和氟化物含量的增加。如果污染物超过规定值，会导致农作物产量下降，农产品质量下降[1]。

4 挥发性有机废气的源头防治

（1）在工业生产中挥发性有机材料含量较高，特别是石化、钢铁等行业，因此，要进一步优化和改进生产技术，加强对先进清洁生产技术的研究，以提高其转化率，并生产低碳挥发性有机化合物，来满足客户的需求。对于大型工业生产中的原材料，是以挥发性有机产品用作中间材料时要做好防止废气泄漏。

（2）相关部门应实时监测挥发性有机物的排放，以减少空气污染。生态环境部门应指导相关部门监测挥发性有机气体，按标准维护挥发性有机化合物的加工设施，定期处理H型化合物，不断完善管理制度和监管，确保挥发性有机数据处理设备能正常高效地运行。例如，近年来，相关企业被要求改进旧排气处理设施的改造标准，达到减少排放总量的目标，并加快结构调整。目前，空气环境质量得到明显改善，大大提高了人们的生活质量。

5 大气环境中挥发性有机废气的末端治理技术

5.1 吸附法处理技术

该技术的工艺特点主要是通过吸收和清除废气中的挥发性有机化合物来达到净化空气的目的。在实际应用中是利用排气装置将挥发性有机气体喷入过滤器，并通过抽吸塔进行处理。其中，在吸附塔中要安装含有活性碳纤维的高吸附固体介质，通过挥发性有机化合物吸收和清除废气，使两者分离，最后释放出新鲜空气。

5.1.1 影响吸附剂使用效果的因素

吸附剂的吸附效应由于吸附表面的增加而增加吸附面积与孔的大小和在吸附过程中吸附的气体分子直径的颗粒大小密切相关。同时，吸附效应与其特性有关，如分子的质量和浓度越高，吸附量越高。此外，吸附效果与工作条件密切相关，工作环境中的温度、压力和气体流速对工作环境的吸附也有显著影响。

5.1.2 吸附剂的选择

目前吸附剂种类较多，一般采用活性炭作为碳基吸附，表面较大，吸附效果较好；而沸石是一种新的吸附剂，其因克服可燃活性炭的缺陷而成为最佳替代吸附剂，其具有良好的吸附效果，目前逐渐被开发应用。但在实际使用中，企业应根据实际生产情况来选择吸附剂，以提高吸附效果和经济效益。

5.2 吸收技术

该技术是一种化学吸收技术，其基础是从废气中去除挥发性有机化合物和杂质，吸收适当的液体。此外，在整个技术实施过程中，挥发性有机物质和液体化学吸收以净化气体。

吸收技术的特点是：①对废气中有害成分的吸收有明显效果，其一般在有机气体高浓度下大量使用；②应用该技术时会使用一定量的液体作为吸收剂。需要注意的是，其应用在低浓度挥发性有机气体时，会造成反复的环境污染和适当损害，所以最好不要使用这种技术[2]。

5.3 微波催化氧化技术

微波催化氧化技术是将传统空气净化器技术的优势与吸附技术相结合，改进了传统的吸附方法。其通过处理挥发性有机气体从而显著降低能耗和浪费，减少吸收和吸收废气所需的时间。在微波催化氧化技术中，传统催化剂可连续使用20次以上，因此，这项技术已成为处理挥发性有机废物的首选技术。从技术角度来看，微波催化氧化技术在挥发性有机气体处理中的应用与其处理废水的方法相似，但一些细节的处理需要进一步加强[3]。

5.4 催化燃烧处理技术

催化燃烧技术主要是在高温下使用催化剂氧化所有的挥发性有机污染物，以此达到挥发性有机气体的良好净化效果。这项技术是当今涂料、油漆和化学工业的理想之选，其主要设备包括催化燃烧废气回收和电加热系统。这种处理技术允许活性炭在吸附饱和的状态下对其进行处理。在特定过程中，当活性炭饱和时，设备的吸附停止，将挥发性有机化合物从活性炭中去除，然后用热空气将挥发性有机化合物减少到初始挥发性有机化合物体积的十分之一。因此，这项技术不仅能够有效处理挥发性有机污染物，而且能够回收活性炭。需要注意的是，因需要混合有机废气，在高温下的空气会存在爆炸的高风险，所以必须严格控制催化燃烧过程中的技术参数，以确保安全应用此项工艺。