论文部分内容阅读
摘 要：随着我国社会经济的不断发展和进步，我国挥发性有机废气治理技术也取得了一定程度的发展。在工业经济高速发展的今天，空气污染问题尤为严重，对人体健康和生态环境造成了极为不利的影响。现阶段，我国不仅需要处理传统大气污染问题，还需要对挥发性有机废气进行治理。如何对挥发性有机废气进行高效处理，应该成为有关部门需要重点考虑的问题。本文就挥发性有机废气治理技术展开探讨。
关键词：挥发性；有机废气；治理技术
引言
挥发性有机废气治理技术主要包括利用燃烧法和生物处理法等，催化燃烧法、直接燃烧法是燃烧法的两个主要方式，生物法的主要原理是吸附。主要就挥发性有机废气治理技术展开分析和探究，并提出一些看法和见解，希望为相关的工作人言提供借鉴和参考。
1 挥发性有机废气及其危害
挥发性有机废气，多指沸点在50～260℃，在室温状态下饱和气压大于133.3Pa的易挥发性有机化合物，其主要成分为烃类、氨、硫化物、醛类等。挥发性有机废气一般为混合气体，虽然各组分占空气比重不高，但由于各组分混合共存的缘故，诸多治理技术很难将其根除。除对环境造成污染外，对人类健康的危害也不容小觑。挥发性有机废气中部分物质，容易与空气中二氧化氮产生反应进而形成臭氧，其产生的光化学烟雾和刺激性气味，会对人体眼睛、耳朵以及呼吸道、甚至是心肺系统造成损伤，人类长期置于挥发性气体环境中，其身体组织会出现畸形或者是癌变。同时，挥发性有机废气也会阻碍植物进行光合作用，进而影响粮食产量。
2 挥发性有机废气治理技术分析
2.1 直接燃烧法治理有机废气
燃烧法治理挥发性有机废气的方式较为简单，其原理为将经过浓缩和干燥处理过后的有机废气送入焚烧炉中，然后利用辅助性燃料进行燃烧处理即可，在废气燃烧过程中，应确保燃烧温度处于680～760℃之间，因为在这个温度区间内，挥发性有机废气会被充分氧化，并被分解转化为无机物质，例如：水、二氧化碳。应用直接燃烧法的主要目的在于让废气在合理的温度区间内发生氧化反应，但是氧化反应的效果也会受到一些因素的影响。在一般情况下，氧化反应完全的占比为70%左右，此时生成的物质是二氧化碳和水，如果氧化反应不完全，则会生成一氧化碳。而导致氧化反应不完全的主要原因有以下几个方面：一是挥发性有机废气浓度较低；二是燃烧不充分。为了保证燃烧的充分性，可以利用一些辅助性的燃料，例如添加燃气、燃油等，以确保燃烧的充分性。这类治理方法较为简单，且投资费用较少，在处理浓度较高且风量较小的有机废气时尤为适用，但对安全操作有严格的要求，必须确保焚烧炉的温度，如果温度不达标，很容易生成其他污染物质。
2.2 催化燃烧技术
催化燃烧处理技术，简称AOGC，指在温度较低的情况下，通过催化剂来氧化分解废气中的可燃组，从而达到气体净化的目的。起燃温度、热回收效率以及燃烧过程中所产生的热量这三个因素决定着在对有机废气进行处理的时候是否选择催化燃烧的工艺。催化燃烧处理技术主要应用在一些在温度较高可以分解的有机气体或者是可燃性的气体，这种处理方法的优点为：（1）安全性强。在对有机气体进行催化燃烧的时候，气体燃烧的时候没有火焰，安全性比较好；（2）燃烧时产生的有害气体少，燃料消耗少。催化燃烧时的起燃温度较低，并且气体所含有的绝大多数的有机物都能够和一氧化碳发生反应，反应之后所产生的NOx也是比较少的。（3）消除异味的效果好，对热值和可燃组分浓度没有限制。需要注意的是，催化燃烧法也存在自身的局限性的，比如催化燃烧法不能够用在燃烧时产生氮氧化物和硫氧化物的废气中；在应用之前工作人员必须要做好废气的处理工作，避免废气中含有雾滴和尘粒，避免对催化剂的处理质量和效率产生影响，另外，工作人员还必须做好防护措施，避免催化剂中毒。
