挥发性有机物(VOCs)控制技术及其基本原理
第十章挥发性有机物污染控制
§10-2 VOCs污染预防
VOCs控制技术
1、防止泄漏为主的预防性措施
•替换原材料
•改变运行条件
•更换设备等
2、末端治理为主的控制性措施
一、VOCs替代
二、工艺改革
• 非挥发性溶剂工艺取代挥发性溶剂工艺；
•
石油及石化生产过程：回收利用放空气体。
三、泄漏损耗及控制
充入、呼吸和排空损耗示意图
限制较小。
用于催化燃烧的各种催化剂及其性能见表10-11
催化剂品种
Pt-Al2O3 Pb-Al2O3 Pb-Ni、Cr丝或网 Pd-蜂窝陶瓷 Mn、Cu-Al2O3 Mn、Cu、CrAl2O3 Mn-Cu、CoAl2O3 Mn-Fe-Al2O3 稀土催化剂 锰矿石颗粒
活性组分 含量
0.1~0.5 0.1~0.5 0.1~0.5 0.1~0.5 5~10 5~10 5~10 5~10 5~10 5~10 25~35 5~10 5~10 25~35
同理可求得T=649、7600C时所需的燃烧时间分别 为49s、0.2s。
4）燃烧与爆炸
燃烧极限浓度范围＝爆炸极限浓度范围 混合气体的爆炸极限范围
100 cm a b m c1 c2 ci
cm －混合气体的爆炸极限 ci －i组分的爆炸极限
a, b, m －各组分的百分含量
浮顶罐，用于储存大量的高挥发性的液体。用于密封的浮顶盖浮在 液面上，液面以上没有空隙。液体注入或流出时顶盖随之上下浮动， 避免上面所讲述的呼吸损耗。但是这种密封方式（一般采用有弹性 的橡胶薄盖，类似于汽车上的雨刷）并不是完美的，仍然会有密封 损失。这张草图没有给出防雨雪装置和其他的细节。
转移损耗控制方法－阶段1控制
挥发性有机物治理技术
H2O
CO2
适用范围
适用于低浓度VOCs，室内空气净化
特点
✓实现VOCs低温去除 ✓适用于低浓度、大风量的VOCs ✓处理效率高，能耗低 ✓净化并清新空气
有机废气
等离子体-催化装置
排气
活性物种和臭氧，触 发催化剂，降低活化能。 催化剂选择性地与等离 子体 产生的产物再 反应
光催化技术
原理
光催化剂纳米粒子在一定波长的光线照 射下受激生产电子空穴对，空穴分解催化 剂表面吸附的水产生氢氧自由基，电子使 其周围的氧还原成活性离子氧，从而具备 极强的氧化还原能力，将光催化剂表面的 各种污染物摧毁
废气
达标排放
组合技术（三）
➢组合五
滤筒除尘+蓄热催化燃 烧
废气
入口
净化后 排气
➢组合六Biblioteka 吸附+高级氧化（三）重点行业排放特征及治理技术
➢ 石化行业
石化行业VOCs特征
✓成分复杂（多包含烷烃、烯烃 硫醇、硫醚、多环芳烃等） ✓难处理（传统的吸附、吸收、 燃烧等技术难以达到满意的去除 效果） ✓排放量大（2010年，石化行业 VOCs排放量全国第一）
废弃物存放和处置 过程
废弃油墨、容器的处置过程挥发VOCs
（三）重点行业排放特征及治理技术
可控制技术 ➢吸附回收法
对于包装印刷过程所排放的高浓度(>5000 mg/m3)或具有高回收价值的 VOCs，宜采用回收技术（如活性炭吸附）加以循环利用。
活性炭吸附净化处理流程图
优点：可以回收大量溶剂，经济效益好 缺点：吸附回收效率不高，一般在70%左右
VOCs类别 主要有卤代烃、氯苯类、芳香烃类、酯类、酰胺类和酮类等
（三）重点行业排放特征及治理技术
生物滴滤法净化挥发性有机废气(VOCs)的研究
生物滴滤法净化挥发性有机废气（VOCs）的研究生物滴滤法净化挥发性有机废气（VOCs）的研究引言：挥发性有机化合物（VOCs）是一类在大气中存在并具有挥发性的废气，由于其具有毒性和臭味，对人体健康和环境造成了严重的影响。
有效地净化和治理VOCs成为了环境保护领域的重要课题。
生物滴滤法作为一种生物处理技术，具有高效、环保和经济的特点，成为了净化VOCs的研究热点之一。
本文将系统地介绍生物滴滤法的原理、应用和进展，以及未来的发展趋势。
一、生物滴滤法的原理生物滴滤法是利用生物膜或活性污泥进行滴滤处理，通过废气与生物膜或活性污泥接触，使废气中的有机污染物通过生物作用转化为无机物或无害物质。
该方法主要依靠生物膜中的微生物，通过附着和代谢作用，将VOCs降解为二氧化碳和水。
生物滴滤法通过高效的生物滤层，实现了高效的挥发性有机废气的净化效果。
二、生物滴滤法的应用生物滴滤法适用于许多领域的VOCs处理，如印刷、涂装、化工等行业。
它不仅可以高效地净化VOCs废气，还可以将VOCs 转化为有用的物质。
例如，在制药行业，生物滴滤法已成功应用于处理含有有机溶剂的废气，并通过生物转化产生有机酸和生物质。
三、生物滴滤法的进展随着对环境保护的要求越来越高，生物滴滤法在净化VOCs方面得到了广泛应用和研究。
目前，研究者们正在致力于改进生物滴滤法的性能和效果，以应对不同类型和浓度的VOCs废气。
例如，引入多种微生物群落，提高废气处理的效率和稳定性；研究膜材料和改进传质装置，减少压降和提高处理能力；优化运行参数，如温度、湿度、流速等，以提高生物滤层的性能。
此外，与其他生物处理技术相结合，如生物膜反应器、生物滤池等，也为生物滴滤法的发展提供了新的途径。
四、生物滴滤法的未来展望虽然生物滴滤法在VOCs废气处理中取得了较好的效果，但仍存在一些挑战和不足。
