VOC廢氣處理工藝

在化工、印刷、人造革及（jí）電（diàn）子元器件、烤漆和醫藥等化（huà）工領域，揮發性的有機化合物，簡稱為VOC(Volatile Organic Compounds))，通常作為溶劑（jì）來使用。這些有機溶劑如果揮發到大氣環境中，不僅會對大氣環境造成嚴重汙染，而且人體呼入被汙染的氣體後，對人體健康（kāng）產生危害。

比如，苯作為溶劑揮發到大氣環境中（zhōng），不僅可以被（bèi）人體的皮膚所吸收，而且還可通過呼吸係統進入人（rén）體內部，造成慢性或急性中（zhōng）毒。苯類化合物不（bú）僅（jǐn）會對人體的中樞神（shén）經造成一定的損害（hài），而且還可能造成神經係統的障礙，進入人體後還會危害血液和造血器官，甚至會有出血症狀（zhuàng）或患（huàn）上敗血症。氧化作用下，苯在生物體（tǐ）內（nèi）可氧化成苯酚，從而造成肝功能異常（cháng），對骨骼（gé）的生長發育十分（fèn）不（bú）利，誘發再生障礙性貧血。因此，ACGIH把苯列為潛在致癌物質。鹵（lǔ）代烴類化合物會引發神經症候群和血小板的減少、肝（gān）脾（pí）腫（zhǒng）大等不良狀況（kuàng），而且很有可（kě）能致癌。

所以，必須控製VOC的排放（fàng），這不僅是對環境負責，也是對我們的生命健康負責。

當前，VOC廢氣處理技術主要包括（kuò）熱破壞法、變（biàn）壓吸附分離（lí）與淨化技術、吸附法和氧化（huà）處理（lǐ）方法等。

熱破壞法

熱破壞法是指直接和輔助燃燒VOC氣體，或利用合適的催化劑加（jiā）快VOC的化學反應，最終達到降低有機物濃度，使其不再具（jù）有危害性的（de）一種處理方法。

熱破壞法對於濃度較低的有機（jī）廢氣處理效果比較好，因此，在處理低濃度廢氣中得到了（le）廣泛應用。

這種方法主要分為兩種，即直（zhí）接火焰燃燒和催化燃燒。直（zhí）接火焰燃燒對有機（jī）廢氣的熱處理效率相對較高，一般情況下可達到 99%。而（ér）催化燃燒指的是在催化床層的作用下，加快有機廢氣的化學反（fǎn）應速度。這（zhè）種方法比直接燃燒用時更少，是高濃度、小（xiǎo）流量有機廢氣淨化的首選技術。

活性炭吸附法

利（lì）用吸附劑（粒（lì）狀活性炭和活性炭纖維）的多孔結構，將廢氣中的VOC捕獲。將含VOC的有機廢氣通過活性（xìng）炭床，其中的VOC被吸附劑吸（xī）附，廢氣得到淨化，而排入大氣。

炭吸（xī）附法主要用於脂肪和芳香族碳氫化合物、大部分含（hán）氯溶劑、常用醇類（lèi）、部分酮類和酯類等的回收。

當炭吸附達到飽和後，對飽和的炭床進行脫附再生；通入水蒸汽加熱炭層，VOC被吹脫放出，並與水蒸汽形成蒸汽混合物，一起離開炭吸（xī）附床，用冷凝器冷卻蒸汽混（hún）合物，使蒸汽冷凝為（wéi）液體。

對於水溶性VOC氣體（tǐ），用精餾將（jiāng）液體混合（hé）物提純；水不溶性VOC氣體，用沉析器直接回（huí）收VOC。比如，塗料中所用的“三苯”與水互不相溶，故可以直接回收。

炭吸（xī）附技（jì）術主要用於廢氣中組分比較簡單、有（yǒu）機物回（huí）收利用價值較高（gāo）的情況，適於噴漆、印（yìn）刷（shuā）和粘合劑等溫度不高，濕度不大，排氣量較大的場合，尤其對含鹵化物的淨化回收更為有效。

冷（lěng）凝法

廢氣中分離出來，直接回收。但這種情況下，離開冷凝器的排放氣中仍含有相（xiàng）當高濃（nóng）度的VOC，不能滿足環境排放標（biāo）準。要獲得高的回收率，係統需要很高的（de）壓力和很低的溫度（dù），設備費用（yòng）顯著地增加。

