挥发性有机废气治理技术的现状与进展.pdf

学负兔w. uci ulu.rem
化
进展
2009年第28卷第10期
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS
?1833
sccc/e
进展与述评
挥发性有机废气治理技术的现状与进展
汪涵,郭桂悦',周玉茔2,梁忠越3
(大庆化工研究中心,黑龙江大庆163714:2大庆石化公司安全环保处,黑龙江大庆163714;3大庆石化公司
塑料丿,黑龙江大庆163714)
摘要:介绍了近年来国内外挥发性有机废气治理技术的现状,如吸附技术、催化燃烧技术、生物技术等。探讨
了挥发性有机废气处理技术的发展趋势。
关键词:挥发性有机废气;催化燃娆技术;生物技术;等离子体技术;光催化氧化技术;膜基吸收技术;发展趋势
中图分类号:X51
文献标识码:A文章编号:1000-6613(2009)10-1833-09
Status and progress of treating volatile organic compounds
WANG Han GUO Guiyue ZHOU Yuying, LIANG Zhongyue
Daqing Petrochemical Research Center, Daqing 163714, Heilongjiang, China; Environmental Protection Department
of Daqing Petrochemical Company, Daqing 163714, Heilongjiang, China; Plastic Plant of Daqing Petrochemical
Company, Daqing 163714, Heilongjiang, China)
Abstract: The research progress and application of adsorption, catalytic combustion and biodegradation for
VOCS removal in recent years are reviewed, and the development trend of VOCS treatment is discussed
Key words: VOCS; catalytic combustion technology; biodegradation technology; plasma technology
photocatalytic oxidation technology; membrane-based absorption technology; development trend
挥发性有机废气(VOCs)是指沸点在50~260合物,使其中所含的一种或数种组分浓缩于固体表
C、室温下饱和蒸气压超过133.3Pa的易挥发性有机面上,以达到分离的目的。吸附法在VOCs的处理
化合物,其主要成分为烃类、硫化物、氨等。有机废过程中应用极为广泛,主要用于低浓度高通过量有
气是有害人体健康的污染物质,它与大气中的NO2机废气(如含碳氢化合物废气)的净化。该方法去
反应生成O3,可形成光化学烟雾,并伴随着异味、除率高,无二次污染,净化效率高,操作方便,且
恶臭散发到空气中,对人的眼、鼻和呼吸道有刺激作能实现自动控制;不足之处是由于吸附容量受限,
用,对心、肺、肝等内脏及神经系统产生有害影响,不适于处理高浓度有机气体,当废气中有胶粒物质
有些则是影响人体某些器官和机体的变态反应源,甚或其它杂质时,吸附剂易失效,同时吸附剂需要
至造成急性和慢性中毒,可致癌、致突变,同时可导再生?。
致农作物减产。因此,VOCs处理越来越受到各国的
吸附法的关键问题就在于对吸附剂的选择。吸
重视,许多发达国家都颁布了相应的法令以限制附剂要具有密集的细孔结构,内表面积大,吸附性
vOCs的排放,已成为大气污染控制中的一个热点山。能好,化学性质稳定,耐酸碱,耐水,耐高温高压
日前国内外对治理挥发性有机废气开展了大量不易破碎,对空气阻力小。常用的吸附剂主要有活
的研究和应用,下面将对这些处理技术加以介绍。性炭(颗粒状和纤维状)、活性氧化铝、硅胶、人工
吸附处理技术
收稿日期:2009-02-10;修改稿日期:2009-03-30。
吸附法是利用多孔性固体吸附剂处理流体淀第一作者简介:汪涵(1972ー),女,エ程师。E-mail
wanghan72@sina
ww. kululu.co
1834
化
进
展
2009年第28卷
沸石等。目前在采用吸附法治理有机废气中,活性燃烧技术处理有机废气必须对废气作前处理。同时
炭的性能最好,其去除率高,物流中有机物浓度在该法不适于处理燃烧过程中产生大量硫氧化物和氮
1000x10-6以上,吸附率可达95%以上的。活性炭又氧化物的废气?。
有颗粒状和纤维状两类,见表1。
催化燃烧技术的基本工艺流程
根据废气预热方式及富集方式,催化燃烧工艺
表1活性炭颗粒和活性炭纤维性能的主要差别
流程分为以下3种。
比表面积
孔径分布孔径对乙醛吸脱附后
(1)预热式这是催化燃烧的最基本流程形式
活性炭种类
长度附率%残留量
见图1)。有机废气温度在100℃以下,浓度也
颗粒活性炭800~100以微孔为主长13较多较低,热量不能自给,因此在进入反应器前需要在
活性炭纤维1500~2500几乎全是微孔短
2
极少
预热室加热升温。燃烧浄化后气体在热交换器内与
未处理废气进行热交换,以回收部分热量。该工艺
比较而言,颗粒状活性炭结构气孔均匀,除小通常采用煤气或电加热升温至催化反应所需的起燃
孔外,还有10~100m的中孔和0.5~5um的大孔,温度
处理气体要从外向内扩散,通过距离较长,所以吸
附脱附都慢;而纤维状活性炭孔分布均匀,而且绝
浄化气
大部分是15~3.0nm小孔,比表面积大,由于小
孔直接开口向外,气体扩散距离短,因而吸附和脱
有机废气
附都快。因此,在活性炭吸附剂中,又以活性炭纤
燃料
维的应用最为厂广泛。
余热回收
预热段
国内外近几年的研究发现,经过氧化铁或臭氧
图1预热式催化燃烧流程
处理过的活性炭具有更好的吸附性能,研究表明氧
ー热交换器;2一然烧室;3催化反应器
化后的活性炭具有更强的亲和力,对各种有机气体
的吸附有效传质系数比未处理过的活性炭更大。
(2)自身热平衡式当有机废气排出温度高于
此外,吸附法与其它浄化方法的集成技术治理起燃温度(在300℃左右)且有机物含量校高,热
众多行业的有机废气在国内得到了推广应用。如交换器回收部分净化气体所产生的热量,在正常操
采用液体吸附和活性炭吸附法联合处理高浓度可回作下能够维持热平衡,无需补充热量,通常只需要
收苯乙烯废气:采用吸附法和催化燃烧法联合处理在催化燃烧反应器中设置电加热器供起燃时使用
丙酮废气等。吸附法与其它净化方法联用后不仅避(见图2)o
免了两种方法各自的缺点,而且具有吸附效率高,
净化气
无二次污染等特点
有机废气
2催化燃烧处理技术
催化燃烧技术(AOGC)是指在较低温度下,
在催化剂的作用下使废气中的可燃组分彻底氧化分
图2自身热平衡催化