未来的研究可以侧重于以下几个方面的改进：一是提高生物滤层的稳定性和降解效率，以适应不同的工业废气污染。
挥发性有机物无组织排放控制标准
挥发性有机物无组织排放控制标准挥发性有机物（Volatile Organic Compounds，VOCs）是指在大气压下易挥发的有机化合物。
由于其挥发性和易燃性，VOCs在生产、加工、储运和使用过程中往往会产生无组织排放，对环境和人体健康造成影响。
因此，为了控制和减少VOCs的无组织排放，制定了相关的控制标准。
VOCs的无组织排放对环境造成的影响主要表现在两个方面，一是对大气造成污染，二是对人体健康造成危害。
在大气中，VOCs与氮氧化物等其他大气污染物反应，形成臭氧和细颗粒物等二次污染物，对空气质量造成影响。
而VOCs本身也是一类有毒有害物质，长期暴露在VOCs污染环境中会对人体的呼吸系统、神经系统和免疫系统造成损害，甚至引发癌症等严重疾病。
为了有效控制VOCs的无组织排放，相关部门制定了挥发性有机物无组织排放控制标准。
这些标准主要包括了VOCs排放的监测、控制和治理要求。
首先，对VOCs的排放进行监测是非常重要的，只有了解VOCs的排放情况，才能有针对性地进行控制和治理。
其次，控制VOCs的排放需要从生产工艺、设备更新、原料替代等方面入手，采取有效的控制措施，减少VOCs的产生和释放。
最后，对于已经排放的VOCs，需要采取相应的治理措施，如使用吸附剂、催化剂等进行处理，将VOCs转化为无害物质，从而达到净化环境的目的。
在实际的生产和生活中，要严格执行挥发性有机物无组织排放控制标准，需要相关企业和单位加强管理，加大投入，引进先进技术和设备，提高生产过程中VOCs的回收利用率，减少无组织排放。
同时，相关部门也需要加强监督检查，对违反排放标准的企业进行处罚，推动企业转型升级，提高环境保护意识和能力。
总的来说，挥发性有机物无组织排放控制标准的制定和执行，对于净化大气、保护环境和人体健康具有重要意义。
只有通过严格控制VOCs的无组织排放，才能实现环境的可持续发展，为人们创造一个更加清洁、健康的生活环境。
挥发性有机物在线监测仪的原理是怎样的呢
挥发性有机物在线监测仪的原理是怎样的呢挥发性有机物（VOCs）是指具有挥发性和易挥发性的有机化合物。
这些化合物通常与许多人类活动相关，如化学品的生产、工业过程、汽车尾气和室内空气污染等。
如果不及时处理，VOCs会大量排放到空气中，对环境和人体健康造成危害。
因此，开发一种实时监测VOCs排放的在线监测仪器非常必要。
在VOCs在线监测中，挥发性有机物在线监测仪是最常用的设备之一。
其主要原理是基于气相色谱技术，可以精确测量空气中的VOCs浓度。
下面我们将详细介绍挥发性有机物在线监测仪的原理。
1. 挥发性有机物的采样挥发性有机物在线监测仪采用特殊的采样器收集空气中的VOCs。
采样器通常由一根空气进口管和一个吸附罐组成。
当空气通过进口管进入采样器时，它会被塞有吸附剂（如活性碳）的吸附罐吸附。
吸附剂会吸附空气中的挥发性有机物，从而使VOCs与空气分离。
2. 挥发性有机物的解析当采样器中的吸附剂充满了气体后，它会被取下并送入挥发性有机物在线监测仪中进行解析。
解析需要将吸附剂中的VOCs从吸附剂中释放出来，并将其转移到色谱柱中。
在挥发性有机物在线监测仪的解析部分，通常采用气相色谱（GC）技术。
GC 技术利用了不同化合物在气相状态下沿着色谱柱中移动的速度差异，使得样品中的化合物在柱子中保留一段时间，然后分出不同化合物。
GC技术可以将挥发性有机物快速分离和定量。
3. 挥发性有机物的检测在柱子中分离后，挥发性有机物在线监测仪的检测器会对分离的化合物进行检测。
常用的检测器包括质谱检测器（MS）、火焰离子化检测器（FID）和电子捕获检测器（ECD）。
在VOCs检测过程中，每个化合物都会在特定的时间段内出现在检测器中，这个出现时间被称为“保留时间”。
每种化合物的保留时间是独特的，可以用于对化合物进行精确的定量分析。
4. 算法计算挥发性有机物在线监测仪根据检测结果计算出空气中化合物的浓度。
这里需要利用计算公式，并结合空气中的温度、湿度、气压等气象条件进行修正。
江苏省化学工业挥发性有机物无组织排放控制技术指南
江苏省化学工业挥发性有机物无组织排放控制技术指南1.引言挥发性有机物是一类对环境和人体有害的污染物，化学工业是其中主要的源头之一、为了保护环境和人体健康，江苏省制定了化学工业挥发性有机物无组织排放控制技术指南，旨在提供化学工业企业在VOCs无组织排放控制方面的技术指导。
2.VOCs无组织排放的特点VOCs无组织排放是指指符合国家和江苏省环境保护法规规定的排放源，没有大气污染防治设施，直接将废气排放至大气中。
VOCs无组织排放具有流量大、浓度高、排放时间长等特点，易造成环境和人体健康的损害。
3.VOCs排放控制技术3.1溶剂使用和储存控制技术（1）合理选择溶剂：选择低挥发性有机物作为溶剂；（2）密封储存：合理设置溶剂储罐，进行严密的储存；（3）再生利用：建立溶剂再生利用系统，将溶剂回收再利用；（4）设备和管道密封：使用密封性能好的设备和管道减少挥发。
3.2控制工艺设计技术（1）提升工艺装置的控制性能：通过优化生产过程和设备，减少VOCs的产生；（2）使用先进的蒸发、干燥和吸附技术：提高VOCs在废气中的浓度，便于后续处理；（3）使用气体燃烧技术：将废气中的VOCs燃烧成无害物质。
