一,國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

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1、一、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)有機(jī)廢氣種類(lèi)繁多，來(lái)源廣泛，治理難度大，一次性投資和操作費(fèi)用高，基本上無(wú)回收利用價(jià)值。成分復(fù)雜的有機(jī)廢氣則更加難以凈化、分離和回收。揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)作為有機(jī)化合物主要分支，是指在常溫下飽和蒸氣壓大于70Pa、常壓下沸點(diǎn)在260C以內(nèi)的有機(jī)化合物。從環(huán)境監(jiān)測(cè)角度來(lái)講，指以氫焰離子檢測(cè)器測(cè)出的非甲烷婕類(lèi)檢出物的總稱(chēng)，包括密類(lèi)、氧坯類(lèi)、含鹵怪類(lèi)、氮怪及硫婕類(lèi)化合物。VOCs種類(lèi)繁多，分布面廣，根據(jù)部分國(guó)外主要環(huán)境優(yōu)先污染物名錄，VOCs占80%以上。日本1974-1985年環(huán)境普查表明，在檢出的化學(xué)毒物中，鹵代姪類(lèi)最多

2、共52種，一般姪類(lèi)次之共43種，含氮有機(jī)物(主要是硝基苯和苯胺類(lèi)化合物)共40種，以上三類(lèi)占總檢出毒物的70%oVOCs污染嚴(yán)重，與NOx、CJL在陽(yáng)光作用下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，吸收地表紅外輻射引起溫室效應(yīng)；破壞臭氧層形成臭氧空洞，引起人體致癌和動(dòng)植物中毒。隨著VOCs污染范圍的不斷擴(kuò)大和人們對(duì)其危害的逐步認(rèn)識(shí)，1979年聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)在日內(nèi)瓦召開(kāi)跨國(guó)大氣污染會(huì)議，重點(diǎn)討論了VOCs控制問(wèn)題，1991年11月通過(guò)了《VOCs跨國(guó)大氣污染議定書(shū)》，要求簽字國(guó)以1988年VOCs排放量為基準(zhǔn)，到1999年每年削減30%;1990年,美國(guó)修訂了清潔空氣法(

3、CAA),要求到2000年將VOCs的排放量減少70%。為此，開(kāi)發(fā)VOCs替代產(chǎn)品，尋找VOCs控制最優(yōu)技術(shù)已成為解決VOCs污染的必由之路。隨著世界各國(guó)對(duì)VOC污染的日益重視和環(huán)保法規(guī)不斷嚴(yán)格VOC的排放標(biāo)準(zhǔn)，其治理技術(shù)亦在逐漸改進(jìn)和完善。(一)有機(jī)廢氣治理技術(shù)早在1925年歐洲就開(kāi)發(fā)出固定床活性碳吸附裝置，1958年日本也開(kāi)始使用該項(xiàng)技術(shù)。這是一種非常經(jīng)典、成熟的方法，可用于治理任何濃度的常溫有機(jī)廢氣，但處理低濃度、大風(fēng)量有機(jī)廢氣時(shí)，設(shè)備龐大，不經(jīng)濟(jì)。對(duì)于排氣溫度較高的高濃度有機(jī)廢氣的治理，首先由美國(guó)于1950年開(kāi)發(fā)成功以天然氣為燃料的直接燃燒技術(shù)

4、。1965年日本與美國(guó)合作，將該項(xiàng)技術(shù)引入日本。該法需將有機(jī)廢氣加熱到760C,方可將有機(jī)溶劑氧化分解為無(wú)害的CO?和乩0,其缺點(diǎn)是燃料費(fèi)高，故在歐美等天然氣便宜的地區(qū)應(yīng)用廣泛。后來(lái)人們開(kāi)發(fā)出催化燃燒技術(shù)，由于催化劑的作用可在300-350°C的低溫下將有機(jī)溶劑氧化分解，因此大大降低了燃料費(fèi)并且產(chǎn)生的NOx量非常少。其缺點(diǎn)是需對(duì)廢氣中易引起催化劑中毒的物質(zhì)和粉塵進(jìn)行前處理，另外，在催化燃燒裝置中使用的熱交換器換熱效率較低,約在50%。為了提高熱效率，降低運(yùn)行成本，美國(guó)于1975年開(kāi)發(fā)出換熱效率在90%以上的蓄熱式燃燒裝置。由于其運(yùn)行費(fèi)用的降低，因此，可

