挥发性有机废气净化技术
挥发性有机物治理技术
H2O
CO2
适用范围
适用于低浓度VOCs，室内空气净化
特点
✓实现VOCs低温去除 ✓适用于低浓度、大风量的VOCs ✓处理效率高，能耗低 ✓净化并清新空气
有机废气
等离子体-催化装置
排气
活性物种和臭氧，触 发催化剂，降低活化能。 催化剂选择性地与等离 子体 产生的产物再 反应
光催化技术
原理
光催化剂纳米粒子在一定波长的光线照 射下受激生产电子空穴对，空穴分解催化 剂表面吸附的水产生氢氧自由基，电子使 其周围的氧还原成活性离子氧，从而具备 极强的氧化还原能力，将光催化剂表面的 各种污染物摧毁
废气
达标排放
组合技术（三）
➢组合五
滤筒除尘+蓄热催化燃 烧
废气
入口
净化后 排气
➢组合六Biblioteka 吸附+高级氧化（三）重点行业排放特征及治理技术
➢ 石化行业
石化行业VOCs特征
✓成分复杂（多包含烷烃、烯烃 硫醇、硫醚、多环芳烃等） ✓难处理（传统的吸附、吸收、 燃烧等技术难以达到满意的去除 效果） ✓排放量大（2010年，石化行业 VOCs排放量全国第一）
废弃物存放和处置 过程
废弃油墨、容器的处置过程挥发VOCs
（三）重点行业排放特征及治理技术
可控制技术 ➢吸附回收法
对于包装印刷过程所排放的高浓度(>5000 mg/m3)或具有高回收价值的 VOCs，宜采用回收技术（如活性炭吸附）加以循环利用。
活性炭吸附净化处理流程图
优点：可以回收大量溶剂，经济效益好 缺点：吸附回收效率不高，一般在70%左右
VOCs类别 主要有卤代烃、氯苯类、芳香烃类、酯类、酰胺类和酮类等
（三）重点行业排放特征及治理技术
VOC废气治理工程技术方案分析
VOC废气治理工程技术方案分析VOC（挥发性有机物）废气指的是在工业生产过程中挥发到大气中的有机化合物。
挥发性有机物废气对环境和人体健康造成了很大的危害，因此需要进行有效的治理。
1. 废气收集与净化：首先需要对废气进行收集，然后通过净化处理降低其排放浓度。
常见的废气收集方式包括引风和负压收集。
净化方法包括物理吸附、化学吸附、催化燃烧和生物处理等。
物理吸附通过吸附材料如活性炭将有机物吸附于表面，并周期性地进行脱附和再生。
化学吸附则通过活性氧化剂如次氯酸钠将有机物氧化分解为无害物质。
催化燃烧则利用催化剂将废气中的有机物与氧气反应生成CO2和H2O。
生物处理则利用微生物将有机物分解为二氧化碳和水。
2. 烟气处理与除尘：治理后的废气中仍然会带有一定的固体颗粒物，需要通过除尘设备进行处理。
常见的除尘设备包括静电除尘器、布袋除尘器和湿式电除尘器。
静电除尘器利用高压静电场使颗粒物带电并与电极相互作用，达到除尘的目的。
布袋除尘器利用滤料上积聚的颗粒物形成的滤渣层对颗粒物进行过滤。
湿式电除尘器则利用液体喷雾将颗粒物湿化后与电极相互作用形成悬浮液并沉降。
3. 余热回收：在VOC废气治理过程中产生的余热可以被回收利用，提高能源利用效率。
常见的余热回收方式包括废气换热器和热泵。
废气换热器通过将废气与新鲜空气或水进行换热，提高新鲜空气或水的温度。
热泵则利用工作介质在低温下蒸发吸收热量，然后在高温下冷凝释放热量。
4. VOC废气监测与控制：治理过程中需要对废气进行实时监测，确保治理效果合格。
常见的废气监测仪器包括气相色谱仪、质谱仪和红外气体分析仪等。
废气控制则通过自动控制系统实现，对废气收集、净化和除尘等进行精确操作和调控。
VOC废气治理工程技术方案需要通过废气收集与净化、烟气处理与除尘、余热回收和废气监测与控制等手段实现对挥发性有机物废气的有效治理。
