挥发性有机废气治理技术进展分析

挥发性有机废气治理技术进展分析

范维利

广州市新之地环保产业股份有限公司 广东 广州 510145

摘要：近年来，我国国民经济不断发展，工业建设对我国的经济发展具有非常大的作用，但是工业发展的同时，排放的工业废气也越来越多，严重影响了生态环境。本文介绍了挥发性有机废气治理技术的研究进展，不同的治理技术有不同的特点，针对多组分工况的废气，通常需要采用多技术组合的治理方式。

关键词：挥发性有机废气；VOCs；治理技术；

引言

我国城市化发展速度较快，进入新时代后，随着新一轮工业化改革与城市更新工作的同步进行，整体上减少了有机废气排放量。但局部地区在工业化城市过程中传统工业占比高，挥发性有机废气来源广泛、具有跨时空传播性，挥发性有机废气治理工作仍面临十分严峻的挑战。国家对于环境保护的要求日益严格，而挥发性有机废气是造成我国大气污染的重要来源。因此，必须加强对工业挥发性有机气体的治理，故本文整理了常用挥发性有机气体的治理方法及研究方向。

1挥发性有机废气概述

1.1挥发性有机废气定义

当前阶段，我国对于挥发性有机物的定义为：在常温饱和蒸气压大于70Pa；常压下沸点小于260℃的有机化合物；在20℃常温下，蒸气压高于10Pa条件下可以实现挥发的全部有机化合物，主要是以蒸气形式存在的各种烃类、卤代烃等。通常有机挥发性废气具有以下几点特征：1）相对分子质量小，多产生于有机物质的生产以及反应过程中，较易于在自然环境下发生气化反应，并融于大气环境之中。2）具有很强的活性，化学性质也较为活泼，以气体的形态存在于大气之中，并能够在紫外线的照射下呈现出固液并存的状态。

1.2挥发性有机废气的来源

1）工业生产。当前阶段，工业化生产是挥发性有机废气的主要来源，诸如石油化工、煤炭加工生产、印刷以及制药等行业在生产过程中往往会使用到具有挥发性的有机化合原料，生产加工过程中所排出的多为挥发性有机废气。

2）交通运输。随着我国社会经济的持续发展，我国汽车保有量也在不断增加，大量的汽车在方便人们生活和生产的同时，也向大气环境中排放了大量的挥发性有机废气，致使PM2.5超标，大气中挥发性有机废气含量不断上涨。

2挥发性有机气体的危害

2.1对人体健康的危害

大部分的挥发性有机气体都属于混合类气体，气体成分相当复杂，虽然这些气体在大气环境中的占比不高，但当其中的一些成分与空气混合，共同存在于大气环境中时，就会对人体造成极大危害。且挥发性有机废气中的很多成分都能与二氧化氮产生反应生成臭氧，使人体细胞的代谢活动受到影响，对人体呼吸系统造成伤害。

2.2社会危害

1）对企业的信誉和形象产生影响。如果企业的废气排放不合规或排放过多，可能会引起公众对企业的不满和抗议，这种负面影响会对企业的品牌形象和信誉产生很大的影响。2）对企业的经济效益产生影响。公众对企业的不满和抗议可能导致消费者对企业的产品和服务产生怀疑和不信任，这将对企业的销售和市场份额产生负面影响，从而降低企业的经济效益。3）对企业的可持续发展产生影响。在现代社会，企业不仅要追求经济效益，还要承担社会责任，如环境保护、资源节约等。

3挥发性有机废气治理技术进展分析

3.1挥发性有机废气治理技术

目前的挥发性有机废气技术主要是回收技术和销毁技术，其中回收技术包括冷凝法、吸收法、吸附法、膜分离法等，销毁技术主要有燃烧法、生物法、光催化等。

冷凝法是由于废气中各物质在不同温度下具有不同饱和蒸汽压，因此可以降低废气温度或提高压力将VOCs冷凝下来，从混合的气体中脱离出来[1]。冷凝技术目前的发展主要是在多级冷凝和深度冷凝的稳定运行和节能设计。吸收法主要是使用喷淋塔中的吸收液来吸收废气中的VOCs。目前的研究方向是吸收剂的研发，以及与高级氧化等其他工艺的协同治理。吸附法是通过活性炭、沸石、树脂等吸附剂对废气中VOCs进行物理吸附的方法。该方法的发展方向主要在于常规吸附材料的性能提升，和新型材料的制备，以及回收工艺等的优化。

