工業(yè)有機廢氣處理技術(shù)發(fā)展歷史簡介

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改革開放以來，我國的化工企業(yè)猶如雨后春筍，發(fā)展極為迅速。生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢氣、廢液、固體廢棄物等

“三廢”問題也隨之而來。其中大氣污染是我國目前最突出的環(huán)境問題之一，工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的各種有機

物廢氣，例如各種烴、醇、酸，醛和酮類化合物等，嚴(yán)重制約著社會經(jīng)濟發(fā)展和威脅著人們身心健康，并

且這些污染物也是最難處理的[1]。有機廢氣污染具有面廣、量大、難降解的特點，如何合理地控制它們

的排放并且加以有效凈化成為當(dāng)前擺在環(huán)保工作者面前一個十分緊迫的課題。

1.當(dāng)前有機廢氣處理的主要方法

國內(nèi)外科研工作者對于有機廢氣分處理進行了深入和廣泛的研究，目前，普遍的處理方法有：吸收法、吸

附法、熱破壞法和生物處理法等[2]。

1.1 吸收法

該法在氣態(tài)污染物處理方面運用極為廣泛。按照吸收過程，它又分為物理吸收和化學(xué)吸收兩種，通常是利

用氣體混合物中的不同組分在液體溶劑里的溶解度不同或者與吸收劑發(fā)生選擇性的化學(xué)反應(yīng)，分離污染物

，達到凈化廢氣的目的。吸收劑主要是液體類物質(zhì)，化工企業(yè)一般采用水、表面活性劑和液體石油類物質(zhì)

的混合試劑對廢氣進行吸收，具有很好的強化效果[3]。對于種氣態(tài)污染物，例如：SO2，NOX和H2S 等，

都可以用液體溶劑吸收法進行處理。對于有用的產(chǎn)品，通過解析，可以回收利用，吸收劑也可以重復(fù)使用

，具有很好的經(jīng)濟效果。

1.2 吸附法

吸附是一種界面現(xiàn)象，一種物質(zhì)附著在另一種物質(zhì)表面上的緩慢作用過程。發(fā)揮吸收作用的吸附劑應(yīng)該具

有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易破碎，比表面積大，可以在多個位點上對氣體污染物進行吸附。

工業(yè)上常用的吸附劑有人工沸石、硅膠、氧化鋁和活性炭等。在吸附材料的選擇上，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)：纖維

狀物質(zhì)在吸附當(dāng)中，傳質(zhì)速率很快，處理效果比起顆粒狀、蜂窩狀等吸附劑要好很多。吸附法應(yīng)用廣泛，

工藝成熟，能耗低，但是廢氣當(dāng)中如果含有多種污染物時，吸附效率顯著降低；并且吸附劑再生困難，容

易中毒。

1.3 熱破壞法

對于低濃度有機廢氣，該法效果很好。根據(jù)操作過程，可以分為直接火焰燃燒和催化氧化燃燒。前者的使

用時間由來已久，投資少而且處理徹底，在適當(dāng)溫度和保留時間條件下，可以達到99%的熱處理效率；后

者可以有效地降低有機物的起燃溫度，在催化劑作用下，有機物在氣流中加熱，迅速發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，污染

物得到去除。用于有機廢氣凈化的催化劑主要是貴金屬和非貴金屬及其鹽類，在整個燃燒體系中起到重要

作用。該法的缺點是：催化劑存在中毒問題，并且工藝條件要求十分嚴(yán)格，一些貴金屬成本很高，反應(yīng)過

程中容易燒結(jié)，增加了后處理的難度。

1.4 生物處理法

自上世紀(jì)80 年代以來，該法受到人們廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。從原理上來看，此法實質(zhì)上是一種氧化分解過

