VOCs 介绍

挥发性有机化合物,简称VOCs,其概念在不同国家表达有所不同,如世界卫生组织(WHO)1989年对总挥发性有机化合物(TVOC)的定义为:熔点低于室温而沸点在50-260℃之间的挥发性有机化合物的总称。而我国对VOCs的定义是:20℃时蒸汽压不小于10 Pa或者101.325 kPa标准大气压下,沸点不高于260℃的有机化合物(甲烷除外)或者参与大气光化学反应的有机化合物的统称,常用非甲烷总烃(NMHC)表示。不管是哪国的表达,关于VOCs均提及到以下几点:1、温度为常温或室温,一般为20℃;2、蒸气压为一个标准大气压,即101.325 kPa;3、沸点为250-260℃;4、参与大气光化学反应。符合以上几点,均可认为是VOCs。

一般的VOCs污染来源有家具制造行业、印刷行业、表面涂装(汽车制造业)、橡胶制品行业、塑料制品行业、集装箱制造行业、制药行业等等

常见VOCs治理措施

光催化设备

光催化设备主要利用紫外灯放出特定波长的紫外线,将空气中的水气及氧气转化为具有强氧化性的粒子,与VOCs混合后,达到破坏分子结构的作用。从而将原来的长链分子转变转化为短链分子或直接氧化为CO2和H2O,达到降解VOCs的效果。


光催化工作原理图


低温等离子设备

低温等离子设备主要利用低温等离子管放射出高压电弧,将空气中的水气及氧气转化为具有强氧化性的粒子,其后面的氧化VOCs的工作原理与光催化设备相似,不再敖述。

低温等离子设备工作原理图



生物滤塔

生物滤塔分为生物滴滤塔和生物过滤塔,是利用微生物的生物作用将VOCs氧化为不具有毒害作用的小分子的过程的载体。微生物通过循环水泵自上而下喷淋到载体上,条件合适后便顺利挂膜。VOCs自下而上缓慢通过载体层,此间发生传质过程,污染物从气相转移到液相。微生物便以传质到液相的污染物作为“食物”进行自身的新陈代谢作用,既能达到去除VOCs的效果,又能对微生物的增殖起到促进作用,减少运行费用。


生物滤塔工作原理图


RTO

蓄热式热力焚化炉(RTO)的原理是在高温(一般是800℃以上)下将VOCs氧化成CO2和H2O,从而达到净化废气的目的,同时回收废气分解过程中所释放出来的热量。对于低浓度VOCs,在其前置一台吸附-解吸装置,能达到浓缩VOCs,降低运行成本的作用;而对于高浓度VOCs,可直接送入RTO直接燃烧。

RTO工作原理图


活性炭吸附装置


活性炭吸附装置是人们最早期用作去除VOCs的设施,也是至今为止最常见的VOCs治理设施,其利用活性炭巨大的比表面积对VOCs进行吸附从而达到净化废气的作用。














VOCs治理设施对比图

VOCs治理设施优势及局限性对照表


气体处理预处理手段

在实际工况当中,往往不能使用某种单一的治理设施便能达到排放要求,因此需将两种或两种以上的治理设施组合使用,达到更高更好的治理效果。另外,实际工况中产生的废气中,除了含VOCs,可能还会含有如粉尘、水蒸汽、油分等“杂质”,甚至部分废气还含有高温等物理因素,因此在处理废气过程中,需对废气性质进行摸底,对其了解透彻后选择使用的预处理工艺,降低后续治理设施的处理负荷,从而提高治理效率。

常见的预处理手段有:

洗涤塔。包括水洗涤塔、化学洗涤塔、化学氧化塔等;

除尘器。包括袋式除尘器、静电除尘器、沙克龙(即旋风除尘器)、初中高级过滤器等;

油烟净化器。包括静电油烟净化器、高效过滤器等;

降温设施。包括热交换器、冷气空调等。

VOCs治理工艺

      VOCs治理工艺就是针对我们遇到的废气性质、废气产生规律,选择相应的预处理手段和相应的治理设施,采用串联或并联的方式组合在一起,达到有效去除VOCs的方法。

      如,对于橡胶制品行业的炼胶废气,可以采用以下治理工艺:进气→袋式除尘器→光催化装置/低温等离子装置组合设备→引风机→高空排放

      治理效率能高达90%左右。


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