關(guān)于工業(yè)有機廢氣的治理技術(shù)探討

李志剛

（江蘇省環(huán)境工程技術(shù)有限公司，江蘇 南京 210000）

1 工業(yè)有機廢氣污染物的類型

1.1 含氮氣體污染物

以我國現(xiàn)階段大氣污染的情況來看，NOX（氮氧化物）是導(dǎo)致空氣質(zhì)量降低的主要原因之一。其主要來源是：汽車在運行過程中需要通過燃燒大量的燃料為運行提供動力，在此過程中會有大量的氮氧化物產(chǎn)生；在鋼鐵、熱電廠、水泥等行業(yè)煤炭的使用以及高溫?zé)崃Ψ贌^程中也會排放大量的氮氧化物；同樣石油化工、無機化學(xué)、精細化工行業(yè)等工業(yè)生產(chǎn)過程中也會排放大量的含氮有機污染物，如氨、三乙胺、二乙胺、DMF（二甲基甲酰胺）等[1]。

1.2 含硫氣體污染物

SO2（二氧化硫）是環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)考核的主要因子之一。含硫化合物主要包括H2S（硫化氫）、SO2、硫醇、硫醚等化合物，含硫氣體污染物經(jīng)末端處理后大部分轉(zhuǎn)換為SO2。例如，鋼鐵、熱電廠等行業(yè)排放大量的SO2，而化工石化、醫(yī)藥、農(nóng)藥等行業(yè)排放的含硫污染物以有機硫化物為主，如甲硫醇、二甲基硫醚等[2]。

1.3 含碳氫氣體污染物

研究人員對各種有機廢氣分析后發(fā)現(xiàn)，大氣中的碳氫氣體污染物主要由烷烴、烯烴、芳香烴以及含氧烴等物質(zhì)組成。當前，我國環(huán)境空氣中O3超標問題非常突出，研究表明，碳氫氣體污染物對空氣中O3貢獻值較大，因此，對于這種氣體污染物的治理也十分關(guān)鍵。目前，碳氫氣體污染物排放量較大的行業(yè)有汽車制造、家具生產(chǎn)、石油化工、精細化工等行業(yè)。

2 傳統(tǒng)有機廢氣的處理技術(shù)

在以前的廢氣處理工作中，最常見的處理方式包括吸收法、吸附法、催化燃燒法、生物過濾法、生物洗滌法和熱力焚燒法等。其中，吸附法、催化燃燒法以及蓄熱式焚燒法相對比較成熟，且擁有一定的工程技術(shù)規(guī)范標準。

上述方法均存在一定的優(yōu)缺點，有各自的適用范圍。①吸收法是利用有機廢氣內(nèi)吸收液的溶解性或化學(xué)反應(yīng)特性的差異，通過氣液傳質(zhì)作用，使廢氣中的有害組分被吸收劑吸收，達到去除有機廢氣的目的。該治理工藝對有機廢氣的治理效率與有機廢氣的溶解度密切相關(guān)，而且不會產(chǎn)生二次污染，在實際應(yīng)用中常作為前端預(yù)處理工藝。其中，吸附裝置一次性投入相對低，且對各類有機廢氣均具有一定的去除效果；吸附劑的種類有活性炭吸附、沸石分子篩等，當前，此技術(shù)被廣泛應(yīng)用于高濃度有機溶劑回收和中低濃度有機廢氣治理。但這種吸附工藝的整體去處效率較低，除應(yīng)用在處理低濃度有機廢氣外，很難作為末端達標治理工藝[3]。②蓄熱式焚燒技術(shù)是一種工藝技術(shù)較成熟的末端廢氣治理工藝，適于中高濃度有機廢氣治理，去除效率較高。但對于低濃度廢氣，蓄熱式焚燒技術(shù)的運行成本較高。在實際運行過程中如果濃度控制不當，易發(fā)生安全事故。③催化燃燒法相比蓄熱式焚燒法一次性投入小，其使用的催化劑種類和質(zhì)量對于污染物的去除效率至關(guān)重要，如廢氣中含有氯、含硫等物質(zhì)易造成催化劑失活，影響治理效果。

