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发布于 2018年02月08日
[摘要]一类VOCs 处理方法是所谓破坏性技术，即通过化学或生物的技术使VOCs 转化为二氧化碳、水以及氯化氢等无毒或毒性小的无机物。燃烧法即属此类技术。
成本控制
5.燃烧工艺
（1）燃烧工艺简介
一类VOCs 处理方法是所谓破坏性技术，即通过化学或生物的技术使VOCs 转化为二氧化碳、水以及氯化氢等无毒或毒性小的无机物。燃烧法即属此类技术。
燃烧法分直接燃烧法和催化燃烧法。直接燃烧法适合处理高浓度 VOCs 的废气，因其运行温度通常在800-1200℃时，工艺能耗成本较高，且燃烧尾气中容易出现二恶英、NOx等副产物；由于废气中VOCs浓度一般较低，仅仅依靠反应热，一般难以维持反应所需的温度。
为了提高热经济性，人们开展了大量的研究，一个方向是改进催化剂的性能使反应温度降低。另一个方向是研究新的工艺技术、新的反应器设计以使反应能在较高的温度下自热地实现。
（2）燃烧工艺原理及流程
***
催化燃烧中，预热式是一种基本的流程形式。有机废气在进入反应器之前，要在预热室中的加热，因为有机废气温度低于100摄氏度时，浓度低，热量不能自给。燃烧净化后，与未处理的废气进行热交换，回收部分的热量。煤气或电加热是该工艺常用的方法，加热到催化反应所需的点火温度。
（3）燃烧工艺的影响因素
催化燃烧催化剂的选择是关键，在消除效率和能耗方面其性能具有决定性的作用。对于挥发性有机化合物氧化催化剂一般可分为2类：贵金属催化剂（铂，钯等）和金属氧化物催化剂（铜，铬，锰等），贵金属催化剂被广泛使用于挥发性有机化合物的催化燃烧，因其具有良好的起燃活性。在用于催化氧化VOCs的贵金属催化剂中，铂比钯活性要高。
（4）燃烧工艺优缺点
优点：
相较与直接燃烧法其辅助燃料费用低，二次污染物NOx生成量少，燃烧设备的体积较小，VOCs去除率较高；
缺点：
催化剂价格较贵，且要求废气中不得含有会导致催化剂失活的成分。
6.生物过滤工艺
（1）生物过滤工艺简介
利用微生物的新陈代谢过程对多种有机物和某些无机物进行生物降解，可以有效去除工业废气中的污染物质，此即为处理有机废气的生物法。
最先提出采用微生物处理废气构想的是 Bach，他曾于1923年利用土壤过滤床处理污水处理厂散发的含 H2S 恶臭气体。在德国和荷兰的许多地区，该技术已大规模并成功地应用于控制气味，挥发性有机化合物和空气中的有毒排放，许多常见的空气污染物的控制效率已经达到90％以上。
（2）生物过滤工艺原理及流程
***
生物过滤工艺系统通过气体输送装置，喷淋装置和过滤塔主体三个部分组合而成。挥发性有机化合物通过加压预湿，在过滤塔内与填料层表面的生物膜相接触，挥发性有机物从气相转移到生物膜，进而被微生物分解利用，并且被转化成二氧化碳，水和其他的分子物质，然后将净化后的气体排出。喷淋装置定期向填料层喷洒喷淋液, 以调节填料层的水分含量、pH 值和营养盐含量。
（3）生物过滤工艺的影响因素
填料：生物滴滤器中, 生物膜生长在填料的表面, 气态有机物流通于填料之间的空隙。填料比表面积的大小在一定程度上反映了微生物的多少, 孔隙率则影响气体、液体的流速, 而填料层的高度对有机物是否处理完全有着重要意义。
营养液：生物滴滤塔中的营养物质，微量元素和缓冲液均匀喷洒在填料上，以提供生物膜中生物菌群生长和繁殖所需的营养物质。挥发性有机物的去除率一定程度上受营养液的流量，氮和磷的含量等的影响。
