揮發(fā)性除臭設(shè)備的控制技術(shù)進(jìn)展

 

 

 

揮發(fā)性有機(jī)物（Volatile Organic Compounds, 簡稱VOCs）除臭設(shè)備是一類在常溫常壓下容易揮發(fā)的有機(jī)化合物，廣泛存在于化工、印刷、涂裝、制藥等行業(yè)的生產(chǎn)過程中。這些物質(zhì)不僅具有刺激性氣味，而且在一定條件下會參與光化學(xué)反應(yīng)，生成臭氧等二次污染物，對環(huán)境空氣質(zhì)量和人體健康構(gòu)成威脅。因此，開發(fā)高效、經(jīng)濟(jì)的VOCs控制技術(shù)對于改善環(huán)境質(zhì)量具有重要意義。本文將詳細(xì)介紹幾種主要的VOCs末端控制處理方法和技術(shù)，包括吸附法、吸收法、冷凝法、膜分離法以及低溫等離子體技術(shù)和光催化法，并探討其***缺點(diǎn)及適用范圍。

 

 一、吸附法

 

吸附法是一種利用固體表面對氣體分子進(jìn)行物理或化學(xué)吸附的方法，常用的吸附材料包括活性炭、沸石和硅膠等。該方法因其操作簡單、成本低而被廣泛應(yīng)用于VOCs的治理中。

 

1. 活性炭吸附：活性炭具有較***的比表面積和發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)，能夠有效吸附多種類型的VOCs。然而，隨著使用時(shí)間的增加，活性炭會逐漸飽和，需要定期更換或再生。此外，活性炭在高溫高濕環(huán)境下吸附效率可能降低。

   

2. 沸石轉(zhuǎn)輪吸附：沸石分子篩具有均勻的微孔結(jié)構(gòu)和可調(diào)的酸性位點(diǎn)，能夠選擇性地吸附***定類型的VOCs。沸石轉(zhuǎn)輪吸附系統(tǒng)通常由吸附區(qū)、脫附區(qū)和冷卻區(qū)組成，通過周期性旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)連續(xù)操作。這種方法適用于處理***風(fēng)量、低濃度的有機(jī)廢氣。

 

 二、吸收法

 

吸收法是通過將廢氣與液體吸收劑接觸，使其中的VOCs溶解于液相中，從而達(dá)到凈化目的。常用的吸收劑包括水、柴油和硅油等。

 

1. 水吸收：水作為***廉價(jià)的吸收劑被廣泛應(yīng)用于VOCs的處理。但是，許多VOCs在水中溶解度較低，導(dǎo)致吸收效率不高。為了提高吸收效果，常常需要添加表面活性劑或其他助溶劑。

   

2. 硅油吸收：硅油具有******的化學(xué)穩(wěn)定性和較高的VOCs溶解能力，***別適用于處理含氯或含硫化合物。但是，硅油的成本相對較高，且在高溫下可能會揮發(fā)損失。

 三、冷凝法

 

冷凝法是將廢氣冷卻至露點(diǎn)溫度以下，使其中的VOCs凝結(jié)成液態(tài)，再通過分離裝置回收。這種方法適用于處理高濃度、高沸點(diǎn)的有機(jī)廢氣。

 

1. 直接冷凝：對于高濃度有機(jī)廢氣，可直接采用冷凝器進(jìn)行降溫處理。但是，對于低濃度廢氣，由于冷凝溫度極低，能耗較***，經(jīng)濟(jì)性較差。

   

2. 間接冷凝：通過預(yù)冷器先將廢氣冷卻到一定溫度，然后再進(jìn)入主冷凝器進(jìn)一步降溫。這種方式可以減少制冷負(fù)荷，降低運(yùn)行成本。

 

 四、膜分離法

 

膜分離法是利用天然或人工合成的高分子薄膜，以外界能量或化學(xué)位差為推動(dòng)力，對兩組分或多組分的氣體進(jìn)行分離、分級和富集的技術(shù)。

 

1. 蒸汽滲透（VP）：蒸汽滲透是在一定的壓差驅(qū)動(dòng)下，讓混合氣體中的易揮發(fā)組分透過膜，而難揮發(fā)組分則被截留。這種方法適用于處理含有少量高沸點(diǎn)有機(jī)物的廢氣。

 

2. 膜蒸餾（MD）：膜蒸餾是利用疏水性微孔膜將水蒸氣從進(jìn)料側(cè)傳輸?shù)綕B透側(cè)的過程。該方法可以有效去除廢水中的揮發(fā)性有機(jī)物，同時(shí)產(chǎn)生純凈的水蒸氣。

 

 五、低溫等離子體技術(shù)

 

低溫等離子體技術(shù)是在放電電極間施加高頻電場，使氣體電離產(chǎn)生等離子體，其中含有***量高能電子、離子和自由基。這些活性粒子與VOCs分子碰撞，引發(fā)一系列復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)，***終將其轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。

 

 

1. 電子束照射法：電子束照射法利用高能電子束直接轟擊廢氣中的VOCs分子，使其分解為小分子碎片。這種方法處理效率高，但設(shè)備昂貴，維護(hù)復(fù)雜。

   

2. 介質(zhì)阻擋放電法：介質(zhì)阻擋放電法是在電極之間放置***緣介質(zhì)，通過高壓交流電產(chǎn)生等離子體。該方法可以在較低溫度下運(yùn)行，適合處理低濃度、***風(fēng)量的有機(jī)廢氣。

 

 六、光催化法

 

光催化法是利用半導(dǎo)體催化劑（如TiO2）在紫外光照射下產(chǎn)生的電子-空穴對，激發(fā)周圍的水分子和氧氣形成羥基自由基和臭氧自由基。這些強(qiáng)氧化性的自由基能夠迅速氧化VOCs分子，生成二氧化碳和水。

 

 

1. ***點(diǎn)：光催化法具有反應(yīng)條件溫和、無二次污染的***點(diǎn)。***別是當(dāng)與其他方法聯(lián)用時(shí)，可以顯著提高處理效率。

   

2. 缺點(diǎn)：目前光催化法面臨的主要問題是催化劑活性有待提高，并且需要解決催化劑的固定化問題。

 

 結(jié)論

 

綜上所述，除臭設(shè)備各種VOCs控制技術(shù)各有***缺點(diǎn)，適用于不同的應(yīng)用場景。在實(shí)際工程中，往往需要根據(jù)具體情況選擇合適的組合工藝以達(dá)到***處理效果。例如，對于高濃度有機(jī)廢氣可以先采用冷凝法預(yù)處理，再結(jié)合吸附法深度凈化；而對于低濃度***風(fēng)量廢氣則可以考慮采用生物法或光催化法等。未來隨著新材料、新技術(shù)的發(fā)展，相信會有更加高效、經(jīng)濟(jì)的VOCs治理方案出現(xiàn)，為環(huán)境保護(hù)事業(yè)做出更***貢獻(xiàn)。