这些技术方案可以降低废气排放浓度，减少对环境和人体健康的危害。
大气环境中挥发性有机废气治理技术
大气环境中挥发性有机废气治理技术摘要近年来，大气污染问题在全球范围内引起了广泛关注，严重影响了人们的生活质量和身心健康。
其中挥发性有机废气是大气污染中常见的污染物类型之一，能够对人体健康造成严重危害，因此需要在日常工作中采取有效措施进行处理。
通常情况下，挥发性有机废气主要包含有挥发性和非挥发性两大类，其中非挥发性有机废气主要包括有烃类化合物、醛、酮、酸及其他物质等，而挥发性有机废气主要是由化工生产、石油冶炼等工业生产过程产生的。
为了进一步提高大气环境质量，相关工作人员需要在了解大气环境污染的基础上采取有效措施进行治理。
目前常用的治理技术主要包括燃烧法、低温等离子技术、光催化氧化技术等。
在实际应用过程中需要根据不同污染物质性质选择相应的治理技术，进而有效控制大气环境污染。
关键词：大气环境；挥发性；有机废气引言伴随经济和社会发展所产生的诸多问题如工业废气排放造成空气质量下降、汽车尾气增加了雾霾天气等已严重影响到广大群众身体健康及生命安全，因此研究出能有效解决这些问题的新型技术十分必要。
在这种情况下，大气环境质量却逐渐恶化，空气中的二氧化硫、一氧化碳、可吸入颗粒物（PM10）浓度持续升高，为了保护人类赖以生存的地球家园，国内外都开始重视起改善大气环境质量问题，而其中最有效也是最直接的方法就是进行大气环境治理技术研究与应用。
1大气污染治理背景以京津唐地区为例。
京津唐地区是重要的集中式的工业基地，不仅自然资源丰富，同时也是规模较大的商贸集散地与商业城市，具有良好的产业优势。
作为经济战略高地以及技术创新型试点区域，只有保持健康的大气环境才能更好地推动城市经济的可持续发展。
在“双碳”背景下，提升大气污染治理水平的重要举措在于开展协同治理，通过引导各主体强化合作，达到共享发展的目标。
与此同时，积极寻求创新型的合作方式，进一步推动京津唐地区大气污染协同治理水平的提升。
2我国大气污染治理的必要性工业生产迅速增长的同时也带来了严重的环境问题：酸雨蔓延，水体富营养化，土地荒漠化，森林锐减等，其中以大气污染最为突出。
最新VOCs常见废气处理工艺方案
最新VOCs常见废气处理工艺方案近年来，VOCs（挥发性有机物）污染问题日益突出，对环境和人体健康造成严重影响。
为了有效减少VOCs的排放量，采取适当的废气处理工艺方案是必要的。
以下是目前常见的一些最新VOCs废气处理工艺方案。
1.热氧化法（TO）热氧化法是一种将废气加热至高温，并与大量氧气接触使其氧化分解的方法。
这种方法适用于高浓度VOCs废气的处理，可以有效地将挥发性有机物氧化为无害的二氧化碳和水。
然而，这种方法通常需要高能耗和高投资成本。
2.低温等离子体催化氧化法（LEPCO）低温等离子体催化氧化法是一种结合了低温等离子体和催化氧化的废气处理技术。
该方法可以在较低温度下高效氧化降解VOCs，降低能耗和操作成本。
此外，该方法还可以通过更换催化剂来适应不同种类的VOCs 废气。
3.常温等离子体催化氧化法（REPCO）常温等离子体催化氧化法是一种在常温下通过等离子体和催化剂的协同作用进行VOCs氧化降解的废气处理技术。
该方法具有低温度、高效率和低维护成本等优点，适用于处理低浓度VOCs废气。
4.生物滤床生物滤床是一种利用生物膜附着微生物去除VOCs的废气处理方法。