3 有機廢氣處理的新技術(shù)

3.1 CEB超低排放燃燒技術(shù)

CEB超低排放燃燒技術(shù)是通過應(yīng)用金屬纖維無煙無火焰焚燒器，使可燃物的處理效率達到99.99%，對可燃物的濃度適應(yīng)性強。在對有機廢氣進行處理的過程中，CEB技術(shù)會利用超低排放的VOCs排放控制設(shè)備中的預(yù)混器以及燃燒器中的表面燃燒技術(shù)對廢氣進行有效的燃燒[4]。相比其他有機廢氣處理技術(shù)，CEB技術(shù)可以實現(xiàn)全程無煙無火焰的廢氣處理工作。此外，由于CEB技術(shù)可在任何廢氣污染濃度下進行安全的處理工作，所以，可更好的滿足當前對于廢氣的處理效率以及流量等方面的要求。該技術(shù)作為一項新興的技術(shù)具有較多的優(yōu)勢，如適用的油氣濃度范圍廣、占地規(guī)模小、能耗低、啟動時間短等，但也存在一次性建設(shè)成本高，且火焰燃燒器的后期運維成本投入較大。

3.2 變壓吸附技術(shù)

變壓吸附技術(shù)的應(yīng)用原理是，由于在不同吸附劑的應(yīng)用中，氣體組分在吸附性上存在不同，其吸附量也會隨著壓力的變化而變化，因此，想要對氣體進行有效的分離，就需通過轉(zhuǎn)變壓力來實現(xiàn)對有機廢氣的治理。變壓吸附技術(shù)是通過壓力漲落循環(huán)的操作手法對吸附組分進行相應(yīng)的吸附和解析工作，因此，吸附劑的選擇往往以硅膠、活性炭以及分子篩等為主，但對于一些特殊組分，則需要有選擇特定性的吸附材料。由此可見，吸附分離效果的好壞與吸附劑的性能高低有著直接的關(guān)系。與其他技術(shù)相比，變壓吸附技術(shù)的優(yōu)勢在于具有能耗低、自動化程度高以及投資低等特點，所以，在應(yīng)用該技術(shù)治理有機廢氣時，相關(guān)治理工作往往會獲得純度相對較高的副產(chǎn)品。而且，這些副產(chǎn)品可以在其他工作環(huán)節(jié)中得到有效的應(yīng)用，在一定程度上為提高企業(yè)經(jīng)濟效益提供了經(jīng)濟基礎(chǔ)。

3.3 膜分離技術(shù)

膜分離法的應(yīng)用原理是，在壓力驅(qū)動作用下，根據(jù)有機廢氣分子的大小、膜結(jié)構(gòu)擴散性以及滲透性等方面的差異將空氣與有機廢氣進行有效分離的一種方式。與其他技術(shù)相比，膜分離法的操作流程較為簡單，運行費用較低以及占地面積小，便于安裝等優(yōu)勢，在濃度較高以及組分較單一的有機廢氣治理中具有較大的應(yīng)用前景。但在實際工作中，膜污染物問題仍需進一步進行研究、解決[5]。

3.4 “減風(fēng)增濃”源頭削減技術(shù)

