新型揮發(fā)性有機廢氣處理技術(shù)發(fā)展

隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，環(huán)境問題日益突出，如溫室效應(yīng)、霧霆、沙塵暴等，這些都直接影響到人們的日常生活，因此環(huán)保問題逐漸成為了人們關(guān)注的焦點。根據(jù)可持續(xù)發(fā)展的基本觀點，我們要減少過度和浪費，合理利用和循環(huán)利用以達到節(jié)約資源的目的。
　　揮發(fā)性廢氣(VOCs)是指沸點在50~260℃，室溫下飽和蒸氣壓超過133.3Pa的易揮發(fā)性化合物。這些廢氣不僅會造成大氣污染，還嚴(yán)重危害人體健康。部分物被列為致癌物，如硫化物、多環(huán)芳烴、氯乙烯等。
　　由于VOCs的危險性，許多國已經(jīng)頒布相應(yīng)的法令限制VOCs的排放。如1970年   頒布的《大氣潔凈法》；1990年頒布的《大氣潔凈法修正案》限制189種危險空氣污染物的排放，要求其排放量減小到70%；2002年立法限制149種VOCs的排放。我國也制定了相關(guān)的法令來限制VOCs的排放，其中《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》限制了14類揮發(fā)氣體的高可排放濃度、大排放速率和無組織排放限值，一些地方城市根據(jù)自身的實際情況也制定了相關(guān)法令，和我國標(biāo)準(zhǔn)相比   加嚴(yán)格。2010年5月11日，從我國層次上提出對VOCs的防治工作，把開展揮發(fā)性化合物(VOCs)防治工作作為大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作的重要部分。
　　目前，   對于工業(yè)廢氣的處理展開了大量的研究和應(yīng)用，其處理方法主要有兩種：一是從源頭進行處理，即   工業(yè)生產(chǎn)過程中VOCs的產(chǎn)生，這是理想的方法，不會對環(huán)境產(chǎn)生任何的污染，但是在化工生產(chǎn)中實施起來很難控制。   種方法是后處理，即對工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的VOCs進行處理從而達到環(huán)保要求，雖然這種方法治標(biāo)不治本，但可實施性高，成本低。如今廣泛采用的后處理方法有：催化燃燒法、光催化降解、電暈法、冷凝法、生物膜法、膜分離法、吸收法、吸附法等。
　　一、光催化氧化法
　　光催化氧化法是在常溫常壓下，通過   波長光的照射，VOCs在催化劑表面發(fā)生氧化反應(yīng)分解成H2O、CO2以及一些小分子物。光催化氧化法反應(yīng)條件溫和，   ，能耗低。目前光催化氧化法使用的催化劑主要是過渡金屬氧化物，如TiO2、ZnO2、WO3等，其中納米TiO2由于其表面積大、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、反應(yīng)、成本低廉、對紫外線吸收效率較高、   等優(yōu)點，使其成為研究的熱點。已經(jīng)對TiO2作為光催化氧化法的催化劑的研究己經(jīng)比較成熟，但是國內(nèi)還處在起步階段，離商業(yè)化還有一段距離。雖然光催化氧化法有著以上優(yōu)點，但是在凈化VOCs方面也存在一些爭議，因為光催化反應(yīng)時會產(chǎn)生一些中間產(chǎn)物，如醛、酮、酸等，這些中間產(chǎn)物也會對環(huán)境造成污染。
　　用紫外線分解氣體，實驗結(jié)果表明氯化物和氟氯碳在185nm的紫外線照射下，能在較短的時間內(nèi)進行光解，三氯乙烯能在幾秒內(nèi)分解成CO2、CI2、F2和光氣等。
　　二、吸附法
　　吸附法是利用多孔性吸附介質(zhì)對通過的廢氣的一種或者多種成分進行吸附從而達到分離的目的，與其他方法相比，吸附法具有吸附、無二次污染、能耗小、工藝成熟、操作簡單、能實現(xiàn)自動化。吸附法目前已經(jīng)成功的應(yīng)用于化工生產(chǎn)中對VOCs的處理，其缺點是受吸附介質(zhì)限制不適用于VOCs的吸附，當(dāng)氣體中有固體雜質(zhì)時，容易使吸附介質(zhì)中毒。
　　活性炭吸附設(shè)備的吸附介質(zhì)是整個吸附過程中的核心關(guān)鍵，所以選擇吸附介質(zhì)時要根據(jù)不同的情況作出不同的選擇。通常作為VOCs的吸附介質(zhì)具有以下幾個特點：發(fā)達的微孔結(jié)構(gòu)、比表面積大、吸附量大、容易   、、耐高壓、熱穩(wěn)定性好、吸附可逆等。
　　常見的吸附介質(zhì)有活性炭、活性炭纖維、沸石分子篩、粘土、氧化鋁、硅膠等。
　　活性炭是一種碳質(zhì)多孔性吸附材料，是由褐煤、木屑、煙煤等經(jīng)過碳化、活化制成的黑色顆粒，由微晶炭和無定型炭組成，具有高度發(fā)達的微孔結(jié)構(gòu)，比表面積大，熱穩(wěn)定性好，吸附性能良好，成本低，容易   等優(yōu)點，在各行各業(yè)都有著廣泛的應(yīng)用。
　　分子篩是一種具有立方晶格的硅鋁酸鹽化合物。分子篩具有均勻的微孔結(jié)構(gòu)，它的孔穴直徑大小均勻，這些孔穴能把比其直徑小的分子吸附到孔腔的內(nèi)部，并對極性分子和不飽和分子具有優(yōu)先吸附能力，因而能把極性程度不同，飽和程度不同，分子大小不同及沸點不同的分子分離開來，即具有“篩分”分子的作用，故稱分子篩。由于分子篩具有吸附能力高，熱穩(wěn)定性強等其它吸附劑所沒有的優(yōu)點，使得分子篩獲得廣泛的應(yīng)用。
　　活性炭纖維是新興的一種碳質(zhì)吸附介質(zhì)，它是活性炭的另外一種形態(tài)，呈纖維狀?；钚蕴坷w維作為新一代的炭質(zhì)吸附介質(zhì)，與傳統(tǒng)碳質(zhì)吸附介質(zhì)相比，它具有   大的比表面積、   高的吸附容量、   好的可塑形態(tài)，   快的吸附脫附時間等一系列優(yōu)點，受到家們的廣泛重視，成為研究的新熱點，進行了大量的研究，而其在VOCs處理方面的工業(yè)應(yīng)用尚處于階段。
　　隨著近幾年其他處理技術(shù)的興起，吸附法還可與其他方法的聯(lián)用。脈沖電暈-吸附法治理含苯等廢氣，具有很好的吸附效果，在處理工業(yè)低濃度VOCs時，苯類的去除率在40%左右，含氧物的去除率在70%以上，相比較活性炭吸附法和催化燃燒法它具有   明顯的經(jīng)濟效益。吸附-冷凝法工藝用于回收廢氣中的成分，具有顯著地經(jīng)濟效益，實現(xiàn)了資源的回收利用。處理大風(fēng)量低濃度VOCs廢氣時采用的是吸附-催化燃燒法，凈化效率明顯提高，使用壽命延長，可以在較高的溫度下脫吸。
　　印刷、皮革等行業(yè)產(chǎn)生大量的廢氣引起的污染和健康   等問題越來越受到廣泛的關(guān)注，對于大流量低濃度廢氣的治理技術(shù)具有重要的現(xiàn)實意義。