该方法通过将废气通过滤床，使废气中的VOCs被微生物吸附、降解和转化为无害物质，如CO2和H2O。
生物滤床具有操作简单、运行稳定、能耗低等优势，适用于中低浓度VOCs废气的处理。
5.纳米材料吸附法纳米材料吸附法是一种利用纳米材料吸附VOCs的废气处理技术。
该方法通过使用具有高表面积和吸附性能的纳米材料，将废气中的VOCs吸附在纳米材料表面，实现废气净化。
这种方法具有高效、可再生和低维护成本等优点。
6.综合处理技术为了更加有效地处理VOCs废气，综合处理技术也被广泛应用。
常见的综合处理技术包括热电联产技术、吸附-解吸技术、低温等离子体氧化-吸附技术等。
这些综合处理技术能够结合各种废气处理工艺的优点，以实现高效、低能耗和低成本的VOCs废气处理。
废气处理技术
废气处理技术
VOCs指的是挥发性有机化合物，是一族具有共同特征的有机物质，
具有臭味，易挥发，燃烧性和毒性，是破坏大气环境污染的主要原因之一、VOCs处理技术旨在减少挥发性有机物的排放，避免对大气环境造成污染。
1.蒸馏反应塔
蒸馏反应塔是一种常用的VOCs处理技术，它可以有效分离挥发有机
物和其他有机物，从而有效地控制VOCs排放浓度。
它主要由蒸馏塔主体、热交换器、催化剂器官、旋流器和气液分离器等组成。
VOCs处理的原理
是将来自各种排放源的VOCs排放物混合在一起，然后通过蒸馏反应塔的
加热、蒸发、凝聚和冷凝过程，将VOCs分离出来，从而减少VOCs排放浓度。
2.脱硫脱硝技术
脱硫脱硝技术是一种有效处理VOCs的技术，主要利用干法活性炭的
吸附作用，将VOCs净化掉，减少VOCs排放浓度。
该技术主要由活性炭吸
附器及其伴随的辅助设备组成，其工作原理是将VOCs包裹在活性炭表面上，从而将VOCs全部吸附，从而达到减少排放浓度的目的。
3.催化燃烧技术
催化燃烧技术是一种高效有效的VOCs处理技术，它利用催化剂的催
化作用，使有机物质在低温环境下发生燃烧作用，不产生焦炭，而只产生
水和二氧化碳等无害物质，从而达到净化和减。
含挥发性有机物废气净化技术吸收法
含挥发性有机物废气净化技术吸收法(1)吸收工艺吸收法净化有机废气，最常见的是用于净化水溶性有机物。
国内已有一些有机废气吸收的实际应用实例，但净化效率都不高。
目前在石油炼制及石油化工的生产及贮运中采用吸收法进行烃类气体的回收利用。
吸收法控制VOCs污染的典型工艺如图所示。
含VOCs的气体由底部进人吸收塔，在上升的过程中与来自塔顶的吸收剂逆流接触而被吸收，被净化后的气体由塔顶排出。
吸收了VOCs的吸收剂通过热交换器后，进人汽提塔顶部，在温度高于吸收温度或(和)压力低于吸收压力时得以解吸，吸收剂再经过溶剂冷凝器冷凝后进人吸收塔循环使用。
解吸出的VOCs气体经过冷凝器、气液分离器后以纯VOCs气体的形式离开汽提塔，被进一步回收利用。
该工艺适用于VOCs浓度较高、温度较低和压力较高的场合。
(2)吸收剂吸收剂必须对被去除的VOCs有较大的溶解性，同时，如果需回收有用的VOCs组分，则回收组分不得和其他组分互溶；吸收剂的蒸气压必须相当低，如果净化过的气体被排放到大气，吸收剂的排放量必须降到最低；洗涤塔在较高的温度或较低的压力下，被吸收的VOCs 必须容易从吸收剂中分离出来，并且吸收剂的蒸气压必须足够低，不会污染被回收的VOCs；吸收剂在吸收塔和汽提塔的运行条件下必须具有较好的化学稳定性及无毒无害性；吸收剂相对分子质量要尽可能低，以使吸收能力最大化。
净化有机废气常用的吸收剂及其吸收的有机物见表。