3 挥发性有机废气治理技术发展研究
3.1 生物处理技术
使用生物技术治理有机废气，由污水处理技术演变而来，较其它处理方式，生物处理技术相关消耗更低且技术也较为成熟，国外应用较多。缺点是由于是生物降解，处理时间及周期性较长且相应设备占地面积较大。其次，微生物本身对于污染物处理存在极限值，对处理系统停启周期需进行周密控制。导致此方式在国内废气治理领域应用较少。
3.2 纳米材料净化技术
纳米材料的净化技术也是近年来出现的一种比较新的处理技术。纳米材料主要指的是一些超细材质的纳米粒子，这种纳米粒子的吸附能力非常强，并且表面积较大，具有一定的催化作用，这对提高挥发性有机气体的反应效率具有非常重要的作用。纳米粒子的作用较大，其能够使一些原来不能发生反应的物质发生反应，在光照条件下激活纳米材料，将有机物转化为小分子，应用前景和应用市场是非常广泛的。
3.3 微波催化氧化技术
微波催化氧化技术与活性碳纤维吸附技术类似，都是科学技术发展衍生出的全新治理技术，这种技术具有非常强的适用性和灵活性，既可单独使用，也可以与其他治理技术结合使用。例如：通过填料吸附技术与微波催化氧化技术的有效结合，使挥发和吸附治理性能得到强化。这种方法的使用，可以将传统解吸治理方法转变为微波解吸，继而提高处理挥发性有机废气的性能。在进行VOCs治理时，运用这项技术，不仅可以缩短吸附和解吸的时间，还能减少资源的浪费和损失，继而降低处理废气的成本。目前，微波催化氧化技术中的吸附剂，其运用有效次数可达20次以上，并且吸附剂使用效果非常稳定，能够对有机废气进行根治。
3.4 等离子处理技术
等离子体被称为物质第四形态，它是由大量的带电粒子以每秒300～3000万次的速度反复轰击异味气体的分子，去电离、裂解废气中的各种成分，從而发生氧化等一系列复杂的化学反应，将有害物转化为无害物。利用等离子体技术处理废气虽然在一定程度上可以降解有机分子，但其对CO2的选择性不高，容易生成小分子有机化合物，从而造成二次污染，处理效率得不到保证。
3.5 活性炭纤维治理技术
在当下新时代的发展背景下，活性炭纤维治理技术的发展也取得了一定的成就。和传统的活性炭纤维的治理技术相比，活性炭纤维治理技术具有非常明显的优点，如吸附效果更好，吸附效率更高等。活性炭纤维治理技术的治理原理是活性炭纤维在表面分布了许多碳原子，碳原子形成了吸附能力较强的表面结构。活性炭纤维的结构比较特殊，其主要优点是具有数量多的微孔、表面积较大以及吸附的容量大、吸附速度较快等，这些优点对废气处理具有非常重要的作用。
4 结语
综上所述，由于挥发性有机废气具有多样化的种类、性质和特点，再加上有机废气的浓度也存在差别，因此在治理挥发性有机废气时，应根据废气的种类、性质和特点，并参考不同治理技术的优势和使用范围，选择合适的治理技术，从而在确保有机废气治理效果的同时，避免造成资源和成本的浪费。
参考文献
[1]徐卫煌挥发性有机废气治理技术研究进展[J]化工设计通讯，2018，44（10）：228-229
[2]吴再君挥发性有机废气治理技术发展研究[J]资源节约与环保，2018（10）：95
[3]刘涛挥发性有机废气处理技术发展现状与特点[J]环境与发展，2018，30（8）：81，83
[4]于东盛，任高翔.挥发性有机废气治理技术发展研究[J].城市建设理论研究（电子版），2017（18）.
