分析挥发性有机废气处理工艺的优缺点及最新研究方向

分析挥发性有机废气处理工艺的优缺点及最新研究方向

摘要：随着工业化程度的提高，工业废气排放量的增大导致环境污染日益严重，严重影响了人们的身体健康，阻碍了国民经济发展。这就需要加大对有机废气的

治理力度，同时需要合理应用一些有成效的治理技术，并且为了充分发挥其作用，以下就挥发性有机废气治理技术的进展进行了探讨分析。

关键词：挥发性有机废气；治理工艺；发展现状

引言

目前的挥发性有机污染物的治理包括破坏性，非破坏性方法，及这两种方法

的组合。

破坏性的方法包括燃烧、生物氧化、热氧化、光催化氧化，低温等离子体及

其集成的技术，主要是由化学或生化反应，用光，热，微生物和催化剂将V0Cs

转化成CO2和H20等无毒无机小分子化合物。

非破坏性法，即回收法，主要是碳吸附、吸收、冷凝和膜分离技术，通过物

理方法，控制温度，压力或用选择性渗透膜和选择性吸附剂等来富集和分离挥发

性有机化合物。

传统的挥发性废气处理常用吸收、吸附法去除，燃烧去除等，在最近几年中，半导体光催化剂的技术体，低温等离子得到了迅速发展。

一、有机废气治理的重要性

当前环境污染问题已成为一个全球性问题，其中大气污染问题是最为突出的

问题之一，而工业废气是大气污染物的重要来源。有机废气是工业废气最难治理

的部分，这种气体能够对人们的身体健康产生严重的损害，也给国民经济造成严

重损失。如果人体长期接触有机废气，会通过呼吸系统经人或皮肤吸收到体内，

引起肝、神经及造血系统的损伤，引起的症状主要有头晕头痛、恶心呕吐、心慌

气喘、疲乏无力、血象变化等，而且对人体和动物存在严重的“致畸、致癌、致突变”危害。因此，有机废气的治理越来越受到人们的重视，成为了大气污染治理中的重点之一。

二、目前挥发性有机废气治理工艺的分析

（一）吸附工艺

吸附法主要适用于低浓度气态污染物的净化，对于高浓度的有机气体，通常

需要首先经过冷凝等工艺将浓度降低后再进行吸附净化。吸附技术是最为经典和

常用的气体净化技术，也是目前工业VOCs治理的主流技术之一。吸附法的关键

技术是吸附剂、吸附设备和工艺、再生介质、后处理工艺等。

活性炭因其具有大比表面积和微孔结构而广泛应用于吸附回收有机气体。目前，对活性炭吸附有机气体的研究主要集中在吸附平衡的预测、活性炭材料的改

性及有机物的物化性质对活性炭吸附性能的影响。

活性炭吸附工艺的优缺点

1.优点：

（1）适用于低浓度的各种污染物：

（2）活性炭价格不高，能源消耗低，应用起来比较经济；（3）通过脱附冷

凝可回收溶剂有机物；

（4）应用方便，只与同空气相接触就可以发挥作用；

（5）活性炭具有良好的耐酸碱和耐热性，化学稳定性较高。

2.缺点：

（1）吸附量小，物理吸附存在吸附饱和问题，随着吸附剂的消耗，吸附能

力也变弱，使用一段时间后可能会出现吸附量小或失去吸附功能；

（2）吸附时，存在吸附的专一性问题，对混合气体，可能吸附性会减弱，

同时也存在分子；直径与活性炭孔径不匹配，造成脱附现象：

（3）活性炭吸附只是将有毒害气体转移，并没有达到分解有害气体的功效，可能会带来二次污染。不适高浓度废气，不适含水或含粒状物的废气。

（二）吸收工艺

用溶液、溶剂或清水吸收工业废气中的挥发性气体，使其与废气分离的方法

叫吸收法。

此方法主要利用挥发性气体溶于吸收液的溶解度大小进行处理。吸收液不同

可以吸收不同的有害气体。在工程应用上可以根据废气的理化性质选择相应吸收液，以达到处理效率与经济支出的有机结合。

吸收工艺优缺点

1.优点：吸收法工艺比较简单，设备投资较低，操作和维修费用基本与碳吸

附法相当，由于吸收介质是采用煤油和吸收液，因此没有二次污染问题。

2.缺点：此工艺方法回收效率低，对于环保要求较高时，很难达到允许的油

气排放标准：设备占地空间大：能耗高：吸收剂消耗较大，需不断补充。

（三）冷凝工艺

油品在储运和销售过程中部分轻烃组分挥发进入大气，造成资源浪费和环境

危害。同时有机溶剂广泛应用于工业生产中，每年都有大量的有机溶剂挥发到空

气中，危害人类健康，造成严重的环境污染。采取合适的方法回收这些挥发性有

机物不但可以降低企业生产成本，而且具有巨大的环保效益。

冷凝法是用来回收VOCs的一-种有效方法，其基本原理是利用气态污染物在

不同的温度和压力下具有不同饱和蒸汽压，通过降低温度和增加压力，使某些有

机物凝结出来，使V0Cs得以净化和回收。

冷凝工艺优缺点

1.优点：冷凝法是利用物质沸点的不同回收，适合沸点较高的有机物，该方

法具有回收纯度高、设备工艺简单、能耗低的优点：并有设备紧凑、占用空间小、自动化程度高、维护方便、安全性好、输出为液态油可直接利用等优点：

2.缺点：单一冷凝法要达标需要降到很低的温度，耗电量巨大，不是真正意

义上的“节能减排”。

（四）膜分离工艺

在石油开采和储运过程中，部分油品挥发到大气中形成的油气中，除空气外，主要C4-05以及少量芳香烃。这些有机蒸气排放不仅造成严重的资源浪费，而且

对空气质量有很大影响，进而影响人类的健康，目前，有机蒸气的分离回收方法

主要是冷凝、活性炭吸附、膜分离法、溶剂吸收法。膜分离技术是一种效率较高

的分离方法

膜分离工艺优缺点

1.优点：膜分离技术是近代石油化工学科中分离科学的前沿技术。它具有投

资小、见效快、流程简单、回收率高、能耗低、无二次污染的特点，具有较高的

科技含量；

2.缺点：投资大；膜国产率低，价格昂贵，而且膜寿命短；膜分离装置要求