3.3自动监测和控制技术（1）建立废气排放自动监测系统：对废气中的VOCs进行实时监测；（2）自动控制系统：根据监测结果，实现对VOCs排放控制的自动调节。
4.VOCs排放控制的管理要求4.1完善管理制度：建立科学、严格的VOCs排放控制管理制度；4.2核实排放数据：每年进行一次VOCs排放数据核实；4.3污染治理设施的维护和管理：确保污染治理设施的有效运行；4.4监测和报告：建立废气排放监测体系，每年向环境保护部门报告监测结果。
5.示范工程实施和技术支持通过建设示范工程，推广先进的VOCs无组织排放控制技术，并提供相应的技术支持和指导。
6.结论。
危险化学品的挥发性有机物(VOCs)控制
危险化学品的挥发性有机物（VOCs）控制危险化学品是指在使用、制造或储存过程中具有潜在危险性的化学物质。
其中，挥发性有机物（VOCs）是一类具有挥发性的有机化合物，其释放到大气中可能对环境和人体健康产生重要影响。
因此，控制危险化学品中的VOCs成为了一项重要任务，以下将从监测控制方法、环境影响和可持续发展等方面进行论述。
1. VOCs监测控制方法（1）源排放监测：源排放监测是指对危险化学品生产、使用和储存过程中释放到大气中的VOCs进行监测。
常用的监测方法包括气相色谱法、质谱法和红外光谱法等。
通过监测源排放，可以了解VOCs的种类、浓度以及排放量，从而制定相应的控制策略。
（2）工艺改进与技术革新：采用低VOCs含量的替代品或改良生产工艺，可以有效降低VOCs的排放。
此外，引入先进的控制设备和技术，例如催化氧化、吸附等技术，也能够有效地去除VOCs，减少其对环境的污染。
（3）废气净化处理：对于不能通过工艺改进或技术革新控制VOCs 排放的情况，可以采用废气净化处理来达到控制的目的。
常见的废气净化技术包括活性炭吸附、催化氧化和净化塔等。
这些技术能够有效地去除VOCs，提高废气处理效果。
2. VOCs对环境的影响（1）大气污染：VOCs是大气中的主要污染源之一，其排放不仅会导致大气中臭氧和细颗粒物的生成，还会加速光化学反应的进行，从而产生有害的二次污染物。
这对大气环境质量产生了负面影响。
（2）危害生态系统：VOCs不仅对人体健康有害，同时也对生态系统造成了损害。
高浓度的VOCs可以抑制植物的生长和发育，对农作物和森林的产量和品质造成影响，同时也对水生生物产生毒性。
（3）健康风险：长期接触高浓度的VOCs会对人体健康产生危害。
某些VOCs具有致癌、致畸和致敏的作用，还可能引起眼睛、呼吸道等健康问题。
因此，控制VOCs的排放，保护人体健康至关重要。
3. VOCs控制与可持续发展VOCs的控制与可持续发展密切相关。
挥发性有机物(VOCs)治理技术PPT演示课件
1990-2010年VOCs排放量
乌鲁木齐
辽中
甘肃 兰白
京津冀 晋北
关中
成渝
武汉
山东 半岛
长三角
长株潭
海西
珠三角 6
（二）常用VOCs治理技术
VOCs治理技术
回收利用技术
销毁技术
冷凝法 吸收法 吸附法 膜分离法
热力焚烧法 催化燃烧法 生物降解法 光催化降解法 等离子体技术
组合技术
沸石转轮+热力焚烧燃 沸烧石浓缩转轮+蓄热式燃烧
“三致”作用
➢致癌、致畸、致突变 苯系物最为突出，烯，含氯 有机化合物，含氮有机化合 物等
5
VOCs污染排放负荷大
2012年我国VOCs排放总量惊人，工业 源排放量约为2088.7万吨
1990-2012年，我国VOCs排放量逐年增长 ，工业源VOCs排放量增幅大。
重点区域VOCs污染排放高度集中
– 条件温和，常温常压
优点 – 设备简单、维护方便
– 减少甚至无二次污染
缺点
– 占地面积大 – 气候影响大 – 工况变化影响大
14
组合技术（一）
➢ 组合一 沸石转轮+热力焚烧技术
➢ 组合二 沸石转轮+蓄热式燃烧
15
➢ 组合三：
组合技术（二）
冷凝+吸附技术
达标排放
废气
➢ 组合四： 吸附+蓄热催化燃烧技术
進氣 進 氣
1 .0 m
0.85
m
0 .0 m
吸收塔
以微生物可分解物质为主，污染物为微生物的食物来源， 可以生物处理的污染物包括：碳氢氧组成的各类有机物、简 单有机硫化物、有机氮化物、硫化氢及氨气等无机类等
挥发性有机物(VOCs)治理技术研究进展及探讨
挥发性有机物（VOCs）治理技术研究进展及探讨1. 引言1.1 研究背景挥发性有机物（VOCs）是指在常温下易挥发成气体状态的有机化合物，它们广泛存在于涂料、油漆、清洁剂、汽油等各类工业产品和生活用品中。
大量的VOCs排放对环境和人体健康造成危害，诸如对臭氧层的破坏、雾霾的形成、致癌物质的释放等问题引起了人们的高度关注。
目前，全球范围内VOCs的排放已经成为一个迫在眉睫的环境问题。
随着国内外环保意识的提高和相关法规的不断完善，VOCs治理技术也日益成熟和多样化。
各种新型的治理技术不断涌现，包括物理治理技术、化学治理技术、生物治理技术等，各具特点和优势。
仍然存在一些挑战和难点，如治理成本高、技术难度大、效果难以保证等问题，亟待进一步研究和探讨。
对VOCs治理技术的研究进展进行全面深入的探讨，对于促进我国VOCs治理技术的发展，提升治理效率和治理水平具有重要意义。