进气：生物滴滤器运行过程中, 气体流量、入口气体浓度的大小都对气体本身的去除效率有着显著的影响。
（4）生物过滤工艺优缺点
优点：
适用范围广，处理效率高，工艺简单，费用低，无二次污染 。
缺点：
对高浓度、 生物降解性差及难生物降解的 VOCs 去除率低 。
7.等离子体工艺
（1）等离子体工艺简介
等离子体污染物控制技术利用气体放电产生具有高度反应活性的粒子与各种有机、无机污染物发生反应，从而使污染物分子分解成为小分子化合物或氧化成容易处理的化合物而被去除。
这一技术的最大特点是可以高效、便捷地对多种污染物进行破坏分解，使用的设备简单，占用的空间较小，并适合于多种工作环境。
（2）等离子体工艺原理及流程
***
用于处理挥发性有机物的主要是电晕放电,主要的降解机制如下：在施加的电场下，在电极空间中的电子获得了能量并开始加速。运动的过程中的电子与气体分子相互碰撞，使气体分子被激发、电离或吸附电子成为负离子。
（3）等离子体工艺的影响因素
在降解过程中，电极电压的选择和控制是其主要内容，它会影响放电介质的放电和电子的携能，以及之后的一系列反应，进而影响到降解效率；同时电极电压也作为该方法达到商业应用的一个重要参数，因此电极电压的选择特别关键。
低温等离子体降解VOCs除了和电极电压有密切关系外,其还受反应器结构、反应背景气氛、VOCs 废气中含水量、放电频率、放电电压、VOCs 的化学结构、催化剂种类、低温等离子体放电形式、反应温度以及 VOCs的初始浓度等的影响,其中以气体浓度和气流量的影响为主。
（4）等离子体工艺优缺点
优点：
处理效率高，运行费用低，特别对芳烃的去除效率高。
缺点：
对高浓度 VOCs 处理效率一般，目前主要停留在实验室阶段，缺乏实际应用。
8光催化氧化工艺
（1）光催化氧化工艺简介
光化学和光催化氧化法是目前研究较多的一种高级氧化技术。光催化反应即在光的作用下进行的化学反应。分子吸收特定波长的电磁辐射后，是分子达到激发态，然后发生化学反应，产生新的物质，或成为热反应的引发剂。
（2）光催化氧化工艺原理及流程
***
Ti02作为一种半导体材料其自身的光电特性决定了它可以用作光催化剂。半导体的能带结构通常是一个电子填充低能量价带（VB）和一个空的高能量的导带（CB），导带和价带之间的区域被称为禁带。
当照射半导体的光能量等于或大于禁带宽度时，其价带电子被激发，跨过禁带进入导带，并在价带中产生相应空穴。电子从价带激发到导带，激发后分离的电子和空穴都有一部分进一步进行反应。
光催化反应机理见图：
***
（3）光催化氧化工艺的影响因素
研究表明，反应物初始浓度对光催化效率或降解速率有明显的影响。光催化效率随着初始浓度增加而波动，存在明显的浓度转变点；低浓度目标物的光催化降解效率大于高浓度目标物的光催化降解效率。
湿度对光催化反应的影响尚无一致性结论。对于不同化合物或者不同浓度等实验条件，存在很大的差别。
（4）光催化氧化工艺优缺点
优点：
处理效率高，运行费用低，适用于低浓度广范围的 VOCs特别对芳烃的去除效率高；
缺点：
对高浓度 VOCs 处理效率一般；主要还停留在实验室阶段，缺乏实际应用。
9.沸石转轮+RTO工艺
（1）工艺原理：
VOCs废气通过沸石浓缩转轮后，能有效被吸附于沸石中，达到去除的目的。经过沸石吸附的挥发性气体被洁净后直接通过烟囱排放到大气中，转轮持续以1-6转/小时的速度旋转。
同时将吸附的挥发性有机物传送至脱附区，于脱附区中利用一小股加热气体将挥发性有机物进行脱附，脱附后的沸石转轮旋转至吸附区，持续吸附挥发性有机气体。脱附后的浓缩有机废气送至焚化炉进行燃烧转成二氧化碳及水蒸气排放至大气中。
