VOC治理工艺废气处理技术

　　目前，VOC治理工艺废气处理技术主要有热破坏法、变压吸附分离净化技术、吸附法和氧化处理法。

一、热损伤法
　　热破坏法是指直接和辅助燃烧有机气体，即VOC，或者使用合适的催化剂加速VOC的化学反应，最终降低有机物浓度，使其不再有害的一种处理方法。
　　热损伤法对低浓度有机废气的处理有很好的效果，因此在低浓度废气的处理中得到了广泛的应用。这种方法主要分为两种，即直接火焰燃烧和催化燃烧。直接火焰燃烧对有机废气的热处理效率较高，一般可达99%。催化燃烧是指在催化床的作用下，加快有机废气的化学反应速度。该方法比直接燃烧耗时少，是一种净化高浓度低流量有机废气的技术。
二、吸附法
　　有机废气中的吸附法主要适用于低浓度、高通量的有机废气。目前这类有机废气的处理方法已经相当成熟，能耗低，但处理效率很高，可以净化有害的有机废气。实践证明，这种处理方法值得推广应用。
　　但是，这种方法也存在设备体积庞大、工艺流程复杂等缺点。如果废气中有大量杂质，很容易导致工人中毒。因此，用这种方法处理废气的关键在于吸附剂。目前，活性炭被广泛应用于吸附法处理有机废气，主要是因为其具有精细的孔结构和较强的吸附性。此外，经过氧化铁或臭氧处理后，活性炭的吸附性能会更好，对有机废气的处理也更安全有效。
三、生物处理法
　　从处理的基本原理来看，有机废气的生物处理是利用微生物的生理过程将有机废气中的有害物质转化为简单无机物，如CO2、H2O等简单无机物。这是一种无害的处理有机废气的方法。
　　一般来说，有机废气的生物处理的完整过程包括三个基本步骤:
　　1)有机废气中的有机污染物首先与水接触，并能迅速溶于水；
　　2)溶解在液膜中的有机物在低液体浓度条件下能逐渐扩散到生物膜中，然后被附着在生物膜上的微生物吸收；
　　3)微生物吸收的有机废气在其自身的生理代谢过程中会被降解，最终转化为对环境无害的化合物。
四、变压吸附分离纯化技术
　　变压吸附分离提纯技术利用气体组分可以吸附在固体材料上的特性。在有机废气和分离净化装置中，气体的压力会发生一定程度的变化，通过这种压力变化可以处理有机废气。
　　PSA技术主要采用物理方法净化有机废气，使用的主要材料是沸石分子筛。沸石分子筛在吸附选择性和吸附容量方面具有一定的优势。在一定的温度和压力下，这种沸石分子筛可以吸附有机废气中的有机成分，然后将剩余的气体输送到下一个环节。有机废气被吸附后，通过一定的过程进行转化，以保持和提高吸附剂的再生能力，然后吸附剂可以再次投入使用，然后重复前面的过程，直到有机废气被净化。
　　近年来，该技术已应用于工业生产中，对气体分离效果良好。该技术的主要优点是:能耗少，成本低，工艺操作自动化，分离提纯后混合物纯度高，环境污染小。该技术的使用对有价气体的回收和处理效果良好，具有广阔的市场发展前景，将成为未来有机废气处理技术的发展方向。
五、氧化法
　　热氧化是一种适用于有毒有害且不需要回收的VOC的处理技术和方法。氧化法的基本原理:VOC与O2反应生成CO2和H2O。
　　可以看出，氧化反应类似于化学燃烧过程，但由于其VOC浓度较低，在化学反应中不会产生可见火焰。一般来说，氧化法可以通过两种方法保证氧化反应的顺利进行:
　　1)加热。使含有VOC的有机废气达到反应温度；
　　2)使用催化剂。如果温度低，氧化反应可以在催化剂表面进行。因此，氧化法处理有机废气分为以下两种方法:
　　3)催化氧化。目前用于催化氧化的催化剂有两种，即贵金属催化剂和非贵金属催化剂。贵金属催化剂主要有铂、钯等。以微粒的形式附着在催化剂载体上，催化剂载体通常是金属或陶瓷蜂窝体，或散装填料；非贵金属催化剂主要是由过渡元素金属氧化物，如MnO2，与粘结剂按一定比例混合，然后制成催化剂。为了有效防止催化剂中毒后失去催化活性，在处理前必须除去能使催化剂中毒的物质，如铅、锌、汞等。如果不能去除有机废气中的催化剂毒物和掩蔽物质，则不应采用这种催化氧化法处理VOC。
　　4)热氧化，目前热氧化方法有三种:热燃烧法、隔断法和蓄热法。三种方法的主要区别在于热量回收的方式。这三种方法可以通过催化结合，降低化学反应的反应温度。
　　热燃烧热氧化器一般指气体焚烧炉。这种气体焚烧炉由助燃剂、混合区和燃烧室组成。其中助燃剂，如天然气、石油等，都是辅助燃料。在燃烧过程中，焚烧炉内产生的热混合区对VOC废气进行预热，可以为有机废气的处理提供足够的空间和时间，最终实现有机废气的无害化处理。
　　在供氧充足的条件下，氧化反应的反应程度——VOC去除率——主要取决于“三T条件”:反应温度、时间和湍流。这“三T条件”是相互联系的，在一定范围内，一个条件的提高可以降低另外两个条件。热燃烧热氧化器的缺点是辅助燃料高，导致装置运行成本较高。
　　分区热氧化器是指在热氧化器中增加一个分区换热器，然后将燃烧室排出的气体的热量传递给氧化器入口处温度较低的气体。预热后可以促进氧化反应。目前，隔板换热器的热回收率可达85%，大大降低了辅助燃料的消耗。一般来说，有三种类型的隔墙换热器:管，壳和板。因为热氧化温度必须控制在800℃~1000℃范围内，所以隔板换热器必须用不锈钢或合金材料制成。所以隔板换热器的成本相当高，这也是它的缺点。此外，材料的热应力也难以消除，这是隔板换热的另一个缺点。
六、液体吸收法
　　液体吸收法是指将吸收剂与有机废气接触，将有机废气中的有害分子转移到吸收剂中，从而分离有机废气。这种处理方法是典型的物理化学过程。有机废气输送到吸收剂后，通过分析方法除去吸收剂中的有害分子，然后回收，实现吸收剂的重复利用。
　　从作用原理来看，这种方法可分为化学法和物理法。物理法是指利用物质间互溶的原理，以水为吸收剂，去除有机废气中的有害分子。但对于不溶于水的废气，如苯，只能用化学方法去除，也可以通过有机废气与溶剂的化学反应去除。
七、冷凝回收方法
　　在不同的温度下，有机物的饱和度是不同的，冷凝回收法就是利用了有机物的这一特性来发挥作用的。通过降低或增加系统压力，蒸汽环境中的有机物通过冷凝被提取。经过冷凝和萃取，有机废气可以得到高度净化。它的缺点是操作起来比较困难，而且不容易使用常温的冷却水，所以需要对冷凝水进行冷却，所以需要的费用比较多。这种处理方法主要适用于高浓度低温有机废气的处理。