提要：挥发性有机污染物处理问题,是当前工业废气处理的难点、热点问题。本文详细介绍了吸收法、吸附法、和燃烧法等挥发性有机废气的传统处理技术,并对正在发展的生物技术的概念和机理进行阐述和对以后的研究方向进行了一些展望。

　　关键字：挥发性有机污染物，深冷冷凝，VOCs处理设备

　　1.前言

　　继SO2、NOX和氟里昂后，挥发性有机化合物(VolatileOrganicCompounds，以下简称VOCs)废气的污染成为世界各国关注的又一焦点。挥发性有机化合物指的是挥发性的碳氢化合物及其衍生物，它包括烃类、芳烃类、醇类、醛类、酮类、酯类、胺类、有机酸等。其危害主要有以下几方面：

　　(1)在阳光照射下，NOx与大气中的VOC发生光化学反应，生成臭氧、过氧硝基酰(PAN)、醛类等光化学烟雾，造成二次污染，刺激人的眼睛和呼吸系统，危害人的身体健康。如长期生活在这种环境中(几天或几星期)，会对人造成生命危险。同时会危害农作物的生长，甚至导致农作物的死亡。美国洛杉矶、我国北京市燕山区和兰州市西固区等都曾出现过光化学污染。

　　(2)大多数VOC有毒、有恶臭，会使人患积累性的呼吸道疾病。在高浓度突然作用下，有时会造成急性中毒，甚至死亡。有些VOC(如3，4-苯并芘、氯乙烯)能致癌;

　　(3)大多数VOC都易燃易爆，在高浓度排放时易酿成火灾和爆炸。近年来由于VOC造成的火灾和爆炸时有发生。

　　(4)部分VOC可破坏臭氧层。

　　2.治理技术

　　总的来说，挥发性有机化合物(VOCs)的处理方法主要有两类：一类是回收法。回收法是通过物理方法,在一定温度、压力下,用选择性吸收剂、吸附剂和选择性渗透膜等方法来分离挥发性有机化合物(VOCs)，主要包括溶液吸收、活性碳吸附、变压吸附和冷凝法等;另一类是消除法。消除法是通过化学或生物反应，用光、热、催化剂和微生物等将挥发性有机物转化为水和二氧化碳，主要包括热氧化、催化燃烧、生物氧化、电晕法、等离子体分解法、光分解法等。下面介绍几种传统的处理方法:

　　2.1液体吸收法。液体吸收法是利用液体吸收液与挥发性有机化合物的相似相溶性原理而达到处理有机废气的目的。通常为强化吸收效果用液体石油类物质、表面活性剂和水组成的混合液来作为吸收液[1]。近年来，日本人研究利用了用环糊精作为有机卤化物的吸收材料，根据环糊精对有机卤化物亲合性极强的原理，将环糊精的水溶液作为吸收剂对有机卤化物气体进行吸收。这种吸收剂具有无毒不污染，捕集后解吸率高，回收节省能源，可反复使用的优点。

　　2.2吸附法。吸附法的应用广泛，具有能耗低、工艺成熟、去除率高、净化彻底、易于推广的优点，有很好的环境和经济效益。缺点是设备庞大，流程复杂，当废气中有胶粒物质或其他杂质时，吸附剂易中毒。吸附法主要用于低浓度，高通量可挥法性有机物(VOCs)的处理。决定吸附法处理VOCs的关键是吸附剂，吸附剂应具有密集的细孔结构、内表面积大、吸附性能好、化学性质稳定、不易破碎、对空气阻力小等性能，常用的有活性炭、氧化铝、硅胶、人工沸石等。

　　目前，多数采用活性炭,其去除效率高。活性炭有粒状和纤维状两类。颗粒状活性炭结构气孔均匀，除小孔外，还有10～100nm的中孔和1.5～5um的大孔，处理气体从外向内扩散，吸附脱附都较慢;而纤维活性炭孔径分布均匀，孔径小且绝大多数是1.5～3nm的微孔，由于小孔都向外，气体扩散距离短，因而吸附脱附快。经过氧化铁或氢氧化钠或臭氧处理的活性炭往往具有更好的吸附性能。

　　2.3冷凝法。冷凝法是利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸汽压这一性质，采用降低系统温度或提高系统压力，使处于蒸汽状态的有机污染物冷凝并从废气中分离出来的过程。冷凝过程可在恒定温度的条件下用提高压力的办法来实现，也可在恒定压力的条件下用降低温度的办法来实现，一般多采用后者。利用冷凝的办法，能使废气得到很高程度的净化，但是高的净化要求，往往是室温下的冷却水所不能达到的。净化要求愈高，所需冷却的温度愈低，必要时还得增大压力，这样就会增加处理的难度和费用。因而,冷凝法往往与吸附、燃烧和其他净化手段联合使用，以回收有价值的产品。

　　2.4催化燃烧法。催化燃烧是一种处理有机气体的有效方法，特别适于处理量大、气体浓度较低时苯类、醛类、酮类、醇类等各类有机废气的处理。催化燃烧法的作用原理是：有机气体中的碳氢化合物在较低的温度下(250～300℃)，通过催化剂的作用，被氧化分解成无害气体并释放热量。这种高浓度的有机气体在催化燃烧时所放出的热量足以维持其催化反应时所需要的温度，无需外加热源，燃烧后的热空气又可以用于对吸附剂的热脱附再生，达到废物及废能综合利用，同时节能的目的。

　　在催化燃烧过程中，燃烧反应温度低，一般比热焚烧要低300～500℃，由于燃烧完全，不会产生CO和剩余可燃气体，不易生成高温下的二次污染物如二恶英、氮氧化物等,而且脱除污染物效率高，还可以回收热量节约能源，最终有机气体在催化剂的作用下，于一定温度下转化为水和二氧化碳，并排向大气。此处理方法的关键问题是开发与研制一种起燃点低、催化活性高、稳定和价廉的催化剂。用浸渍法研制的过渡金属及其氧化物系列的燃烧催化剂效果较好;另外，近年来纳米粒子催化剂具有高比表面积，活性点多，催化活性和选择性大于一般催化剂，故在催化方面的潜在应用展现了一个生机盎然的研究领域，在21世纪会扮演催化反应的主要角色。

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