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20-06-4 來(lái)源： RCO催化燃燒設(shè)備,粉塵治理設(shè)備,環(huán)保設(shè)備廠家-鄭州騰達(dá)機(jī)械
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摘要：揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）是一類具有刺激性、致畸、致癌、致突變作用、易燃易爆的有機(jī)物，極大的威脅著人體和生態(tài)系統(tǒng)健康。基于此，對(duì)空氣中 VOCs 的檢測(cè)和治理顯得尤為重要。
關(guān)鍵詞：揮發(fā)性有機(jī)污染物；(VOCs)；治理技術(shù)
一、VOCs來(lái)源及其危害
1.VOCs來(lái)源
VOCs的來(lái)源包括天然源和人為源。天然源是指森林、草原、海洋等植物排放;人為源則可分為固定源和流動(dòng)源兩大類，其中固定源包括化石燃料和生物質(zhì)(秸稈、木材)燃燒，溶劑使用、工業(yè)過(guò)程(如石油化工、煉鋼煉焦)等；流動(dòng)源指所有和機(jī)動(dòng)車、船、飛機(jī)等交通工具相關(guān)的排放。
此外，這些VOCs排放到大氣中，在光照等條件下通過(guò)化學(xué)反應(yīng)可生成新的VOCs，即所謂的VOCs二次來(lái)源。VOCs的排放量也是變化的，在城市地區(qū)，早晚上下班高峰期，機(jī)動(dòng)車尾氣排放是VOCs的重要來(lái)源;午后由于溫度升高，VOCs主要來(lái)源是油品或溶劑的揮發(fā)泄露;夜晚環(huán)境中的VOCs則主要是白天排放VOCs的累積。
VOCs來(lái)源
2.VOCs對(duì)環(huán)境的危害
VOCs對(duì)環(huán)境的危害較大，空氣中多數(shù)的VOCs，它們還具有易燃易爆的性能，這種性能會(huì)對(duì)生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重的不安全性。因?yàn)檫@些VOCs在陽(yáng)光照射下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如大氣中的氮氧化合物、碳?xì)浠衔锱c氧化劑可以發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，這些物質(zhì)就生成光化學(xué)煙霧，它們可以產(chǎn)生二次污染，這些二次污染產(chǎn)物對(duì)人類的健康影響很大。
還有一些VOCs物質(zhì)，也對(duì)人類的健康影響很大，如鹵烴類的VOCs，由于這些物質(zhì)可以破壞臭氧層，給地球的生存帶來(lái)嚴(yán)重的威脅；同時(shí)，由于空氣中對(duì)于揮發(fā)性有機(jī)化合物中的芳香烴(如:二甲苯、甲苯等)及含氧碳?xì)浠衔?如:乙醇、酮、酯等)，這些物質(zhì)的揮發(fā)性較大，如果擴(kuò)散在大氣中，它們就很容易擴(kuò)散，這些揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)會(huì)嚴(yán)重地污染環(huán)境和影響人體健康。
VOCs對(duì)環(huán)境的危害
二、揮發(fā)性有機(jī)污染物(VOCs)監(jiān)測(cè)技術(shù)
1.TDLAS技術(shù)
近年來(lái)，在環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中，激光光譜技術(shù)的應(yīng)用成為了一個(gè)非常活躍的研究領(lǐng)域。
利用激光功率密度高、光子通量大等特性，相繼建立了和發(fā)展了多種激光光譜分析方法，其中TDLAS技術(shù)更以其靈敏度高、選擇性好、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)等多種特點(diǎn)迅速發(fā)展起來(lái)，應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛。
TDLAS技術(shù)利用波長(zhǎng)調(diào)制技術(shù)在1s的檢測(cè)時(shí)間內(nèi)可以達(dá)到ppm級(jí)甚至ppb級(jí)，監(jiān)測(cè)靈敏度可以提高超過(guò)100倍，同時(shí)，其能夠在高溫、高壓、高腐蝕等惡劣環(huán)境下進(jìn)行測(cè)試，是當(dāng)前惡劣條件下氣體污染物監(jiān)測(cè)的首選技術(shù)。
2.膜萃取氣相色譜技術(shù)
近年來(lái)，利用膜技術(shù)處理樣品已成為了多種條件下的首選。
在膜萃取過(guò)程中，不存在兩相間的混合，可以有效消除乳液狀的形成并減少溶劑的消耗量，樣品可以與萃取劑連續(xù)接觸，有效保證了監(jiān)測(cè)過(guò)程的連續(xù)性和實(shí)時(shí)性。
在利用該技術(shù)監(jiān)測(cè)空氣中的VOCs時(shí)，空氣連續(xù)流過(guò)中空纖維膜，VOCs組分有選擇性地透過(guò)膜流入到惰性氣體氮?dú)饬髦?，在微阱中VOCs被收集和濃縮，通過(guò)直接電加熱形成具有一定時(shí)間間隔注射的脈沖導(dǎo)入連續(xù)進(jìn)樣。膜萃取進(jìn)樣通常需要經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間使膜滲透達(dá)到一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，從而保證監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
