VOCs治理技术有哪些.docx
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VOCs治理技术有哪些
VOCs治理技术有哪些?
什么是VOCs?
VOCs(volatileorganiccompounds)即挥发性有机物,是一类化学质的统称,在常温压下通具有高蒸汽。
我国现标准中VOCs是指20℃条件下蒸汽压大于等于0.01kPa,或在特定适用条件下具有挥发性的全数机化,或在特定适用条件下具有挥发性的全数机化合物的统称。
VOCs组成复杂,主要包括烷烃、烯烃、芳香烃、卤代烃、含氧烃、氮烃、硫烃、低沸点多环芳烃等。
其中常见的VOCs种类有甲苯(TolueneToluene)、二甲苯(Xylene)、对-二氯苯(Para-dichlorobenzene)、乙苯(Ethylbenzene)、苯乙烯(Styrene)、甲醛(Formaldehyde)、乙醛(Acetaldehyde)等。
VOCs来源
VOCs的排放来源分为自然源和人为源。
全世界尺度上,VOCs排放以自然源为主;但对于重点区域和城市来讲,人为源排放量远高于自然源,是自然源的6-18倍。
在城市里,VOCs的自然源主如果绿色植被,大体属于不可控源;而其人为源主要包括不完全燃烧行为、溶剂利用、工业进程、油品挥发和生物作用等。
人为源主要包括不完全燃烧行、溶剂利用工业进程油品挥发和生物作等。
人为源主要包括不完全燃烧行、溶剂利用工业进程油品挥发和生物作等。
人为源主要包括不完全燃烧行、溶剂利用工业进程油品挥发和生物作等。
目前我国VOCs排放主要来自固定源燃烧、道路交通溶剂产品利用和工业进程。
主要来自固定源燃烧、道路交通溶剂产品利用和工业进程。
主要来自固定源燃烧、道路交通溶剂产品利用和工业进程。
在众多人为源中,工业源是主要的VOCs污染来源,具有排放集中、排放强度大、浓度高、组分复杂的特点。
VOCs危害
VOCs对人体的危害主要有两个方面:
其一为其有害成份直接影响人体健康,其二VOCs会形成PM2.5前体物,从而间接影响人体健康。
VOCs防治技术
按照大气中VOCs产生的原理和VOCs的理化性质,其控制技术可以分为两大类,进程控制和结尾控制。
进程控制是针对VOCs的生产进程,从VOCs的原理上减少VOCs的产生,一般通过工艺提升、技术改造和泄漏控制来实现。
结尾控制则是针对VOCs的化学特性,着力于VOCs废气的治理,利用燃烧、分解等方式来控制VOCs的排放。
图2 VOCs控制技术路径分类
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映并将污染成份去除
典型工艺:
适用于:
中低浓度的VOCs的净化
长处:
去除效率高,易于自动化控制
缺点:
不适用于高浓度、高温的有机废气,且吸附材料需按期改换
吸收技术
原理:
由废气和洗涤液接触将VOCs从废气中移走,以后再用化学药剂将VOCs中和、氧化或其它化学反映破坏。
适用于:
高水溶性VOCs,不适用于低浓度气体。
长处:
技术成熟、可去除气态和颗粒物、投资本钱低、占地空间小、传质效率高、对酸性气体高效去除。
缺点:
有后续废水处置问题、颗粒物浓度高、会致使塔堵塞、保护费用高、可能冒白烟。
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式。
适用范围:
多用于高浓度、单一组分有回收价值的VOCs的处置。
处置本钱较高,故通常VOCs浓度≥5000ppm,方才适用冷凝处置,其效率介于50~85%之间;浓度≥1%以上时,则回生效率可达90%以上。
冷凝法也常常搭配其它控制技术,例如:
焚化、吸附、洗涤等作为前处置步骤。
膜分离技术
原理:
用人工合成的膜分离VOCs物质。
适用范围:
高浓度VOCs,回生效率高于97%
长处:
可回收组分;高效;可集成其余技术
缺点:
本钱较高;会造成膜污染;膜的稳定性差;通量小
生物降解技术
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。
生物滤床
生物洗涤塔
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,可以生物处置的污染物包括:
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
长处:
能耗低、费用低;氧化完全;能耗低
缺点:
能量利用率;光催化剂失活;可见光
等离子体技术
原理:
等离子体场富集大量活性物种,如离子、电子、激发态的原子、分子及自由基等;活性物种将污染物分子离解小分子物质
适用范围:
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;处置效率高,能耗低;净化并清新空气
光催化技术
原理:
光催化剂纳米粒子在必然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,从而具有极强的氧化还原能力,将光催化剂表面的各类污染物摧毁
长处:
条件温和,常温常压;设备简单、保护方便;减少乃至无二次污染
缺点:
占地面积大;气候影响大;工况转变影响大
组合技术
沸石转轮+热力焚烧技术
沸石转轮+蓄热式燃烧
冷凝+吸附技术
吸附+蓄热催化燃烧技术
滤筒除尘+蓄热催化燃烧
吸附+高级氧化
技术选择
各类VOCs治理技术适用范围比较
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