关键词：挥发性；有机废气；治理技术
引言
挥发性有机废气治理技术主要包括利用燃烧法和生物处理法等，催化燃烧法、直接燃烧法是燃烧法的两个主要方式，生物法的主要原理是吸附。主要就挥发性有机废气治理技术展开分析和探究，并提出一些看法和见解，希望为相关的工作人言提供借鉴和参考。
1 挥发性有机废气及其危害
挥发性有机废气，多指沸点在50～260℃，在室温状态下饱和气压大于133.3Pa的易挥发性有机化合物，其主要成分为烃类、氨、硫化物、醛类等。挥发性有机废气一般为混合气体，虽然各组分占空气比重不高，但由于各组分混合共存的缘故，诸多治理技术很难将其根除。除对环境造成污染外，对人类健康的危害也不容小觑。挥发性有机废气中部分物质，容易与空气中二氧化氮产生反应进而形成臭氧，其产生的光化学烟雾和刺激性气味，会对人体眼睛、耳朵以及呼吸道、甚至是心肺系统造成损伤，人类长期置于挥发性气体环境中，其身体组织会出现畸形或者是癌变。同时，挥发性有机废气也会阻碍植物进行光合作用，进而影响粮食产量。
2 挥发性有机废气治理技术分析
2.1 直接燃烧法治理有机废气
燃烧法治理挥发性有机废气的方式较为简单，其原理为将经过浓缩和干燥处理过后的有机废气送入焚烧炉中，然后利用辅助性燃料进行燃烧处理即可，在废气燃烧过程中，应确保燃烧温度处于680～760℃之间，因为在这个温度区间内，挥发性有机废气会被充分氧化，并被分解转化为无机物质，例如：水、二氧化碳。应用直接燃烧法的主要目的在于让废气在合理的温度区间内发生氧化反应，但是氧化反应的效果也会受到一些因素的影响。在一般情况下，氧化反应完全的占比为70%左右，此时生成的物质是二氧化碳和水，如果氧化反应不完全，则会生成一氧化碳。而导致氧化反应不完全的主要原因有以下几个方面：一是挥发性有机废气浓度较低；二是燃烧不充分。为了保证燃烧的充分性，可以利用一些辅助性的燃料，例如添加燃气、燃油等，以确保燃烧的充分性。这类治理方法较为简单，且投资费用较少，在处理浓度较高且风量较小的有机废气时尤为适用，但对安全操作有严格的要求，必须确保焚烧炉的温度，如果温度不达标，很容易生成其他污染物质。
2.2 催化燃烧技术
催化燃烧处理技术，简称AOGC，指在温度较低的情况下，通过催化剂来氧化分解废气中的可燃组，从而达到气体净化的目的。起燃温度、热回收效率以及燃烧过程中所产生的热量这三个因素决定着在对有机废气进行处理的时候是否选择催化燃烧的工艺。催化燃烧处理技术主要应用在一些在温度较高可以分解的有机气体或者是可燃性的气体，这种处理方法的优点为：（1）安全性强。在对有机气体进行催化燃烧的时候，气体燃烧的时候没有火焰，安全性比较好；（2）燃烧时产生的有害气体少，燃料消耗少。催化燃烧时的起燃温度较低，并且气体所含有的绝大多数的有机物都能够和一氧化碳发生反应，反应之后所产生的NOx也是比较少的。（3）消除异味的效果好，对热值和可燃组分浓度没有限制。需要注意的是，催化燃烧法也存在自身的局限性的，比如催化燃烧法不能够用在燃烧时产生氮氧化物和硫氧化物的废气中；在应用之前工作人员必须要做好废气的处理工作，避免废气中含有雾滴和尘粒，避免对催化剂的处理质量和效率产生影响，另外，工作人员还必须做好防护措施，避免催化剂中毒。
3 挥发性有机废气治理技术发展研究
3.1 生物处理技术