三、揮發(fā)性有機(jī)污染物(VOCs)治理技術(shù)
1.液體吸收法
在 VOCs 治理工程中，液體吸收法是常用的治理方法之一。該治理方法不但能夠有效消除空氣中的氣態(tài)污染物，同時(shí)還能回收部分游泳的物質(zhì)。一般能夠?qū)怏w流量在 3000 ～ 15000m3/h 之間、濃度在 0. 05% ～0. 5%之間的 VOCs 氣體進(jìn)行處理，其去除率可以達(dá)到95%以上。該技術(shù)通過(guò)采用揮發(fā)性極低的液體作為吸收劑，通過(guò)吸收裝置利用廢氣中各種組分在吸收劑中的溶解度或者化學(xué)反應(yīng)特性差異，使吸收劑吸收掉廢氣中的有害組分，從而實(shí)現(xiàn)廢氣的凈化。液體吸收法的工藝流程相對(duì)簡(jiǎn)單且運(yùn)行成本較低，主要適用于廢棄流量較大、濃度較高以及溫度較低和壓力較高情況下氣相污染物的處理，在噴漆、絕緣材料以及化工等行業(yè)運(yùn)用非常廣泛。但是該方法對(duì)設(shè)備的要求較高，需要定期對(duì)吸收劑進(jìn)行更換來(lái)保持凈化能力。
2.催化燃燒法
在催化燃燒系統(tǒng)中，燃燒溫度一般控制在 200 ～400℃。催化燃燒的反應(yīng)器有由 Boreskov 和 Matros 等較早報(bào)道的流向變換催化燃燒反應(yīng)器，是集固定床催化反應(yīng)器和蓄熱換熱器于一體，熱回收率較高的裝置。催化燃燒的熱回收裝置一類是采用可以在放熱和吸熱端同時(shí)翅片化的熱管換熱器，系統(tǒng)熱回收率可達(dá)到 70% 以上。另一類是蓄熱式燃燒裝置，該裝置從 20 世紀(jì) 70 年代末開始應(yīng)用，近年來(lái)新發(fā)展的是采用陶瓷、礫石或其它的高密度惰性材料床吸收氣體熱量。不但回收率高，去除率也可達(dá) 98%。蓄熱式燃燒法在歐洲、美國(guó)使用得較多，國(guó)內(nèi)也有應(yīng)用。
3.電暈法
電暈法治理 VOCs的原理，是通過(guò)驗(yàn)陡峭、脈沖窄的高壓脈電暈的電，在常溫常壓狀態(tài)下獲得非平衡等離子體，從而產(chǎn)生許多高能電子和活性粒子，對(duì)VOCs中的有害物質(zhì)分子進(jìn)行氧化降解反應(yīng)，從而使VOCs污染物中的有害物質(zhì)無(wú)害化，實(shí)現(xiàn)去除效果。
4.生物膜法
現(xiàn)階段隨著科技的不斷發(fā)展， 使用有機(jī)生物的降解技術(shù)對(duì) VOCs 污染處理有著很好的作用。 因?yàn)槲⑸飳?duì)各種污染物有著較強(qiáng)的適應(yīng)性， 并且還能夠?qū)⑦@些污染物作為代謝物進(jìn)行分解和轉(zhuǎn)化，為此，與相對(duì)傳統(tǒng)的 VOCs 污染處理技術(shù)比較，生物的處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)逐漸凸顯，低成本、高安全、功能好和無(wú)污染等都讓生物處理技術(shù)開始走上坡路；此外，因?yàn)閺U棄的生物處理吸收劑在再生功能上也能夠很好的使用吸收劑來(lái)進(jìn)行微生物作用而實(shí)現(xiàn)吸收， 也不需要使用專門的設(shè)備和機(jī)器來(lái)進(jìn)行處理，因此促進(jìn)著整個(gè)處理過(guò)程的便捷和流暢，操作的時(shí)間和運(yùn)用的成本也會(huì)大大減少， 這對(duì)我們現(xiàn)代的 VOCs污染處理技術(shù)來(lái)說(shuō)無(wú)疑不是一件好事。
5.吸附——解吸技術(shù)
（1）微波解吸法
利用微波能將再生后的吸附劑保持之前的吸附能力，不影響其表面積，且微波解吸法的解吸時(shí)間較短，消耗的能量較少，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。
（2）超聲波解吸法
即利用超聲波產(chǎn)生足夠的熱能，增強(qiáng)對(duì)吸附劑解吸的能力，從而達(dá)到處理污染物的一種解析法。
據(jù)新研究發(fā)現(xiàn)，使用超聲波能夠很容易的解吸聚合樹脂以及活性炭等污染物質(zhì)，另外，使用超聲波解吸能夠使得解吸速率得到提高，使得解吸所需的活化能減少。 根據(jù)對(duì)超聲場(chǎng)條件下的吸附相平衡關(guān)系， 超聲波能越強(qiáng)的區(qū)域吸附劑的吸附能力越小，這會(huì)使得解吸速度得到強(qiáng)化，超聲波的存在能使體系的相平衡狀態(tài)朝吸附量減少的方向移動(dòng)。 但是，這種技術(shù)在解吸原理上仍存在些問題，有待進(jìn)一步的研究探討。 目前該技術(shù)仍沒有其應(yīng)用的報(bào)道。
四、結(jié)語(yǔ)
由于VOCs的種類繁多，性質(zhì)各異，因此在處理時(shí)也需要不同的途徑，由于VOCs的排放狀況多樣，在處理VOCs方法也會(huì)根據(jù)不同情況進(jìn)行選擇。
因此，在治理VOCs時(shí)，需要充分了解對(duì)VOCs的不同治理技術(shù)及其有效的使用范圍，盡量達(dá)到處理的更大效應(yīng)，使特定含VOCs的廢氣得到有效的治理，這就需要進(jìn)行綜合評(píng)估，才能夠達(dá)到實(shí)現(xiàn)更佳的治理效果，使環(huán)境得到更佳的保護(hù)。
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