眾所周知，工業(yè)生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量對大氣環(huán)境有危害的工業(yè)廢氣有機氣體。當前，中國的大氣環(huán)境已受到嚴重污染，北方許多地區(qū)出現(xiàn)了嚴重霧霾天氣。在這種情況下，必須加大工業(yè)廢氣處理技術(shù)的研發(fā)力度，通過提高廢氣處理技術(shù)來降低其對大氣環(huán)境的危害。本文從VOC氣體的危害入手，了解工業(yè)廢氣處理的相關(guān)技術(shù)。

　　1 、VOC及其危害概述

　　1.1 VOC概述

　　揮發(fā)性的有機化合物，簡稱為VOC(VolatileOrganic Compounds))，在工業(yè)生產(chǎn)中，通常作為溶劑來使用，使用之后便散發(fā)到大氣中�，F(xiàn)階段，其應用比較廣泛的領(lǐng)域包括石油化工、印刷、人造革及電子元器件、烤漆和醫(yī)藥等。

　　1.2 VOC危害概述

　　從化學物質(zhì)的性質(zhì)來看，在工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域，一般用作溶劑的主要包括脂肪族化合物、鹵代烴和芳香族化合物等。這些有機溶劑如果揮發(fā)到大氣環(huán)境中，不僅會對大氣環(huán)境造成嚴重污染，而且人體呼入被污染的氣體后，對人體健康產(chǎn)生危害。比如苯，它常常被當作一種溶劑來使用，作為溶劑揮發(fā)到大氣環(huán)境中，不僅可以被人體的皮膚所吸收，而且還可通過呼吸系統(tǒng)進入人體內(nèi)部，造成慢性或急性中毒，不過人體的大部分中毒均是由于呼入有毒氣體造成的。

　　苯類化合物不僅會對人體的中樞神經(jīng)造成一定的損害，而且還可能造成神經(jīng)系統(tǒng)的障礙，進入人體后還會危害血液和造血器官，如果情況比較嚴重，甚至會有出血癥狀或患上敗血癥。氧化作用下，苯在生物體內(nèi)可氧化成苯酚，從而造成肝功能異常，對骨骼的生長發(fā)育十分不利，誘發(fā)再生障礙性貧血。如果苯蒸汽濃度過高，生物可能因急性中毒而死亡。因此，ACGIH把苯列為潛在致癌物質(zhì)。鹵代烴類化合物會引發(fā)神經(jīng)癥候群和血小板的減少、肝脾腫大等不良狀況，而且很有可能致癌。所以，必須控制VOC的排放，這不僅是對環(huán)境負責，也是對我們的生命健康負責。

　　2 、VOC廢氣處理技術(shù)

　　當前，VOC廢氣處理技術(shù)主要包括熱破壞法、變壓吸附分離與凈化技術(shù)、吸附法和氧化處理方法等。

　　2.1熱破壞法

　　熱破壞法是指直接和輔助燃燒有機氣體，也就是VOC，或利用合適的催化劑加快VOC的化學反應，最終達到降低有機物濃度，使其不再具有危害性的一種處理方法。

　　熱破壞法對于濃度較低的有機廢氣處理效果比較好，因此，在處理低濃度廢氣中得到了廣泛應用。這種方法主要分為兩種，即直接火焰燃燒和催化燃燒。直接火焰燃燒對有機廢氣的熱處理效率相對較高，一般情況下可達到99%。而催化燃燒指的是在催化床層的作用下，加快有機廢氣的化學反應速度。這種方法比直接燃燒用時更少，但是如果離開催化劑輔助，則無法發(fā)揮作用�，F(xiàn)階段，可作為催化劑使用的大都是金屬、金屬鹽。這兩種催化劑的催化效果雖說比較好，技術(shù)也已經(jīng)相當成熟，但是其價格卻比較高，所以處理成本也就比較高。近年來，催化劑研制多集中在非貴金屬催化劑方向，取得了比較大的進展。

　　此外，在催化有機廢氣過程中，還需要有催化劑的載體，其起著提高催化活性和穩(wěn)定性的重要作用。當前，多以陶瓷作為催化劑載體，但在未來的催化劑研究當中，應加快研發(fā)高效活性催化劑及其載體。

　　2.2吸附法

　　有機廢氣中的吸附法主要適用于低濃度、高通量有機廢氣�，F(xiàn)階段，這種有機廢氣的處理方法已經(jīng)相當成熟，能量消耗比較小，但是處理效率卻非常高，而且可以徹底凈化有害有機廢氣。

