挥发性有机废气处理分析 1.1.1挥发性有机物（VOCs）的分类

　　挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs)是对一大类物质的统称，通常是指沸点在50℃至260℃之间、室温下饱和蒸汽压超过71Pa的有机物，由于VOCs种类繁多，导致挥发性有机废气的类型也多种多样，组成复杂。有机废气中经常碰到的VOCs有烃类（烷烃、烯烃和芳烃）、酮类、酯类、醇类、酚类、胺类、氰类等。其中工业配方量最大的物质为三苯类（苯、甲苯、二甲苯）和卤代烃类，三苯物质和卤代烃同时也是高毒性物质。

　　常见VOCs污染物分类

　　1.1.2挥发性有机物（VOCs）的危害

　　（1）大多数VOCs有毒、有恶臭，一部分有致癌性，如氯乙烯、苯、多环芳烃、甲醛等；

　　(2)多数VOCs易燃易爆，对生产企业存在不安全性；

　　(3)在阳光照射下，大气中的氮氧化合物、碳氢化合物与氧化剂发生光化学反应，生成光化学烟雾，产生的二次污染对人类健康造成更大的危害；

　　（4）卤烃类VOCs可破坏臭氧层，如氯氟碳化物（CFCs）；

　　(5)挥发性有机化合物中的芳香烃（如：二甲苯、甲苯等）及含氧碳氢化合物（如：乙醇、酮、酯等）由于挥发性较大，易扩散在大气中，严重污染环境和影响人体健康。

　　此外，VOCs的污染范围不仅仅局限在一个城市或国家内，随着它的扩散和迁移，可引起包括酸雨、臭氧层破坏、大气变暖等全球环境问题，具有跨国性和全球性。因此，VOCs被视为继粉尘之后的第二大类量大面广的大气污染物，VOCs的净化治理也逐渐成为了大气污染治理中非常重要的一部分。

　　1.1.3挥发性有机物（VOCs）的来源

　　大气中的VOCs分为天然源和人为源。通常人们关注的大气中VOCs主要来自人为污染源：即生产过程的排放。这些生产过程包括石化厂、炼油厂及生产过程中大量使用有机溶剂的相关行业，如涂料生产、涂装、印刷、制药、皮革加工、树脂加工、电器外壳喷涂等。VOCs主要来源见表2所示。

　　有机废气处理工艺 4.3.1废气处理-吸收净化法

　　吸收净化包括喷淋水洗、雾化洗涤、无泵水幕处理、水旋式处理等。

　　喷淋水洗采用喷嘴组成的喷淋室，将水雾化来冲洗漆雾，水过滤后重复利用效果一般。

　　雾化洗涤采用螺旋进气，在高级雾化作用下，气液充分接触，废气中的细小颗粒物、未凝固的涂料颗粒及少量有机废气被吸收；

　　无泵水幕喷漆室和无泵水激喷漆室是利用高速排风诱导提水，将排风系统和排水系统合二为一，形成无泵的水循环系统，由于漆雾经过水幕、水帘以及气水通道与水幕强烈搅拌，形成多级净化过程，提高了净化效率。

　　水旋式喷漆室主要是靠在栅格上的水旋器来分离空气中的漆雾，当含有漆雾的空气直接被吸收入水旋器与栅格板下的水面撞击后，同水一起以漩涡运动流入水旋器，漆雾和空气分离。目前广泛采用的是水幕、水旋及水激式喷涂设备，均能取得较好的净化效果，但因甲苯、二甲苯等有机物不溶于水，对该类有机污染物的去除效率甚微。还需要进一步处理。

　　4.3.2废气处理-吸附净化法

　　吸附法是目前广泛使用的有机废气处理技术，其原理是利用吸收剂的多孔结构，将废气中的VOC捕获。吸附剂应能满足：比表面积和空隙率大，吸附能力强，具有一定的颗粒度，较好的机械强度、化学稳定性和热稳定性，使用寿命长，价格低廉，原料来源充足。处理喷涂废气选用的吸附剂有活性炭、活性炭纤维、焦炭粉粒等。活性炭过滤吸附法是一种较为经济的方法，与其他方法比较，具有去除效率高、能耗低、工艺成熟、易于推广的优点，缺点是处理设备较大。活性炭吸附饱和后，需对饱和的炭床进行脱附再生。