(3)吸收设备用于VOCs净化的吸收装置，多数为气液相反应器，一般要求气液有效接触面积大，气液湍流程度高，设备的压力损失小，易于操作和维修。
VOCs吸收净化过程，通常污染物浓度相对较低，气体量大，因而选用气相为连续相，揣流程度较高，相界面大的如填料塔、湍球塔型较为合适。
填料塔的气液接触时间、气液比均可在较大范Χ内调节，且结构简单，因而在VOCs吸收净化中应用较广。
挥发性有机废气治理中的光催化氧化法处理技术
挥发性有机废气治理中的光催化氧化法处理技术光催化氧化法是一种常用的挥发性有机废气治理技术，通过利用光催化材料中的光活性物质对有机废气进行氧化降解，达到净化空气的目的。
光催化氧化法具有操作简单、能耗低、无二次污染等优点，在挥发性有机废气处理中具有广泛的应用前景。
在光催化氧化法处理技术中，最常用的光催化材料是二氧化钛（TiO2）。
二氧化钛具有良好的光催化活性，并且具有稳定性和可重复使用性。
利用紫外光激发二氧化钛，其表面产生活性氧种（如羟基自由基），能够氧化有机废气分子中的挥发性有机物，将其分解为CO2和H2O等无害物质。
在实际的光催化氧化法处理过程中，为了提高处理效果，通常会采用一种或多种方法进行改进。
其中包括增加光催化剂的比表面积、改变催化剂的形貌、调整催化剂的能带结构等。
还可以通过改进反应体系、调节光源波长、优化反应条件等手段来提高光催化氧化法的处理效率。
光催化氧化法处理技术适用于多种挥发性有机废气的治理。
对于甲醛、苯、二甲苯等挥发性有机物，光催化氧化法可以有效地将其降解为无害物质。
光催化氧化法还可以处理含有有毒组分的废气，如挥发性有机气体中的氰化物、硫化物等。
光催化氧化法也存在一些局限性。
光催化氧化法对光照条件有一定的要求，如果光源不稳定或光照强度不足，则处理效果会受到影响。
光催化氧化法对废气中的湿度和温度也有一定的要求，高湿度和低温下可能会降低光催化剂的活性。
光催化氧化法的处理效率也受到废气中其它成分的影响，如存在过多的氧化物、酸性或碱性物质时，可能会对光催化剂产生损害。
光催化氧化法是一种有效的挥发性有机废气治理技术，具有操作简单、能耗低等优点。
在实际应用中，可以通过改进催化剂和反应条件等手段来提高处理效率。
光催化氧化法仍然存在一些局限性，需要进一步研究和改进，以实现更好的废气治理效果。
VOC废气处理技术
VOC废气处理技术VOC(Volatile Organic Compounds)，中文全称挥发性有机化合物.在现代化工业生产中,通常将其作为一种溶剂,使用过程中便会挥发排放到大气中。
在石油化工、印刷、人造皮革、电子行业、涂料和医药等行业应用比较广泛。
普通意义上的VOC就是指挥发性有机物；但是环保意义上的定义是指活泼的一类挥发性有机物，即会产生危害的那一类挥发性有机物.目前VOC废气处理技术主要包括热破坏法、变压吸附分离与净化技术、吸附法和氧化处理方法等。
一、热破坏法热破坏法是指直接和辅助燃烧有机气体，也就是VOC，或利用合适的催化剂加快VOC的化学反应，最终达到降低有机物浓度，使其不再具有危害性的一种处理方法.热破坏是目前应用比较广泛也是研究较多的有机废气处理方法，特别是对低浓度有机废气处理效果比较好。
有机化合物的热破坏可分为直接火焰燃烧和催化燃烧。
直接火焰燃烧是一种有机物在气流中直接燃烧和辅助燃料燃烧的方法。
多数情况下，有机物浓度较低,不足以在没有辅助燃料时燃烧.直接火焰燃烧在适当温度和保留时间条件下，可以达到99%的热处理效率。