程。微生物以廢氣中的有機組分作為作為碳源和氮源，經(jīng)代謝降解，將有機物分解為二氧化碳、水、無機

鹽和生物質(zhì)等無害或少污染的物質(zhì)。目前開發(fā)和應(yīng)用的生物處理設(shè)備有生物洗滌器、生物滴濾塔和生物濾

池等。生物處理法在低濃度的有機廢氣處理上，技術(shù)成熟，而且設(shè)備簡單、運行費用低，不過對于濃度較

高的有機廢氣，相關(guān)的研究和應(yīng)用比較少，濾床中的顆粒物積累過多之后極易堵塞，形成很大的阻力，使

得處理效率下降。此外，對于適用于特定有機物降解的細菌種類和接種方法有待進一步研究與開發(fā)。

2.對當(dāng)前一些新技術(shù)的展望

上述所介紹的傳統(tǒng)方法雖然開展研究較早，應(yīng)用廣泛，但是在經(jīng)濟或者技術(shù)層面有一定的局限性，隨著對

廢氣治理開發(fā)力度的加大，一些新的技術(shù)也慢慢被人們所嘗試，展示了更加廣闊的前景。這些新方法有：

膜分離，放電等離子體，光催化氧化和綜合處理技術(shù)等[4]。

2.1 膜分離

在有機廢氣的前進通道上，設(shè)置一個半滲透性的膜。氣體中的組分由于自身性質(zhì)和分壓的不同，透過膜的

能力就有所差別，這樣，通過速度就會有先后次序，氣體污染物可以得到很好的分離。該法凈化廢氣的效

率高，但是半透膜容易被污染，而且運行成本費用較之其它方法高許多。

2.2 放電等離子體

該法通過高壓放電形式，產(chǎn)生的大量高能電子或者O、OH、N 等活性離子，構(gòu)成一個非熱平衡等離子體。

在等離子體的作用下，C-H 和C-C 等化學(xué)鍵發(fā)生斷裂，廢氣中含有的CL、F、H 等原子發(fā)生置換反應(yīng)，得

到的最終產(chǎn)物是CO2和H2O 等無害物質(zhì)。在等離子體中引入TiO2和金屬氧化物催化體系可以大大降低副產(chǎn)

物的生成，提高污染物的去除效率。與常規(guī)方法相比而言，該法可操作性好，流程短，尤其在節(jié)能方面潛

力很大，很適合處理低濃度的有機廢氣。

2.3 光催化氧化

在光照條件下，一些半導(dǎo)體材料，例如TiO2、ZnO、CdS、WO3等，會產(chǎn)生一種自由基活性物質(zhì)，它具有強

氧化性，可以使得一些有機污染物在常溫常壓的條件下反應(yīng)成為簡單無毒的無機物。該法處理廢氣不受溶

劑分子影響、易回收、反應(yīng)效率高、反應(yīng)速率快，對于苯系物和含氯的化合物有比較好的降解性。

2.4 綜合處理技術(shù)

該技術(shù)是多個傳統(tǒng)工藝的結(jié)合，可以更好的發(fā)揮各項處理方法的優(yōu)點，處理效果也遠遠優(yōu)于單一方法。目

前，綜合處理技術(shù)已經(jīng)有了很多工程實例。例如：吸附催化氧化技術(shù)，吸收-解吸-變壓-吸附組合工藝等

。陳定盛等[5]通過非離子表面活性劑——Tween 20，陰離子表面活性劑——十二烷基苯磺酸鈉和自制的

表面活性劑SCOP，與水配成不同

濃度的復(fù)合吸收劑，對低濃度、高通量，含無機物、塵粒和油分等成分的有機廢氣進行了吸附研究，并且

整合了加熱、吹脫、燃燒和厭氧等其他工藝，結(jié)果表明：復(fù)合吸收技術(shù)對于甲苯和乙酸丁酯有良好的去除

率，廢氣和吸收尾液均達標(biāo)排放，而且整套處理裝置體積小、防堵塞，并能

高效吸收傳質(zhì)。

3.結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，有機產(chǎn)品得到了大量使用，隨之而來的有機廢氣已引起世界各國的高度重視，

如何能有效地控制污染成為每一名環(huán)保工作者的攻堅項目。對于工業(yè)有機廢氣的處理，應(yīng)當(dāng)從污染物的類

型和成分組成入手，選用合理的凈化手段。不管是業(yè)已被廣泛采用的傳統(tǒng)處理手段，還是正在研究開發(fā)的

新技術(shù)，都要考慮到它們的實用性和設(shè)備購置的成本費用。另外，化工企業(yè)當(dāng)中的技術(shù)人員必須熟悉和了

解各項處理方法的適用對象和范圍，依據(jù)自身的情況選擇一個合理的凈化處理方案。一般情況下，單一的

處理手段會有一定的局限性，選擇合適的技術(shù)搭組合不僅能有效地去除目標(biāo)污染物，還能夠為企業(yè)節(jié)省下

大量的運營成本，增