本文将对VOCs的来源及危害、常见的VOCs治理技术、物理治理技术的研究进展、化学治理技术的研究进展、生物治理技术的研究进展等方面进行详细阐述和分析，旨在为相关领域的研究者和决策者提供参考和借鉴。
1.2 研究意义挥发性有机物（VOCs）是一种对环境和人类健康造成严重危害的有机化合物。
这些化合物通常来自于工业生产、交通运输、建筑施工、家庭用品和化妆品等多个方面。
VOCs对大气和水质造成污染，同时也会引发空气中的细颗粒物形成和光化学反应，加剧空气污染的程度。
针对VOCs的治理技术不断发展和完善，对于减少大气污染、改善环境质量、保护人类健康具有重要意义。
通过研究VOCs治理技术的进展，我们可以更好地了解各种治理技术的优缺点、适用范围和效果，为环境保护政策的制定和执行提供科学依据。
我们有必要深入探讨VOCs治理技术的研究进展，以促进环境保护工作的开展，提高环境质量，保障人类健康。
仅仅依赖于政府的监管和规范已经不足以解决VOCs污染问题，需要不断创新和完善治理技术，实现VOCs的有效控制和减排。
挥发性有机物污染物的生物降解
挥发性有机物污染物的生物降解挥发性有机物（VOCs）是一类常见的有机污染物，包括苯、甲苯、乙苯、氯代烷烃、酮类等。
它们通过工业生产、交通运输、石油炼制等活动释放到空气中，对人体健康和环境造成威胁。
因此，寻找有效的方法来清除VOCs成为了迫在眉睫的问题。
近年来，生物降解技术逐渐受到重视。
本文将介绍VOCs污染物的生物降解，包括生物降解的机理、常见的生物降解剂以及适用于不同VOCs的生物降解剂。
一、生物降解的机理生物降解指的是利用微生物的代谢过程将有机污染物转化为无毒或低毒的物质。
生物降解的机制主要包括：吸附—沉积、酶作用、生物转化和微生物自净。
当有机污染物进入微生物细胞时，污染物首先通过吸附—沉积作用附着在微生物表面。
然后，微生物分泌特定的酶来消化有机污染物，将其转化为较小的无机分子。
其中，微生物的呼吸作用是生物降解污染物的核心过程。
呼吸过程中，微生物将有机化合物中的电子（能量）转移到氧化剂上，生成CO2、H2O等无机物。
二、生物降解剂1、生物膜法（Biofiltration）生物膜法是将有机气体通过生物膜床来处理。
在生物膜中，微生物在床内填充的压板或填料表面上形成生物层，过滤空气中的有机物质。
由于污染物在过滤器内停留较长时间，因此，生物膜法对于低浓度VOCs的处理效果更好。
想要达到更高的效果，需要控制过滤速率和湿度。
2、生物吸附法（Biosorption）生物吸附法是通过微生物的吸附能力物理去除VOCs。
微生物表面的细胞壁具有与有机物物质亲和力，吸附在细胞表面上。
在这个过程中，需要注意生物质的选择以及吸附剂量等参数的控制。
3、生物过滤法（Biofiltration）生物过滤法是将VOCs通过床层（通常是木屑和土壤）架设的过滤器中，微生物利用各种有机物对有机污染物进行生物降解。
和生物膜法类似，生物过滤法对低浓度VOCs的处理效果更好。
与此同时，需要注意控制床层的厚度以及通风的速率。
三、适用于不同VOCs的生物降解剂1、苯苯是一种具有致癌性的VOCs。
挥发性有机物VOCs监测方法与治理技术
灾和爆炸。
由此可见，VoCS对人体乃至整个生态系统危害巨大，VOCs监测分析与控制治理是现代环境保护工作重点之一。
1挥发性有机物概述11概念定义VOCS是一类有机化合物组合，不同组织对其有不同定义。
1989年世界卫生组织（WHO）将VoCS定义为熔点低于室温，常压下沸点范围在50℃〜260”（2之间，室温下饱和蒸汽压超过133.32Pa,常温下以蒸汽形式存在于空气中一类有机化合物总称；IS04618/1—1998中VOCs指原则上在常温常压下，任何能自发挥发的有机液体和/或固体；美国ASTMD3960—98中VOCs指任何能参加大气光化学反应的有机化合物；德国DIN55649—2000将VOCS定义为在常温常压下，任何能自发挥发的有机液体和/或固体，在通常压力条件下，沸点或初镭点低于或等于250。
C任何有机化合物；美国EPA将VOCS定义为除CO、CO2、H2C03、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铁外，任何参加大气光化学反应的碳化合物。
我国北京地方标准DB11/447—2007中将VOCs定义在20。
C 条件下蒸汽压大于或等于0.O1kPa,或者特定适用条件下具有相应挥发性的全部有机化合物的统称。
《挥发性有机物排污收费试点办法》定义VOCs指特定条件下具有挥发性的有机化合物的统称J,具有挥发性的有机化合物主要包括非甲烷总烧（烷烧、烯烧、块烧、芳香烧）、含氧有机化合物（醛、酮、醇、醒等）、卤代烧、含氮化合物、含硫化合物等。
12主要分类按化学结构不同，VOCS可分为五大类：非甲烷碳氢化合物（烷泾、烯泾、焕烧、芳香烧）、卤烧类、含氧有机化合物（醇、醛、酮、酚、醒、酸、酯等）、含氮有机化合物（胺类、氟类、揩类等）、含硫有机化合物（硫醇、硫酸）等。
1.3污染来源1.3.1大气污染来源大气中VOCS主要来源包括室外和室内，室外主要来自工业生产（石油化工、表面涂装、制药工业、包装印刷、电子产业等）H］、燃料燃烧和交通运输产生工业废气、汽车尾气、光化学污染等；室内主要来自燃煤和天然气等燃烧产物、吸烟、采暖和烹调等烟雾，建筑和装饰材料、家具、家用电器、清洁剂和人体本身排放等。