2.技术特点
3
工艺选择
1.技术选择
2.根据VOCs浓度及流量
3.相对费用
5.燃烧工艺
（1）燃烧工艺简介
一类VOCs 处理方法是所谓破坏性技术，即通过化学或生物的技术使VOCs 转化为二氧化碳、水以及氯化氢等无毒或毒性小的无机物。燃烧法即属此类技术。
燃烧法分直接燃烧法和催化燃烧法。直接燃烧法适合处理高浓度 VOCs 的废气，因其运行温度通常在800-1200℃时，工艺能耗成本较高，且燃烧尾气中容易出现二恶英、NOx等副产物；由于废气中VOCs浓度一般较低，仅仅依靠反应热，一般难以维持反应所需的温度。
为了提高热经济性，人们开展了大量的研究，一个方向是改进催化剂的性能使反应温度降低。另一个方向是研究新的工艺技术、新的反应器设计以使反应能在较高的温度下自热地实现。
（2）燃烧工艺原理及流程
***
催化燃烧中，预热式是一种基本的流程形式。有机废气在进入反应器之前，要在预热室中的加热，因为有机废气温度低于100摄氏度时，浓度低，热量不能自给。燃烧净化后，与未处理的废气进行热交换，回收部分的热量。煤气或电加热是该工艺常用的方法，加热到催化反应所需的点火温度。
催化燃烧催化剂的选择是关键，在消除效率和能耗方面其性能具有决定性的作用。对于挥发性有机化合物氧化催化剂一般可分为2类：贵金属催化剂（铂，钯等）和金属氧化物催化剂（铜，铬，锰等），贵金属催化剂被广泛使用于挥发性有机化合物的催化燃烧，因其具有良好的起燃活性。在用于催化氧化VOCs的贵金属催化剂中，铂比钯活性要高。
（4）燃烧工艺优缺点
优点：
相较与直接燃烧法其辅助燃料费用低，二次污染物NOx生成量少，燃烧设备的体积较小，VOCs去除率较高；
缺点：
催化剂价格较贵，且要求废气中不得含有会导致催化剂失活的成分。
6.生物过滤工艺
（1）生物过滤工艺简介
利用微生物的新陈代谢过程对多种有机物和某些无机物进行生物降解，可以有效去除工业废气中的污染物质，此即为处理有机废气的生物法。
最先提出采用微生物处理废气构想的是 Bach，他曾于1923年利用土壤过滤床处理污水处理厂散发的含 H2S 恶臭气体。在德国和荷兰的许多地区，该技术已大规模并成功地应用于控制气味，挥发性有机化合物和空气中的有毒排放，许多常见的空气污染物的控制效率已经达到90％以上。
（2）生物过滤工艺原理及流程
***
生物过滤工艺系统通过气体输送装置，喷淋装置和过滤塔主体三个部分组合而成。挥发性有机化合物通过加压预湿，在过滤塔内与填料层表面的生物膜相接触，挥发性有机物从气相转移到生物膜，进而被微生物分解利用，并且被转化成二氧化碳，水和其他的分子物质，然后将净化后的气体排出。喷淋装置定期向填料层喷洒喷淋液, 以调节填料层的水分含量、pH 值和营养盐含量。
（3）生物过滤工艺的影响因素
填料：生物滴滤器中, 生物膜生长在填料的表面, 气态有机物流通于填料之间的空隙。填料比表面积的大小在一定程度上反映了微生物的多少, 孔隙率则影响气体、液体的流速, 而填料层的高度对有机物是否处理完全有着重要意义。
营养液：生物滴滤塔中的营养物质，微量元素和缓冲液均匀喷洒在填料上，以提供生物膜中生物菌群生长和繁殖所需的营养物质。挥发性有机物的去除率一定程度上受营养液的流量，氮和磷的含量等的影响。
进气：生物滴滤器运行过程中, 气体流量、入口气体浓度的大小都对气体本身的去除效率有着显著的影响。
（4）生物过滤工艺优缺点
优点：
适用范围广，处理效率高，工艺简单，费用低，无二次污染 。
缺点：
对高浓度、 生物降解性差及难生物降解的 VOCs 去除率低 。