5、用于治理中等濃度有機(jī)廢氣。隨后歐洲也開(kāi)展了該項(xiàng)技術(shù)的開(kāi)發(fā)。日本針對(duì)美國(guó)蓄熱燃燒方式又開(kāi)發(fā)出催化燃燒裝置的改良型一一蓄熱催化氧化方法，并于1977年由日鐵化工機(jī)首先售出產(chǎn)品。該產(chǎn)品可較經(jīng)濟(jì)地對(duì)高、中濃度的、溫度較高的有機(jī)廢氣進(jìn)行治理。總體而言，按照處理的方法，有機(jī)廢氣處理的方法主要有兩類(lèi)：一類(lèi)是回收法，另一類(lèi)是消除法?；厥辗ㄖ饕刑课健⒆儔何?、冷凝法及膜分離技術(shù)，回收法是通過(guò)物理方法，用溫度、壓力、選擇性吸附劑和選擇性滲透膜等方法來(lái)分離VOC的。消除法有熱氧化、催化燃燒、生物氧化及集成技術(shù)；消除法主要是通過(guò)化學(xué)或生化反應(yīng)，用熱、催化劑和微生物將有機(jī)物

6、轉(zhuǎn)變成為CO?和水。1、回收技術(shù)(1)炭吸附法炭吸附是目前最廣泛使用的回收技術(shù)，其原理是利用吸附劑(粒狀活性炭和活性炭纖維)的多孔結(jié)構(gòu)，將廢氣中的VOC捕獲。將含VOC的有機(jī)廢氣通過(guò)活性炭床，其中的VOC被吸附劑吸附，廢氣得到凈化，而排入大氣。當(dāng)炭吸附達(dá)到飽和后，對(duì)飽和的炭床進(jìn)行脫附再生；通入水蒸汽加熱炭層，VOC被吹脫放出，并與水蒸汽形成蒸汽混合物，一起離開(kāi)炭吸附床，用冷凝器冷卻蒸汽混合物，使蒸汽冷凝為液體。若VOC為水溶性的，則用精館將液體混合物提純；若為水不溶性，則用沉析器直接回收VOC。因涂料中所用的“三苯”與水互不相溶，故可以直接回收。炭吸附

7、技術(shù)主要用于廢氣中組分比較簡(jiǎn)單、有機(jī)物回收利用價(jià)值較高的情況，其廢氣處理設(shè)備的尺寸和費(fèi)用正比于氣體中VOC的數(shù)量，卻相對(duì)獨(dú)立于廢氣流量；因此，炭吸附床更傾向于稀的大氣量物流，一般用于VOC濃度小于5000PPM的情況。適于噴漆、印刷和粘合劑等溫度不高，濕度不大，排氣量較大的場(chǎng)合，尤其對(duì)含鹵化物的凈化回收更為有效。（2）冷凝法冷凝法是最簡(jiǎn)單的回收技術(shù)，將廢氣冷卻使其溫度低于有機(jī)物的露點(diǎn)溫度，使有機(jī)物冷凝變成液滴，從廢氣中分離出來(lái)，直接回收。但這種情況下，離開(kāi)冷凝器的排放氣中仍含有相當(dāng)高濃度的VOC,不能滿足環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)。要獲得高的回收率，系統(tǒng)需要很高的壓

8、力和很低的溫度，設(shè)備費(fèi)用顯著地增加。冷凝法主要用于高沸點(diǎn)和高濃度的VOC回收，適用的濃度范圍為