挥发性有机物(VOCs)治理技术大全
蓄热催化燃烧技术
蓄热催化燃烧技术（Regenerative Catalytic Oxidizers，RCO）
p 适用条件
– 温度范围400～600℃,更节能 安全，不产生NOX
– RTO>800℃，NOX二次污染物
p 热回收效率
– 蓄热催化燃烧一体化设备热 回收效率>90%
Ø 杀虫剂、除草剂
醛类，烯，烷烃，苯系物，含氯 有机化合物，有机卤化物等
皮肤、眼睛
Ø 刺激性 醛类最为突出；有机硫化 物，含氯有机化合物，含 氮有机化合物等
“三致”作用
Ø 致癌、致畸、致突变 苯系物最为突出，烯，含氯 有机化合物，含氮有机化合 物等
填充式洗涤塔
优点
技术成熟、可去除气态和 颗粒物、投资成本低、占 地空间小、传质效率高、
对酸性气体高效去除
缺点
有后续废水处理问题、 颗粒物浓度高、会导致 塔堵塞、维护费用高、
可能冒白烟
吸附技术
p 原理
利用吸附剂与污染物质(VOCs)进行物理结合 或化学反应并将污染成份去除
循環幫浦 鼓風機
活性污泥曝氣槽
生物洗涤塔
– 能耗低、费用低
p 优点 – 氧化完全
– 能耗低
p 缺点
– 能量利用率 – 光催化剂失活
– 可见光
燃烧法
ü 热力燃烧
ü 催化燃烧 燃烧法
ü 蓄热式热力焚烧 ü 蓄热式催化燃烧
挥发性有机物(VOCs)治理技术
叶代启
华南理工工大大学 环境与能源学院
主要内容
第10章 VOC污染控制
cm－混合气体的爆炸极限 ci －i组分的爆炸极限
a, b, m －各组分的百分含量
燃烧工艺
直接燃烧
适用于可燃有害组分浓度较高或热值较高的废气 设备：燃烧炉、窑、锅炉 温度1100oC左右，产物CO2，H2O和N2 火炬燃烧：产生大量有害气体、烟尘和热辐射， 应尽量避免
燃烧工艺
热力燃烧（Thermபைடு நூலகம்l Combustion)
第一节 定义与排放源
挥发性有机物（Volatile organic compounds， VOCs）是一类有机化合物统称，在常温下他们 的蒸发速率大，易挥发。 WHO：熔点低于室温而沸点在50~260℃之间的 挥发性有机化合物的总称。 EPA：除CO、CO2、碳酸、金属碳化物或碳酸盐 之外的，任何能参加大气光化学反应的含碳化合 物。
乙烷 乙醇 乙基丙稀酸酯 乙烯 甲酸乙酯 乙硫醇
VOCs燃烧原理及动力学
例10-5：试计算燃烧温度分别为538、649和760oC时，去 除废气中99.9%的苯所需的时间。 解：假设燃烧反应为一级，即n=l，对式（10-9）积分， 得 C = exp[ −k (t − t0 )] （10C0 10） 当 T=5380C 时 ， 由 表 10-8 ， 得 k=0.00011/s ， 代 入 式 （10-10），得
第七节 吸附法（Adsorption）
吸附剂选择性强，有效分离，去除低浓度物质 一、吸附工艺
吸附工艺
适于低浓度废气的净化 温度低，540～820oC 必要条件：温度、停留时间、湍流混合
废气
燃烧工艺
热力燃烧
燃烧工艺
催化燃烧（Catalytic Combustion）
燃烧工艺
催化燃烧装置
挥发性有机物(VOCs)控制技术及其基本原理
1 廢氣 2 低壓送風機 (200 mmAq) 3 調濕塔
4 生物濾床 (濾料厚 <1m)
0. 0m
5 排氣 6 排水 7 調濕水霧
吸收塔
生物洗涤塔
循環幫浦
鼓風機
生物濾床排氣處理系統 适用范围
以微生物可分解物质为主，污染物为微生物的食物来源， 可以生物处理的污染物包括：碳氢氧组成的各类有机物、简单有 机硫化物、有机氮化物、硫化氢及氨气等无机类等
/
新型技术
回收技术——（1）吸收技术
原理
由废气和洗涤液接触将VOCs从废气中移走，之后再用化学 药剂将VOCs中和、氧化或其它化学反应破坏。
填料塔 文丘里塔 旋流板塔 喷淋塔
适用范围
适用于高水溶性VOCs，不适用于低浓度气体。
由于存在二次污染和安全性差等缺点， 目前较少使用
优点
挥发性有机物氧化控制技术及其基本原理
VOCs氧化控制技术及其基本原理
主要内容
1 2 3 4
5
VOCs介绍 VOCs典型治理技术
典型氧化控制技术
一、VOCs介绍
挥发性有机化合物
Volatile Organic Compounds （VOCs）
烷烃、芳香烃类、烯烃类、 卤烃类、酯类、醛类、酮类
定义
《挥发性有机物（VOCs）污染防治技术政策》（征求意见稿）编制说明
《挥发性有机物（VOCs）污染防治技术政策》（征求意见稿）编制说明
挥发性有机物控制
1. 研究非贵金属氧化型催化剂，研究催化燃 烧法处理挥发性有机物的反应过程和机理； 2. 利用光催化技术，研究挥发性有机物在光 降解过程中催化作用机理，提高催化剂的 稳定性和抗中毒能力； 3. 利用环境友好催化技术，开发清洁生产的 绿色化学工艺，减少污染物排放。
挥发性有机物排放控制标准
挥发性有机物排放控制标准挥发性有机物（Volatile Organic Compounds，简称VOCs）是指在室温下具有一定蒸气压的有机化合物，包括烃类、醇类、醛类、酯类、酮类等多种有机化合物。