高温焚烧法（TO/RTO）是将VOCs加热到760℃以上，使其氧化分解成二氧化碳和水的方法[2]。目前的研究方向陶瓷蓄热体的研发，以及高效节能结构优化设计等。催化燃烧法（CO/RCO）是在催化剂的作用下，使VOCs氧化分解的方法。催化燃烧法的发展方向主要为广谱催化剂的研发，以及高效节能结构优化设计等。生物法是附着在填料上的微生物，在适宜条件下利用废气中的有机成分作为自身的能源进行生命活动，将有机物分解成CO2、H2O[3]。该技术的研究重点是生物菌剂的驯化培养、填料选择和设备结构优化设计等方向。在当前的生态环境治理要求下，治理VOCs必须兼顾减污降碳的要求，溶剂回收这类资源可再利用的技术越来越受人们重视。

工业产业生产过程中排放的VOCs通常由多种组分构成，根据生产工艺及原材料不同，组分及工况也不尽相同，排放特点根据生产工况的变化而变化，在实际应用中，针对不同工况的废气，通常需要采用多种技术组合的形式进行治理。废气浓度较低时，可根据废气组分特性选择合适的单一工艺或组合工艺去治理，废气浓度较高时，若溶剂可以回收再利用，可选用吸附、冷凝、膜分离等工艺或组合工艺，如吸附+高温脱附+冷凝回收工艺；若无回收利用价值的，视废气组分及工况选择高温燃烧法、催化燃烧法对高浓度废气进行处理，同时对其产生的热量进行回用。

近年来，国家对于生态环境的减污降碳协同增效提出了更高的要求，故溶剂回收技术越来越被重视。尤其是吸附回收工艺，颗粒活性炭的吸附+氮气脱附+冷凝回收技术已成功应用于多个工业场景[4]。可处理含氯废气的大孔树脂吸附剂也成功应用于制药、农药、精细化工等行业，吸附+蒸汽脱附+冷凝回收工艺近年来也得到了快速发展[5]。

3.2加强源头治理

加强源头治理是指在生产过程中通过改变原材料选择、优化生产工艺等措施，减少有机废气的产生，从而降低废气治理的难度和成本。首先，应该选择低挥发性、低挥发性有机物较少的原材料可以降低有机废气的产生。例如，在制造油漆时，可以选择含挥发性有机物较少的材料，这样就可以减少挥发性有机物的排放。其次，优化生产工艺，可以减少有机废气的产生。例如，在油漆生产过程中，可以采用高固体含量的生产工艺，以减少挥发性有机物的排放。

3.3健全法律法规和政策体系

健全法律法规和政策体系是实现有机废气治理的重要手段。完善相关的法律法规和政策可以明确有机废气治理的责任主体，建立监管机制，促进企业自觉履行社会责任，提高治理水平。此外，还应该加强宣传教育，提高企业对有机废气治理的认识和责任感。促进企业自觉履行社会责任，引导企业采取有效措施减少有机废气的排放，落实治理责任。

结束语

在新时期城市高质量建设过程中，应持续增强挥发性有机废气治理工作，提升生态化城市建设，有序推进城市生态化发展。挥发性有机废气治理中工业源挥发性有机污染物的危害较大，治理难度较高，主要问题集中表现在无组织排放多、治理效率低、二次污染大、协同效应差等方面，现阶段应制定针对性强、适配性高的应对举措，为我国挥发性有机废气治理实践赋能。

参考文献

[1]陆永明,朱杰,杨旭军.挥发性有机废气生物处理技术研究进展[J].山西化工,2023,43(6):31-32.

[2]张正德,荣明杰.化学原料药VOC尾气处理技术[J].化学工程与装备,2020(8):245-246，283.

[3]赵恒,张学军,宋忠贤,等. 挥发性有机物治理技术研究进展[J].石油化工,2019,48(3):318-325.

[4]张正怡.活性炭脱附再生应用-高温氮气脱附及冷凝回收装置[J].科技创新与应用,2021,11(17):173-175.

[5]王银海.分子筛对VOCs吸脱附性能研究[D].西南交通大学,2022.