7.等离子体工艺
（1）等离子体工艺简介
等离子体污染物控制技术利用气体放电产生具有高度反应活性的粒子与各种有机、无机污染物发生反应，从而使污染物分子分解成为小分子化合物或氧化成容易处理的化合物而被去除。
这一技术的最大特点是可以高效、便捷地对多种污染物进行破坏分解，使用的设备简单，占用的空间较小，并适合于多种工作环境。
（2）等离子体工艺原理及流程
***
用于处理挥发性有机物的主要是电晕放电,主要的降解机制如下：在施加的电场下，在电极空间中的电子获得了能量并开始加速。运动的过程中的电子与气体分子相互碰撞，使气体分子被激发、电离或吸附电子成为负离子。
（3）等离子体工艺的影响因素
在降解过程中，电极电压的选择和控制是其主要内容，它会影响放电介质的放电和电子的携能，以及之后的一系列反应，进而影响到降解效率；同时电极电压也作为该方法达到商业应用的一个重要参数，因此电极电压的选择特别关键。
低温等离子体降解VOCs除了和电极电压有密切关系外,其还受反应器结构、反应背景气氛、VOCs 废气中含水量、放电频率、放电电压、VOCs 的化学结构、催化剂种类、低温等离子体放电形式、反应温度以及 VOCs的初始浓度等的影响,其中以气体浓度和气流量的影响为主。
（4）等离子体工艺优缺点
优点：
处理效率高，运行费用低，特别对芳烃的去除效率高。
缺点：
对高浓度 VOCs 处理效率一般，目前主要停留在实验室阶段，缺乏实际应用。
8光催化氧化工艺
（1）光催化氧化工艺简介
光化学和光催化氧化法是目前研究较多的一种高级氧化技术。光催化反应即在光的作用下进行的化学反应。分子吸收特定波长的电磁辐射后，是分子达到激发态，然后发生化学反应，产生新的物质，或成为热反应的引发剂。
（2）光催化氧化工艺原理及流程
***
Ti02作为一种半导体材料其自身的光电特性决定了它可以用作光催化剂。半导体的能带结构通常是一个电子填充低能量价带（VB）和一个空的高能量的导带（CB），导带和价带之间的区域被称为禁带。
当照射半导体的光能量等于或大于禁带宽度时，其价带电子被激发，跨过禁带进入导带，并在价带中产生相应空穴。电子从价带激发到导带，激发后分离的电子和空穴都有一部分进一步进行反应。
***
（3）光催化氧化工艺的影响因素
研究表明，反应物初始浓度对光催化效率或降解速率有明显的影响。光催化效率随着初始浓度增加而波动，存在明显的浓度转变点；低浓度目标物的光催化降解效率大于高浓度目标物的光催化降解效率。
湿度对光催化反应的影响尚无一致性结论。对于不同化合物或者不同浓度等实验条件，存在很大的差别。
（4）光催化氧化工艺优缺点
优点：
处理效率高，运行费用低，适用于低浓度广范围的 VOCs特别对芳烃的去除效率高；
缺点：
对高浓度 VOCs 处理效率一般；主要还停留在实验室阶段，缺乏实际应用。
9.沸石转轮+RTO工艺
（1）工艺原理：
VOCs废气通过沸石浓缩转轮后，能有效被吸附于沸石中，达到去除的目的。经过沸石吸附的挥发性气体被洁净后直接通过烟囱排放到大气中，转轮持续以1-6转/小时的速度旋转。
同时将吸附的挥发性有机物传送至脱附区，于脱附区中利用一小股加热气体将挥发性有机物进行脱附，脱附后的沸石转轮旋转至吸附区，持续吸附挥发性有机气体。脱附后的浓缩有机废气送至焚化炉进行燃烧转成二氧化碳及水蒸气排放至大气中。
2.技术特点
3
工艺选择
1.技术选择
2.根据VOCs浓度及流量
3.相对费用
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