使用生物技术治理有机废气，由污水处理技术演变而来，较其它处理方式，生物处理技术相关消耗更低且技术也较为成熟，国外应用较多。缺点是由于是生物降解，处理时间及周期性较长且相应设备占地面积较大。其次，微生物本身对于污染物处理存在极限值，对处理系统停启周期需进行周密控制。导致此方式在国内废气治理领域应用较少。
3.2 纳米材料净化技术
纳米材料的净化技术也是近年来出现的一种比较新的处理技术。纳米材料主要指的是一些超细材质的纳米粒子，这种纳米粒子的吸附能力非常强，并且表面积较大，具有一定的催化作用，这对提高挥发性有机气体的反应效率具有非常重要的作用。纳米粒子的作用较大，其能够使一些原来不能发生反应的物质发生反应，在光照条件下激活纳米材料，将有机物转化为小分子，应用前景和应用市场是非常广泛的。
3.3 微波催化氧化技术
微波催化氧化技术与活性碳纤维吸附技术类似，都是科学技术发展衍生出的全新治理技术，这种技术具有非常强的适用性和灵活性，既可单独使用，也可以与其他治理技术结合使用。例如：通过填料吸附技术与微波催化氧化技术的有效结合，使挥发和吸附治理性能得到强化。这种方法的使用，可以将传统解吸治理方法转变为微波解吸，继而提高处理挥发性有机废气的性能。在进行VOCs治理时，运用这项技术，不仅可以缩短吸附和解吸的时间，还能减少资源的浪费和损失，继而降低处理废气的成本。目前，微波催化氧化技术中的吸附剂，其运用有效次数可达20次以上，并且吸附剂使用效果非常稳定，能够对有机废气进行根治。
3.4 等离子处理技术
等离子体被称为物质第四形态，它是由大量的带电粒子以每秒300～3000万次的速度反复轰击异味气体的分子，去电离、裂解废气中的各种成分，從而发生氧化等一系列复杂的化学反应，将有害物转化为无害物。利用等离子体技术处理废气虽然在一定程度上可以降解有机分子，但其对CO2的选择性不高，容易生成小分子有机化合物，从而造成二次污染，处理效率得不到保证。
3.5 活性炭纤维治理技术
在当下新时代的发展背景下，活性炭纤维治理技术的发展也取得了一定的成就。和传统的活性炭纤维的治理技术相比，活性炭纤维治理技术具有非常明显的优点，如吸附效果更好，吸附效率更高等。活性炭纤维治理技术的治理原理是活性炭纤维在表面分布了许多碳原子，碳原子形成了吸附能力较强的表面结构。活性炭纤维的结构比较特殊，其主要优点是具有数量多的微孔、表面积较大以及吸附的容量大、吸附速度较快等，这些优点对废气处理具有非常重要的作用。
4 结语
综上所述，由于挥发性有机废气具有多样化的种类、性质和特点，再加上有机废气的浓度也存在差别，因此在治理挥发性有机废气时，应根据废气的种类、性质和特点，并参考不同治理技术的优势和使用范围，选择合适的治理技术，从而在确保有机废气治理效果的同时，避免造成资源和成本的浪费。
参考文献
[1]徐卫煌挥发性有机废气治理技术研究进展[J]化工设计通讯，2018，44（10）：228-229
[2]吴再君挥发性有机废气治理技术发展研究[J]资源节约与环保，2018（10）：95
[3]刘涛挥发性有机废气处理技术发展现状与特点[J]环境与发展，2018，30（8）：81，83
[4]于东盛，任高翔.挥发性有机废气治理技术发展研究[J].城市建设理论研究（电子版），2017（18）.