催化燃烧是有机物在气流中被加热,在催化床层作用下，加快有机物化学反应(或破坏效率的方法),催化剂的存在使有机物在热破坏时比直接燃烧法需要更少的保留时间和更低的温度,是高浓度、小流量有机废气净化的首选技术。
催化剂在催化燃烧系统中起着重要作用.用于有机废气净化的催化剂主要是金属和金属盐,金属包括贵金属和非贵金属。
目前使用的金属催化剂主要是Pt、Pd，技术成熟,而且催化活性高,但价格比较昂贵而且在处理卤素有机物，含N、S、P等元素时，有机物易发生氧化等作用使催化剂失活。
非金属催化剂有过渡族元素钴、稀土等。
近年来催化剂的研制无论是国内还是国外进行得较多，而且多集中于非贵金属催化剂并取能得了很多成果。
例如V2O5+ MOX（M：过渡族金属） + 贵金属制成的催化剂用于治理甲硫醇废气，Pt + Pd + Cu催人剂用于治理含氮有机醇废气.由于有机废气中常出现杂质，很容易引起催化剂中毒，导致催化剂中毒的毒物(抑制剂主要有磷、铅、铋砷、锡、汞、亚铁离子锌、卤素等。
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5.5.3 吸附法
5.5.3 吸附法
5.5.3 吸附法
5.5.3 吸附法
• （4）系统运转要点
经常检查与处理设备，保证预处理效果，防止吸附器堵塞，
延长吸附剂使用的寿命
及时脱附，保证排气中污染物浓度在允许排放浓度以下，
5.5 挥发性有机废气净化技术
• 有机废气的综合防治措施 – VOCs控制技术可分为两类 • 防止泄漏为主的预防性措施 – 替换原材料 – 改变运行条件 – 更换设备等 • 末端治理为主的控制性措施
5.5 挥发性有机废气净化技术
• 净化方法： – 破坏性方法（燃烧法） – 非破坏性方法(吸附法、冷凝法、吸收法、生物法等）
在进行热力燃烧时，一般燃烧其他的燃料，如煤气、天然气、
油等，来提高废气的温度，达到热力燃烧所需的温度，把其 中气态污染物氧化为二氧化碳、水、氮气
5.5.2 燃烧法
• 燃烧过程 ➢ 辅助燃料燃烧—提供热量 ➢ 废气与高温燃气混合—达到反应温度 ➢ 在反应温度下，保持废气有足够的停留时间，使废气中可
5.5.1 净化方法的选择原则
• 一、污染物的性质
– 易氧化、燃烧——燃烧法 – 相似相容——吸收法 – 可被吸附——吸附法
• 二、污染物浓度
– 浓度高——直接燃烧 – 浓度低——催化燃烧、热力燃烧、吸附法等
• 三、生产的具体情况及净化要求 • 四、经济性
5.5.1 净化方法的选择原则
5.5.1 净化方法的选择原则
有机废气净化。
5.5.2 燃烧法
催化燃烧常见的流程示意
5.5.2 燃烧法
具有热回收装置的催化燃烧器
5.5.3 吸附法
• 吸附法
• (1) 特点
可以较彻底地净化废气，即可进行深度净化，尤其是对于
低浓度废气的净化，比其它方法表现出更大的优势
在不使用深冷、高压等的手段下，可以有效地回收有价值
的有机物组分
• 一、直接燃烧法 也称直接火焰燃烧法：把废气中可燃的有害组分当做燃料
直接烧掉。
一般适用于净化可燃有害组分浓度较高的废气，或者是用
于净化有害组分燃烧时热值较高的废气
该法可采用如窑、炉等设备的直接燃烧，或者火炬燃烧
5.5.2 燃烧法
• 采用窑、炉等设备的直接燃烧：直接燃烧的设备可以采用 一般的燃烧炉、窑，或通过一定装置将废气导入锅炉炉作 为燃料气进行燃烧。燃烧温度一般需在1100℃左右，其最 终产物为二氧化碳、水、氮气，不适用于处理低浓度废气。
在运转初期要加强检测，以定出合适的吸附周期