通常適用於VOC含量高(百分之幾)，氣體量較小的有機廢氣的回收處理，由於大部分VOC是易燃易爆氣體，受（shòu）到爆炸（zhà）極限的限製（zhì），氣體中的VOC含量（liàng）不會太高，所以要達到較（jiào）高的回收率，需采用很低溫度的冷凝介質或高壓措施（shī），這勢必會增加設備投資和處（chù）理成本，因此，該技術一（yī）般是作為一級（jí）處理技術並與其它技術結合使用。

膜分（fèn）離技術

膜分離技術的基礎就是使用對有機物具有選擇滲透（tòu）性（xìng）的聚合物（wù）膜，該膜對有機蒸（zhēng）氣較空氣更易於滲透10－100倍，從而實（shí）現有機物的分離。適於高濃（nóng）度、高價值的有機物回收，其（qí）設備費用較高。

最（zuì）簡單的膜分離為單級膜分離係統，直接使壓縮氣體通過膜表麵，實現VOC的分離。單級膜因分離程度很低，難以達到分離要求，而多級膜分離係統則會大大增加設備投資，故而在（zài）這（zhè）方麵的技術還有（yǒu）很（hěn）大的研究空間。

變法吸附技術

吸（xī）附劑在一定壓力下吸附有機物（wù）；當吸附劑吸附飽和後，通過壓力變換來“釋放”脫附的有機物。其特點是無（wú）汙染物，回收效（xiào）率高，可以回收反應性有（yǒu）機物。但是該技術操作費用較高，吸附需要加壓，脫附需要（yào）減壓，環（huán）保（bǎo）中應用較少。

熱氧（yǎng）化法

通過燃燒來消除有機物的，其操作溫度高達700℃－1,000℃，這樣不可避免（miǎn）地具有高的燃料費用；為降低燃料費用，需要回收熱量（liàng），有兩種方式：傳統的間壁式換（huàn）熱，新型非穩態蓄熱換熱技術。

間壁式熱氧化是用列管（guǎn）或板式間壁換熱器來捕獲淨化（huà）排（pái）放氣的熱量（liàng），它可以回收40％－70％的熱能（néng），並用回收的熱量來預熱進入氧化（huà）係統的有機廢氣。預熱後的廢氣再通過火焰來達到氧化溫度，進行淨化，間壁（bì）換熱的缺點是熱回（huí）收效率不（bú）高。

蓄熱式熱（rè）氧化（簡稱（chēng）RTO）回收熱（rè）量采用一種新的非穩態（tài）熱傳遞方式。主要原（yuán）理是：有機廢（fèi）氣和淨化後的排放氣交替循環，通過多次不斷地改變流向，來最大（dà）限（xiàn）度地捕獲熱量，蓄熱係統提（tí）供了極高（gāo）的熱能回收。

催化燃燒法

漆（qī）廢氣經阻火器進入催化淨化裝置（zhì），在板式熱交換器內與高溫（wēn）尾氣進行熱量交（jiāo）換，經預熱的廢氣進入加（jiā）熱（rè）室（內設有電加熱管）進一步升溫，達到起燃溫度的廢氣繼續進入催化床（chuáng）內，在貴金屬Pt、Pd催化劑的作用下，使有機溶劑完全氧化分解為H₂O和CO₂，並釋放出大量反應熱，可維持催化燃燒所需（xū）的起（qǐ）燃溫度，達到熱平衡。

板式（shì）熱交換器將高溫尾氣與進（jìn）口低溫廢（fèi）氣進行熱量交換，部分熱量得以回收，減少了（le）預（yù）熱（rè）能耗。經回收部分熱（rè）量的高溫尾氣在引風機抽力的作用下通過排（pái）氣筒達標（biāo）排放。

係統（tǒng）達到熱平衡後自動關（guān）閉電加熱裝（zhuāng）置，此後，催化燃燒係（xì）統就靠廢氣中的有機溶劑燃燒時產（chǎn）生的熱能，在無須外加能源的基礎上使催化燃燒繼續（xù）進行直至結束。考慮到淨化裝置需要（yào）維修，在過濾阻火器前設置旁路管和旁路閥。

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