这些化合物具有易挥发、易扩散、有毒、易致癌等特点，在工业、交通、印刷、油漆、喷涂等多个领域存在大量排放。
随着环境保护意识的增强，控制和减少VOCs的排放已成为各国政府和企业关注的焦点。
本文将探讨VOCs排放控制的技术、政策以及相关标准。
一、VOCs排放控制技术1. 蒸汽回收技术蒸汽回收技术是通过在VOCs排放源头收集并加热VOCs蒸汽，使其变为液态返回到生产过程中，达到回收利用的目的。
这种技术适用于排放浓度较高的VOCs源，如工业园区、印刷、涂装、半导体等行业。
2. 活性碳吸附技术活性碳吸附技术是通过活性碳对VOCs进行吸附，将VOCs浓度减少到一定程度，达到控制排放的目的。
该技术适用于VOCs排放浓度较低的场合，如汽车尾气、油品加工等行业。
3. 冷凝技术冷凝技术是通过降低VOCs蒸汽的温度，使其凝结成液态从而得到回收利用。
该技术适用于排放浓度较高，蒸汽压较高的VOCs源。
4. 生物处理技术生物处理技术是通过微生物的代谢作用，将有机物分解成无害的水和二氧化碳，达到处理VOCs排放的目的。
该技术适用于处理低浓度的VOCs排放源，如餐厨垃圾、污水处理等。
二、VOCs排放控制政策1. 环保税法环保税法实施后，污染物排放将面临新的税收政策，其中涉及VOCs排放的化工、油品加工、印刷等企业将受到更大的税收压力，加速促进企业对VOCs排放的主动控制。
2. 环境标准我国针对VOCs排放已出台了一系列环境标准，如VOCs排放标准、汽车排放标准等。
VOCs排放标准规定了各行业的排放限值，企业必须在限制值内进行排放，不得违规排放。
汽车排放标准则规定了道路机动车辆的限值，促进了汽车生产企业的技术创新，推广新能源汽车。
3. 建立绿色供应链建立绿色供应链可以促进企业减少VOCs排放，降低环境风险，提高生产效率和市场竞争力。
挥发性有机物(VOCs)治理技术研究进展及探讨
挥发性有机物（VOCs）治理技术研究进展及探讨1. 引言1.1 背景介绍挥发性有机物（VOCs）是指在常温下易挥发蒸发的有机化合物，它们广泛存在于工业生产、汽车尾气、油漆涂料、印染工艺、化学品生产等过程中。
VOCs的排放不仅对环境造成污染，还对人类健康产生危害。
长期暴露于高浓度的VOCs环境中，会导致头痛、呼吸困难、肺功能损害甚至引发癌症。
随着社会经济的快速发展，VOCs排放量逐年增加，对环境和人类健康的影响日益严重。
研究VOCs治理技术成为迫切的需求。
通过技术手段有效降低VOCs的排放量，保护环境、维护人类健康，是当前环境领域科研人员和工程技术人员共同关注的研究方向。
本论文将就VOCs治理技术的研究进展及探讨展开深入分析，旨在全面了解VOCs污染问题，并探讨各种治理技术在实际应用中的优缺点，为今后在VOCs治理领域的研究提供参考和借鉴。
【以上内容为背景介绍部分，字数达到要求】1.2 研究意义挥发性有机物（VOCs）是一种对人类健康和环境造成危害的污染物，在大气中的存在对空气质量产生不利影响。
随着工业化和城市化的发展，VOCs的排放量不断增加，使得VOCs治理技术研究变得尤为重要。
研究VOCs治理技术的意义在于探索有效的方法来减少VOCs的排放和污染，保障人类健康和环境可持续发展。
通过研究VOCs治理技术，可以提高空气质量，减少有毒有害物质对人体的危害，保护生态环境。
VOCs治理技术的研究也有助于推动清洁生产和可持续发展，促进工业结构调整和提升企业竞争力。
深入探讨VOCs治理技术的研究意义重大且具有实践价值，将有助于推动相关技术的创新和应用，为解决环境问题提供有效的技术支持。
【研究意义结束】1.3 研究目的目前，挥发性有机物（VOCs）污染问题已经成为环境保护领域的热点之一。
随着工业化进程的加快和人们生活水平的提高，VOCs排放量不断增加，对大气环境和人类健康造成严重威胁。
研究和开发有效的VOCs治理技术具有重要的现实意义。
《大气污染物控制工程》 挥发性有机物污染控制 (2)
i组分的物料平衡：F ·z i= (1 －f ) F·y i+ f ·F·x i
气液平衡关系yi= mi ·x i代入上式得：
xi
zi
(1 f )m i
f
zi
mi (1 mi) f
由
n
yi
zi
(1 f )
n
f
/ mi
zi mi mi (1 f )
f
xi yi 1 和上式可得f、xi、yi。
mi
po i il
P
中压下，气相为真实气体，当物系分子结构相近时，液相可视为理想溶液
i 1 ，������il, ������iv 取为
1
所以:
mi
fo il
fivo
一、冷凝原理与工艺
冷凝工艺
净化气体
VOCs气体
冷凝器
冷凝的有机物
冷却剂
制冷设备
工艺特点：
适于废气体积分数10-2以上的有机蒸气，回收效率：80%～95%； 常作为其他方法的前处理。
368
1.4
9.5
45.5
308
甲醛
7
73
87.5
913
3.7
10.2
114
314
乙醛
4
57
73.3
1045
6.2
15.9
256
656
氯乙烯
4
22
104
573
9.7
12.8
392
517
丙烯腈
3
17
66.2
375
1.1
6.4
农药制造过程中的挥发性有机物控制与防护
农药制造过程中的挥发性有机物控制与防护农药制造行业是现代农业的重要组成部分，在保障粮食安全和农业发展方面发挥着重要作用。
