挥发性有机废气处理技术及前景展望(2)

3.2. 吸收法

一般采用物理吸收，根据有机物相似相溶的原理，常采用沸点较高、蒸汽压较低的柴油、煤油作为溶剂，使VOCs从气相转移到液相，然后对吸收液进行解析处理，回收其中的VOCs，同时使溶剂得以再生。即将废气引入吸收液进行净化，待吸收液饱和后经加热、解析、冷凝回收;本法适用于大气量、低温度、低浓度的废气，VOCs的脱除率在95~98%。

3.3. 膜分离法

膜分离是选用人工合成的或天然的膜材料为分离介质，根据VOCs和空气在膜内渗透速率的差异，来实现两者的分离[4]。传递过程的推动力为气体组分在膜两侧的分压差。该法是一种新的高效分离方法。用膜分离法可回收的有机物包括脂肪族和芳香族化合物，卤代烃、醛、酮、腈、酚、醇、胺、酯等。该法最适合处理有机物浓度较高的废气回收效率可以达到97 %以上。膜分离技术的传统工艺如图2所示。

图2 膜分离技术的传统工艺

有机废气进入压缩机增压后进入冷凝器中冷凝,，其中冷凝下来的有机物可以回收，余下未冷凝的部分通过膜分离单元分成两股，一部分为低压富集VOCs的渗透气流，返回至压缩机入口，另一部分为贫VOCs气流，直接从系统中排出。膜分离法回收有机气体最早使用于汽油回收方面。目前在国内的加油站和油库已经安装了200多套的装置[5]。

3.4. 吸附法

根据吸附质和吸附剂的作用原理可以分成物理吸附和化学吸附，VOCs处理过程大多是物理吸附。按照操作模式，物理吸附又分成变温吸附和变压吸附。目前使用的吸附剂为活性碳。

活性碳多是粉末状或颗粒状，经过特殊的工艺处理后，能产生丰富的微孔结构，这些人眼看不到的微孔能够依靠分子力，吸附各种VOCs，从而达到净化的目的。活性炭变温吸附过程包括吸附净化和热脱再生。吸附净化过程是将有机废气由排气风机送入吸附床，有机废气在吸附床被吸附剂吸附而使气体得到净化，热脱再生过程是当吸附床内吸附剂所吸附的有机物达到允许的吸附量时，该吸附床已经不能再进行吸附操作，而转入脱附再生。脱附再生即用热空气吹扫吸附剂，使吸附的有机物脱附出来达到使吸附剂的吸附能力再生的目的。

变压吸附PSA 技术是利用气体组分在固体吸附材料上吸特性的差异，通过周期性的压力变化过程实现气体的分离与净化。在常温及一定压力条下,可把有机废气中吸附在活性炭上，没有被吸附的气体进入下一个工段。吸附有机废气以后的吸附剂，通过降压抽真空把有机物解吸，使吸附剂再生。再生后的吸附剂重新去吸附废气中的有机物，以此循环往复。生产过程中采用4 个相同的吸附塔在一台计算机的控制下，通过调节阀变向不断改变气流的流向改变各塔的工作阶段，来实现各塔的吸附与再生交替进行。PSA 装置采用四塔二均式工艺,该工艺的每个吸附塔必须经过吸附、一均降、顺向放压、二均降、逆向放压、冲洗、二均升、一均升和终充九个步骤;四个塔步骤相互错开,组成一个吸附- 解吸循环[6]。

活性碳吸附法适用于大风量、低浓度、温度不高的有机废气治理。在工业吸附过程中,活性炭是使用得最为广泛的一种吸附剂。但它也存在不耐高温、在湿润的条件下不能保持很好的吸附能力、易燃的缺点。憎水性沸石吸附剂具有优异的热稳定性，不易燃，作为一种很好的替代吸附剂, 已被逐步开发应用。

4. 前景展望

在有机废气治理技术中，吸收和吸附技术虽然较为成熟和成型，但由于其处理设备容量有限，吸附剂需要再生等问题使得应用受到限制。光催化氧化技术作为近年发展起来的新研究领域，由于存在设备成本较高和处理对象较单一等问题，尚处于实验室研究阶段，但通过不断的技术创新和开发，该技术也将会走进有机废气处理的实用化行列。催化燃烧技术不仅可以处理低、高浓度的有机废气，而且设备简单，投资少，操作方便，净化彻底，因此是目前应用最广泛的、经济有效的处理技术。目前该技术正以研制新型催化剂，如何防止催化剂因非VOCs 物质造成的失活和重金属造成的中毒作为研究方向。生物处理技术因其耗能低、运转费用便宜，较少形成二次污染，适用于不同规模的各类中、低浓度有机废气的处理，目前正受到各国的重视，工业应用实例和应用领域也在不断地扩大，是一种很有应用前景的技术。膜吸收净化技术有它的特点和优势，但在优势膜和吸收液的选择上还要进行潜心研究，而且操作压力的控制也是此技术的关键所在，目前该技术的研究也仅限于实验室阶段。工业废气的成分一般都比较复杂,往往一种方法很难达到处理效果，因此需要加快联合工艺的研究，重点开发不同单元处理工艺的组合技术，以达到提高去除效率，降低投资运行费用，减少二次污染的目的。如吸附一氧化法、生物一吸附法、吸收一吸附一氧化法等。

总之， 实际中采用何种技术来处理有机废气，主要考虑诸多因素，如VOCs的浓度、气体流量以及排放要求、回收的可能性、爆炸和火灾的危险等，不同技术的比较见下表1：

5. 结语

对于有机废气的净化处理，无论是广泛采用的传统处理方法，还是新开发的处理技术，由于其适用范围、去除性能、投资运行费用等多方面因素，皆制约了单元处理技术的应用。目前，除了推广有机物的单元处理工艺外，重点开发不同单元处理工艺的组合技术，以达到提高去除效率，降低投资运行费用，减少二次污染的目的。随着有机产品的大量使用，有机物污染已引起世界的高度重视，控制这类污染已成为各国的一项义不容辞且刻不容缓的任务。我国是一个发展中国家,面临经济发展和环境保护的双重任务。为促使经济、社会、环境的协调发展，开发经济有效的有机物的净化处理技术已成为我国解决有机污染的重要课题。

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