要掌握好脱附温度和脱附时间 控制炭层温度，防止自然 吸附器每1～2年清理一次，除去炭粉，补充新炭
5.5.4 吸收法
• 吸收法 • (1) 特点
一般用于净化水溶性有机物 与催化燃烧法、吸附法相比，在治理碳氢化合物废气的方法
中它没有后两者用途广泛
在处理使用有机溶剂的一些行业，如喷漆、绝缘材料、漆包
由于吸附剂对被吸附组分吸附容量的限制，吸附法最适于
净化低浓度的有机溶剂废气，且效果好，工艺成熟
5.5.3 吸附法
• （2）吸附剂 • 吸附剂常用活性炭、硅胶、分子筛等，其中应用最广泛的、
效果最好的吸附剂是活性炭:可吸附的有机物种类很多， 吸附容量较大，尤其是存在有机废气的情况下可对混合气 体中的有机组分进行选择性吸附。但有部分VOCs不易解 吸，不宜用活性炭吸附。
5.5.2 燃烧法
燃烧净化：用燃烧方法销毁有害气体、蒸气或烟尘，使其
变为无害物质的过程。
最终产物主要是二氧化碳和水，不能回收到有用物质，但
由于燃烧时放出大量的热，排气温度很高，可以回收热量。
故这种方法只能适用于净化那些可燃有害组分浓度高的有
害气体，或是用于净化有害组分燃烧时热值较高的废气。
5.5.2 燃烧法
燃的有害组分氧化分解—达到净化排气目的
5.5.2 燃烧法
5.5.2 燃烧法
• 三、催化燃烧法 在催化剂的作用下，将废气中的有害可燃组分完全氧化为
二氧化碳和水
催化燃烧器净化率高、工作温度低、能量消耗少、对可燃
组分浓度和热值限制少，操作简便和安全性好等，已成为 净化有机蒸气的重要手段。
用于金属印刷、绝缘材料、漆包线、炼焦、化工等行业中
• 火炬燃烧：不仅产生了大量的有害气体、烟尘及热辐射而 危害环境，并且造成了有用燃料气的大量损失，尽量5.5.2 燃烧法
• 二、热力燃烧法 适用于可燃有机物质含量较低的废气的净化处理。由于该类
废气中可燃有机组分的含量很小，因此，废气本身不能燃烧， 并且其中的可燃组分燃烧后放出的热量很低，不能维持燃烧
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5.5 挥发性有机废气 净化技术
乌海职业技术学院 化学工程系 赵丽霞
5.5 挥发性有机废气净化技术
• 挥发性有机废气：VOCs。
• 一、有机废气的特点
大多数有机污染物是对人体健康有害 中毒的大多症状表现为：呼吸道疾病多为积累性 若有机污染物的浓度过高可能会造成急性中毒甚至死亡 有些有机物会引起皮肤病 有些具有致癌性 恶臭类物质影响呼吸系统、循环系统、消化系统和生殖系统
线等的生产过程中，所排放的废气还不能完全达到工业应用 水平
影响吸收法应用范围的主要因素：对有机蒸气吸收一般为物
理吸收，吸收剂的吸收容量有限
5.5.4 吸收法
在吸收法的运用过程中，废气中的固体颗粒物和胶黏物，
在气液接触时能被捕集，且胶黏物在油中呈稀胶状，不会 堵塞设备和管道。颗粒物和胶黏物能通过沉淀从油中分离。 由于有机溶剂在柴油中的溶解度大，吸收过程的控制因素 是气膜阻力，所以采用液相分散型吸收设备。通过实际使 用表明，填料塔用于处理有机溶剂废气，具有设备简单、 分离效果好、油雾带出少等优点。而且对含有有机蒸气的 浓度不高，并含有少量的颗粒物的废气
5.5.3 吸附法
5.5.3 吸附法
5.5.3 吸附法
• （3）吸附工艺 • 常用有机废气净化回收系统，包括：
预处理部分：预先除去进气中的固体颗粒物及液滴，并
降低进气温度
吸附部分：一般用吸附器并联或串联 吸附剂再生部分：常用水蒸气脱附法使活性炭再生 溶剂回收部分：不溶水的溶剂可与水分层，易于回收，