然而，在农药生产过程中，会产生大量的挥发性有机物(VOCs)，这些物质对环境和人体健康造成潜在威胁。
因此，农药制造过程中的挥发性有机物控制与防护成为了行业面临的重要问题。
1. 挥发性有机物的来源与危害挥发性有机物(VOCs)是指在常温下具有挥发性的有机化合物，它们在农药制造过程中主要来源于溶剂使用、化学反应和产品调配等环节。
VOCs具有较强的挥发性和迁移性，可通过呼吸道、皮肤等途径进入人体，长期暴露可能导致对人体健康产生慢性危害，如神经系统损害、肝脏损伤、呼吸道疾病等。
同时，VOCs对环境也有较大影响，可导致大气污染、臭氧层破坏、水体污染等问题。
2. 挥发性有机物的控制技术为了降低农药制造过程中挥发性有机物的排放，可以采用以下控制技术：2.1 替代技术替代技术是指采用环境友好的物质替代传统挥发性有机物溶剂，如水性溶剂、无挥发性有机物溶剂等。
这有助于降低农药制造过程中的VOCs排放。
2.2 封闭和回收技术封闭技术是指采用封闭式设备或容器，防止挥发性有机物泄露到环境中。
回收技术是指采用吸附、冷凝、膜分离等方法，将挥发性有机物从排放气体中分离出来，并进行回收利用。
2.3 优化工艺流程优化农药制造工艺流程，减少挥发性有机物的使用量和排放量。
例如，改进合成反应条件，提高原材料转化率，降低副产物生成；采用精细化工技术，实现原料的高效利用等。
3. 挥发性有机物的防护措施为保证农药制造过程中挥发性有机物的控制效果，还需采取相应的防护措施：3.1 加强设备密闭性能确保生产设备和管道的密闭性能，减少挥发性有机物的泄露。
定期对设备进行检漏和维护，提高设备密闭性能。
3.2 提高员工安全防护意识加强员工安全培训，提高员工对挥发性有机物的认识和防护意识。
配备适当的个人防护装备，如防毒面具、防护手套等。
3.3 监测与预警建立挥发性有机物监测体系，实时监测生产过程中VOCs的排放情况。
大气环境中挥发性有机物污染物的检测与控制
大气环境中挥发性有机物污染物的检测与控制一、引言随着全球工业化进程的加速和人口的持续增长，大气环境面临着愈加严峻的挑战。
挥发性有机物（VOCs）是目前大气环境内污染最为严重的一种污染物质，同时也是自然界、人类活动和人类生活中产生的大量有机物质的主要来源之一。
VOCs的存在对大气环境、公共健康和生态系统都存在巨大的潜在威胁，因此，如何对大气环境中的VOCs污染物进行检测和控制，尤其是对其进行精确、快速、灵敏的检测和控制，成为了目前大气环境科学领域的研究热点之一。
本文将从VOCs污染物的定义和来源、VOCs污染物的检测技术和方法、VOCs污染物的控制技术和方法等方面，来探讨大气环境中VOCs污染物的检测与控制。
二、VOCs污染物的定义和来源VOCs是指在常温下，具有较高蒸汽压和较低沸点的含碳化合物，属于一类易挥发的有机物质，包括了以甲烷、丙烷、丁烷等为代表的烷烃、苯、华马素、甲苯、二甲苯等芳香烃和醇、醛、酮等化学品。
VOCs污染主要来自于工业生产、交通运输和室内环境等多个方面，目前被认为是造成大气环境污染的主要因素之一。
三、VOCs污染物的检测技术和方法自20世纪50年代以来，伴随着现代分析化学的快速发展，VOCs污染物的检测技术和方法也得到了巨大的提高，目前已经出现了许多种基于化学物理或生物学原理的快速、准确、灵敏、经济实用的检测技术和方法。
1.气相色谱法（GC）气相色谱法是目前常用的VOCs污染物检测方法之一。
该方法是利用高分辨、高灵敏的气相色谱仪检测空气中有机化合物的浓度。
GC法的优点在于高分辨、高灵敏、具有广泛的适用性和可靠性，但是也存在着仪器昂贵、操作技术要求高等缺点。
2.质谱法（MS）质谱法是气相色谱法的补充手段，两者通常联合使用。
质谱法是利用质子或原子团的分裂模式进行分析，是一种高分辨、高灵敏的在线检测方法。
目前质谱法的检测技术也得到了很大的改进，如LC（液相色谱）-MS（质谱）联用、GC- MS联用等。
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销毁技术——（1）热力焚烧法
原理
燃烧氧化VOCs，转化为CO2排放。
适用范围
适用于低浓度VOCs ✓ 可以回收热量； ✓ 含硫、卤素有机物等可以引起催化剂中
毒物质适用于热力燃烧法
蓄热热力燃烧（RTO）工艺
高热容 量陶瓷 蓄热体
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销毁技术——（2）催化燃烧法
原理
催化蓄热体降低了活化的温度， 燃烧 氧化VOCs，转化为CO2排放。
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回收技术——（2）冷凝技术
原理
冷凝将废气降温至VOCs成份之露点以下，使之凝结 为液态后加以回收之方法。
适用范围
多用于高浓度、单一组分有回收价值的VOCs 的处理。
处理成本较高，故通常VOCs浓度≥ 5000 ppm ，方才适用冷凝处理， 其效率介于50 ～ 85 %之间；浓度≥ 1 %以上时，则回收效率可达90 % 以上
优点 – 能耗低、费用低
– 氧化完全
– 处理效果好
活性污泥曝氣槽
– 能量利用率低
缺点 – 速率慢
– 光催化剂失活 – 占地多，运行不易.