　　4.3.3废气处理-直接燃烧法

　　直接燃烧法（或为热氧化）是通过燃烧来消除有机物废气污染物的方法，是使用有机废气在温度600-800℃和滞留时间0.3-0.5S的条件下直接燃烧，变成二氧化碳和水，适用于浓度较高的有机废气。为降低燃料费用，需要回收排放气中的热量。

　　4.3.4废气处理-催化燃烧法

　　催化燃烧法是一种类似燃烧法的方式来处理VOC，操作温度较普通燃烧法低一半，通常为200-400℃，将有机物氧化成二氧化碳和水，同时发出燃烧热。它净化有机物是用铂、鈀等贵重催化剂及过渡金属氧化物催化剂来代替火焰，由于温度降低，允许使用标准材料来代替昂贵的特殊材料，大大地降低了设备费用和操作费用。对于大流量、低浓度的有机废气、燃烧或催化燃烧处理费用太高，不经济。

　　4.3.5废气处理-等离子电离法

　　等离子电离法主要是通过脉冲电晕的技术，将有机废气中的有机物分化成空气中的无害物质，适合于处理低浓度（1-1000PPM）剧毒剧臭有害气体，操作简单。但该技术还不够成熟，在处理有害气体时还是有其欠缺的地方，如不能完全彻底地把有害气体转化为无害气体，副产品较多；且在氧等离子体下产生大量臭氧；能耗高；脱除效率较低等。

　　4.3.6废气处理-臭氧氧化法

　　臭氧是公认的强氧化剂，能迅速氧化分解有机污染物。但价格昂贵，能耗高。

　　4.3.7废气处理-光催化氧化（光触媒）法

　　光触媒氧化是在外界特殊光的作用下发生催化作用，光催化氧化反应是以半导体及空气为催化剂，以光为能量，将有机物降解为CO2和H2O。采用的半导体是目前反应效率最高的纳米TiO2光催化剂，经过特殊处理后达到理想效果。

　　在光催化氧化反应中，通过紫外光照射在纳米TiO2光催化剂上产生电子空穴对，与表面吸附的水分和氧气反应生产氧化性很活泼的氧氢自由基（OH-）和超氧离子自由基（O2-、O-）。能够把各种废臭气体如醛类、苯类、氨类、氮氧化物、硫化物及其他VOC有机物、无机物在光催化氧化的作用下还原成二氧化碳、水、以及其他无害物质，同时具有除臭、消毒、杀菌的功效，由于在光催化氧化反应过程中无任何添加剂，因此不会产生二次污染。

　　光触媒氧化适合在常温下将废气中的废臭气体完全氧化成无害的物质，适合处理浓度高、气量大、稳定性强的有机气体。

　　光催化氧化利用人工特殊紫外线灯管产生的真空紫外光作为能源来活化光催化剂，驱动 氧化还原反应，而且光催化剂在反应过程中并不消耗，利用空气中的氧作为氧化剂，有效降解有机废臭气体成为光催化节约能源的最大特点。

　　半导体光催化具有氧化性强的特点，对臭氧难以氧化的某些有机物如三XX烷、四氯化炭都能有效地加以分解，所以对难以降解的有机物具有特别意义，光催化的有效氧化剂是氧氢自由基（OH-）和超氧离子自由基（O2、O-），其氧化性高于常见的臭氧、双氧水、高锰酸钾、次氯酸等。

　　光催化氧化对从烃到羧酸的种类众多有机物都有效，即使对烷子有机物如卤代烃、染 料、含氮有机物、有机磷杀虫剂也有很好的去除效果，只要经过一定时间的反应可达到完全净化。

　　在理论上，光催化剂的寿命是无限的，无需更换。

　　以下是采用不同方法处理恶臭有机气体的技术对比。