　　但是這種方法也存在一定缺陷，它需要的設備體積比較龐大，而且工藝流程比較復雜;如果廢氣中有大量雜質(zhì)，則容易導致工作人員中毒。所以，使用此方法處理廢氣的關(guān)鍵在于吸附劑。當前，采用吸附法處理有機廢氣，多使用活性炭，主要是因為活性炭細孔結(jié)構(gòu)比較好，吸附性比較強。

　　此外，經(jīng)過氧化鐵或臭氧處理，活性炭的吸附性能將會更好，有機廢氣的處理將會更加安全和有效。

　　2.3生物處理法

　　從處理的基本原理上講，采用生物處理方法處理有機廢氣，是使用微生物的生理過程把有機廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為簡單的無機物，比如CO2、H2O和其它簡單無機物等。這是一種無害的有機廢氣處理方式。

　　一般情況下，一個完整的生物處理有機廢氣過程包括3個基本步驟：a)有機廢氣中的有機污染物首先與水接觸，在水中可以迅速溶解;b)在液膜中溶解的有機物，在液態(tài)濃度低的情況下，可以逐步擴散到生物膜中，進而被附著在生物膜上的微生物吸收;c)被微生物吸收的有機廢氣，在其自身生理代謝過程中，將會被降解，最終轉(zhuǎn)化為對環(huán)境沒有損害的化合物質(zhì)。

　　2.4變壓吸附分離與凈化技術(shù)

　　變壓吸附分離與凈化技術(shù)是利用氣體組分可吸附在固體材料上的特性，在有機廢氣與分離凈化裝置中，氣體的壓力會出現(xiàn)一定的變化，通過這種壓力變化來處理有機廢氣。

　　PSA技術(shù)主要應用的是物理法，通過物理法來實現(xiàn)有機廢氣的凈化，使用材料主要是沸石分子篩。沸石分子篩，在吸附選擇性和吸附量兩方面有一定優(yōu)勢。在一定溫度和壓力下，這種沸石分子篩可以吸附有機廢氣中的有機成分，然后把剩余氣體輸送到下個環(huán)節(jié)中。在吸附有機廢氣后，通過一定工序?qū)⑵滢D(zhuǎn)化，保持并提高吸附劑的再生能力，進而可讓吸附劑再次投入使用，然后重復上步驟工序，循環(huán)反復，直到有機廢氣得到凈化。

　　近年來，該技術(shù)開始在工業(yè)生產(chǎn)中應用，對于氣體分離有良好效果。該技術(shù)的主要優(yōu)勢有：能源消耗少、成本比較低、工序操作自動化及分離凈化后混合物純度比較高、環(huán)境污染小等。使用該技術(shù)對于回收和處理有一定價值的氣體效果良好。

　　2.5氧化法

　　對于有毒、有害，而且不需要回收的VOC，熱氧化法是最適合的處理技術(shù)和方法。氧化法的基本原理：VOC與O2發(fā)生氧化反應，生成CO2和H2O，化學方程式如下：

　　aCxHyOz+bO2→cCO2+dH2O

　　從化學反應方程式上看，該氧化反應和化學上的燃燒過程相類似，但其由于VOC濃度比較低，在化學反應中不會產(chǎn)生肉眼可見的火焰。一般情況下，氧化法通過兩種方法可確保氧化反應的順利進行：a)加熱。使含有VOC的有機廢氣達到反應溫度;b)使用催化劑。如果溫度比較低，則氧化反應可在催化劑表面進行。所以，有機廢氣處理的氧化法分為以下兩種方法：

　　a)催化氧化法�，F(xiàn)階段，催化氧化法使用的催化劑有兩種，即貴金屬催化劑和非貴金屬催化劑。貴金屬催化劑主要包括Pt、Pd等，它們以細顆粒形式依附在催化劑載體上，而催化劑載體通常是金屬或陶瓷蜂窩，或散裝填料;非貴金屬催化劑主要是由過渡元素金屬氧化物，比如MnO2，與粘合劑經(jīng)過一定比例混合，然后制成的催化劑。為有效防止催化劑中毒后喪失催化活性，在處理前必須徹底清除可使催化劑中毒的物質(zhì)，比如Pb、Zn和Hg等。如果有機廢氣中的催化劑毒物、遮蓋質(zhì)無法清除，則不可使用這種催化氧化法處理VOC;

　　b)熱氧化法。熱氧化法當前分為三種：熱力燃燒式、間壁式、蓄熱式。三種方法的主要區(qū)別在于熱量回收方式。這三種方法均能催化法結(jié)合，降低化學反應的反應溫度。