以包裝印刷行業(yè)為例，需要對大排風(fēng)量的污染問題進行治理，要想保證此行業(yè)排放的廢氣能夠達到排放標準，相關(guān)企業(yè)需要借助廢氣治理技術(shù)實現(xiàn)有效治理的目標。但這個過程中，無論相關(guān)企業(yè)選取何種廢氣治理技術(shù)，都會面臨較高的末端治理設(shè)備的投入費用?！皽p風(fēng)增濃”技術(shù)的應(yīng)用可以有效實現(xiàn)企業(yè)廢氣治理投入成本降低的目標，此技術(shù)中包含并聯(lián)式減風(fēng)和串聯(lián)式減風(fēng)的工作模式。在實際應(yīng)用過程中，并聯(lián)式減風(fēng)需要在每個干燥單元配置一套VOCs濃度檢測裝置，通過這種裝置來調(diào)整各單元調(diào)節(jié)閥的開度，從而調(diào)節(jié)二次循環(huán)風(fēng)量。例如，當某個單元廢氣濃度過高時，可調(diào)小二次循環(huán)風(fēng)量。而串聯(lián)式減風(fēng)技術(shù)檢測VOCs濃度是從第一個烘箱開始，濃度逐級遞增，通過控制最后一個烘箱的干燥風(fēng)量以及新風(fēng)風(fēng)量不小于安全風(fēng)量，來保證整臺設(shè)備安全。上述兩種方式都可以減少烘箱廢氣的產(chǎn)生量，以達到節(jié)約廢氣的處理成本，提升廢氣處理效率。

4 工業(yè)有機廢氣治理技術(shù)的意義

近年來，隨著工業(yè)領(lǐng)域的進步與發(fā)展，卻給我國生態(tài)環(huán)境帶來了持續(xù)嚴峻的污染問題。目前，我國工業(yè)生產(chǎn)的廢氣排放量過高，導(dǎo)致我國大部分地區(qū)長時間處于霧霾等惡劣天氣的之中，人們的生活環(huán)境不僅受到了嚴重的破壞，人們的身體健康也受到了極大的影響。近年來，通過加強工業(yè)廢氣的治理管控，全國的環(huán)境空氣質(zhì)量持續(xù)得到改善。其中，細顆粒物（PM2.5）就呈現(xiàn)出下降趨勢，但臭氧污染問題卻日益凸顯，特別是在夏季，臭氧已成為導(dǎo)致部分城市空氣質(zhì)量超標的首要因子。而揮發(fā)性有機物（VOCs）是形成臭氧的重要前體物，因此，加強VOCs治理可有效控制臭氧污染。為了保護我們賴以生存的自然環(huán)境，人們應(yīng)強化對工業(yè)有機廢氣治理技術(shù)的研究力度，提高工業(yè)有機廢氣治理水平，以此提升環(huán)境空氣質(zhì)量[6]。

5 工業(yè)有機廢氣污染治理技術(shù)的發(fā)展

5.1 提升處理設(shè)備水平

為了有效提高工業(yè)廢氣設(shè)備的處理效率，相關(guān)研究部門需要在參與國家重大污染治理專項課題中，將工業(yè)廢氣處理設(shè)備水平的提升作為研發(fā)主體，以此在提高治污技術(shù)研發(fā)能力的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)在源頭削減廢氣的目標。

5.2 采用組合技術(shù)

我國相關(guān)生態(tài)環(huán)保部門在對各種先進、科學(xué)的廢氣處理技術(shù)進行不斷的研究期間，為了更好的對有毒有害的污染物質(zhì)進行有效的處理，相關(guān)研究人員需要將多種先進技術(shù)融合在一起，進而從多個角度出發(fā)來實現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境的保護。

6 結(jié)論

綜上所述，從我國當前環(huán)境的實際情況看，有機廢氣的處理一直是決定大氣環(huán)境好壞的重要因素，當前VOCs已經(jīng)取代SO2成為“十四五”城市空氣質(zhì)量考核的新指標，所以，環(huán)境治理工作刻不容緩。為了有效降低工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境造成的污染程度，相關(guān)治理部門需要從污染源頭著手。同時，為了有效減少有機廢氣的排放量，相關(guān)治理人員需要采用高效經(jīng)濟的處理手段對大氣污染問題進行有效處理，保障人們擁有良好的生活環(huán)境。