销毁技术——（4）光催化降解法
原理
光催化剂纳米粒子（如TiO2）在一定波长的光 线照射下受激生产电子空穴对，空穴分解催化剂 表面吸附的水产生氢氧自由基，电子使其周围的 氧还原成活性离子氧，从而具备极强的氧化还原 能力，将光催化剂表面的各种污染物摧毁
4
1
6
2
3
1 廢氣 2 低壓送風機
(200 m m A q) 3 調濕塔
4 生 物 濾 床 (濾 料 厚 <1m ) 5 排氣 6 排水
7 調濕水霧
适用范生 物围濾 床 排 氣 處 理 系 統
進進 氣氣
1 .0 m
0 .8 5
m
0 .0 m
吸收塔
生物洗涤塔
循環幫浦 鼓風機
以微生物可分解物质为主，污染物为微生物的食物来源， 可以生物处理的污染物包括：碳氢氧组成的各类有机物、简 单有机硫化物、有机氮化物、硫化氢及氨气等无机类等
1、了解VOCs现状； 2、了解熟悉VOCs的氧化控制技术和基本原理
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二、VOCs典型治理技术
❖回收技术 ❖销毁技术
❖组合技术
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二、VOCs典型治理技术
回收技术
销毁技术
法物 理 方
1.吸收法 2.冷凝法 3.吸附法 4.膜分离法
方化 法学
生 化
/
1.热力焚烧法 2.催化燃烧法 3.生物降解法 4.光催化降解法 5.等离子体技术
传统技术 新型技术
组合技术
吸附浓缩-催化燃烧技术
沸石转轮吸附浓缩-催化燃烧技术
滤筒除尘+蓄热催化燃烧
吸附+高.吸.级.附.氧.+.化高级氧化
.
回收技术——（1）吸收技术
原理
由废气和洗涤液接触将VOCs从废气中移走，之后再用化学 药剂将VOCs中和、氧化或其它化学反应破坏。
❖ 填料塔 ❖ 文丘里塔 ❖ 旋流板塔 ❖ 喷淋塔
适用范围
适用于高水溶性VOCs，不适用于低浓度气体。
✓ ✓
技术成熟 可去除气态和颗粒物
优点
由于存在二次污染和安全性差等缺点，
✓ 投资成本低 ✓ 占地空间小
目前较少使用
✓ 传质效率高 ✓ 对酸性气体高效去除
缺点
✓ 有后续填废充水式处洗理涤问塔题 ✓ 颗粒物浓度高，会导
致塔堵塞 ✓ 维护费用高 ✓ 可能冒白烟
挥发性有机物氧化控制技术及其基本原理
.
VOCs氧化控制技术及其基本原理
主要内容
1
VOCs介绍
2
VOCs典型治理技术
3
典型氧化控制技术
4
5
.
一、VOCs介绍
❖ 挥发性有机化合物
Volatile Organic Compounds （VOCs）
定义
常温下饱和蒸气压大于70Pa 常压下沸点在 50~260℃以内 极容易挥发的有机化合物
➢ 缺点：不适用于高浓度、高温的有机废气，
且吸附材料需定期更换
.
回收技术——（4）膜分离技术
原理
用人工合成的膜分离VOCs物质。
硅橡胶膜
多孔玻璃 态高分子 材料
分子筛膜
适用范围
适用于高浓度VOCs，回收效率高于97%
优点 ✓回收组分
✓高效
缺点
✓成本较高 ✓膜污染
✓可集成其余技术
✓膜的稳定性差 ✓通量小
➢低热膨胀系数 ➢表面积大 ➢热稳定性好 ➢耐腐蚀
催化燃烧技术已成为VOCs控制的主流技术
蜂窝状 的陶瓷 蓄热体
蓄热催化燃烧（RCO）工艺 .
销毁技术——（3）生物降解法
原理
利用微生物对废气中的污染物进行消化代谢，将污染物转化为无 害的水、二氧化碳及其它无机盐类
5
7
生物滤床法
排排氣 氣
5 .0 m
VOCs
烷烃、芳香烃类、烯烃类、 卤烃类、酯类、醛类、酮类 和其它化合物等8类
分类
自然源：
植被排放、森林火灾、野生 动物排放和湿地厌氧过程等
来源
人为源：
移动源和固定源 固定源：生活源和工业源
郝吉明,马广大.大气污染控制工程北京: 高等教育出版社,.2004.
❖危害
❖ 环境
一、VOCs介绍
❖ 人体
适用范围
✓ 较低浓度VOCs（一般在 500~3000mg/m3 之间）
✓ 温度范围400～600℃,更节能安全，不产生
NOX ✓ RTO>800℃，NOX二次污染物 ✓ 蓄热催化燃烧一体化设备热回收效率
>90%
优点：
-能效比高； -节省空间； -节约材料用量； -简化系统控制；
-减少NOX生成
蓄热体要求
1990-2010年VOCs排放量
.
研究目的与意义
❖VOCs 是大气污染物的主要组成之一，在光照作用下发生 光化学反应，导致光化学烟雾，同时影响人体健康。
❖工业源 VOCs 排放是大气挥发性有机化合物污染的重要来 源。
❖《挥发性有机物（VOCs）污染防治技术政策》（201305-24实施）为控制VOCs制定了27条总则。
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总量
我国VOCs现状
江苏 51.3万t
山东 79.6万t
浙江 52.7万t
单位面积
天津 上海
广东
❖东部地区＞ 中部地区＞ 西部地区 王铁宇等，我国VOCs的排放特征及控制对策研究. 环境科学.,2013.
我国VOCs现状
❖ 工业生产中：石油炼制和石油化工业是最大的工业排放源
工业排放巨大!
陈颖. 我国工业源VOCs行业排放特征及未来趋势研究 [D]. 华南理工大学 2011
冷凝法也经常搭配其它 控制技术，例如:焚化、 吸附、洗涤等作为前处 理步骤
.
回收技术——（3）吸附技术
原理
利用吸附剂与污染物质(VOCs)进行物理结合或化学反应并将污染成份去除
典型工艺
废气
吸附塔
干净气体
冷凝器
活性碳床
风机
适用范围
活性碳床
低压蒸汽 废水
VOC回收
适用于：中低浓度的VOCs的净化
➢ 优点：去除效率高，易于自动化控制