一,国内外研究现状和发展趋势

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一,国内外研究现状和发展趋势

一、国内外研究现状和发展趋势有机废气种类繁多，来源广泛，治理难度大，一次性投资和操作费用高，基本上无回收利用价值。

成分复杂的有机废气则更加难以净化、分离和回收。

挥发性有机化合物(VOCs)作为有机化合物主要分支，是指在常温下饱和蒸气压大于 70Pa、常压下沸点在260℃以内的有机化合物。

从环境监测角度来讲，指以氢焰离子检测器测出的非甲烷烃类检出物的总称，包括烃类、氧烃类、含卤烃类、氮烃及硫烃类化合物。 VOCs 种类繁多，分布面广，根据部分国外主要环境优先污染物名录，VOCs 占 80％以上。

日本 1974－l985 年环境普查表明，在检出的化学毒物中，卤代烃类最多共 52 种，一般烃类次之共 43 种，含氮有机物（主要是硝基苯和苯胺类化合物）共 40 种，以上三类占总检出毒物的 70％。 VOCs污染严重，与 NOx、C n H m 在阳光作用下发生光化学反应，吸收地表红外辐射引起温室效应；破坏臭氧层形成臭氧空洞，引起人体致癌和动植物中毒。

随着 VOCs 污染范围的不断扩大和人们对其危害的逐步认识，1979 年联合国欧洲经济委员会在日内瓦召开跨国大气污染会议，重点讨论了 VOCs 控制问题，1991 年 11 月通过了《VOCs 跨国大气污染议定书》，要求签字国以 1988 年 VOCs排放量为基准，到 1999 年每年削减 30％；1990 年，美国修订了清洁空气法（CAA），要求到 2019

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年将 VOCs 的排放量减少 70％。

为此，开发 VOCs 替代产品，寻找 VOCs控制最优技术已成为解决 VOCs 污染的必由之路。

随着世界各国对 VOC 污染的日益重视和环保法规不断严格 VOC 的排放标准，其治理技术亦在逐渐改进和完善。

（一）有机废气治理技术早在 1925 年欧洲就开发出固定床活性碳吸附装置，1958 年日本也开始使用该项技术。

这是一种非常经典、成熟的方法，可用于治理任何浓度的常温有机废气，但处理低浓度、大风量有机废气时，设备庞大，不经济。

对于排气温度较高的高浓度有机废气的治理，首先由美国于 1950 年开发成功以天然气为燃料的直接燃烧技术。

1965 年日本与美国合作，将该项技术引入日本。

该法需将有机废气加热到760℃，方可将有机溶剂氧化分解为无害的 CO 2 和 H 2 O，其缺点是燃料费高，故在欧美等天然气便宜的地区应用广泛。

后来人们开发出催化燃烧技术，由于催化剂的作用可在300350℃的低温下将有机溶剂氧化分解，因此大大降低了燃料费并且产生的NOx 量非常少。

其缺点是需对废气中易引起催化剂中毒的物质和粉尘进行前处理，另外，在催化燃烧装置中使用的热交换器换热效率较低，约在50％。

为了提高热效率，降低运行成本，美国于 1975 年开发出换热效

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 率在90％以上的蓄热式燃烧装置。

由于其运行费用的降低，因此，可用于治理中等浓度有机废气。

随后欧洲也开展了该项技术的开发。

日本针对美国蓄热燃烧方式又开发出催化燃烧装置的改良型蓄热催化氧化方法，并于 1977 年由日铁化工机首先售出产品。

该产品可较经济地对高、中浓度的、温度较高的有机废气进行治理。

总体而言，按照处理的方法，有机废气处理的方法主要有两类：一类是回收法，另一类是消除法。

回收法主要有炭吸附、变压吸附、冷凝法及膜分离技术，回收法是通过物理方法，用温度、压力、选择性吸附剂和选择性渗透膜等方法来分离 VOC 的。

消除法有热氧化、催化燃烧、生物氧化及集成技术；消除法主要是通过化学或生化反应，用热、催化剂和微生物将有机物转变成为 CO 2 和水。

1、回收技术（1）炭吸附法炭吸附是目前最广泛使用的回收技术，其原理是利用吸附剂（粒状活性炭和活性炭纤维）的多孔结构，将废气中的 VOC 捕获。

将含 VOC 的有机废气通过活性炭床，其中的 VOC 被吸附剂吸附，废气得到净化，而排入大气。

当炭吸附达到饱和后，对饱和的炭床进行脱附再生；通入水蒸汽

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加热炭层，VOC 被吹脱放出，并与水蒸汽形成蒸汽混合物，一起离开炭吸附床，用冷凝器冷却蒸汽混合物，使蒸汽冷凝为液体。

若 VOC 为水溶性的，则用精馏将液体混合物提纯；若为水不溶性，则用沉析器直接回收 VOC。

因涂料中所用的三苯与水互不相溶，故可以直接回收。

炭吸附技术主要用于废气中组分比较简单、有机物回收利用价值较高的情况，其废气处理设备的尺寸和费用正比于气体中 VOC 的数量，却相对独立于废气流量；因此，炭吸附床更倾向于稀的大气量物流，一般用于 VOC 浓度小于 5000PPM的情况。

适于喷漆、印刷和粘合剂等温度不高，湿度不大，排气量较大的场合，尤其对含卤化物的净化回收更为有效。

（2）冷凝法冷凝法是最简单的回收技术，将废气冷却使其温度低于有机物的露点温度，使有机物冷凝变成液滴，从废气中分离出来，直接回收。

但这种情况下，离开冷凝器的排放气中仍含有相当高浓度的 VOC，不能满足环境排放标准。

要获得高的回收率，系统需要很高的压力和很低的温度，设备费用显著地增加。

冷凝法主要用于高沸点和高浓度的 VOC 回收，适用的浓度范围为＞5％(体积)。

（3）膜分离技术膜分离系统是一种高效的新型分离技术，其流程简单、回收率高、能耗低、无二次污染。