中国地质大学武汉大气污染控制工程第10章VOC污染控制

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1、第十章挥发性有机物污染控制是一类重要的空气污染物，通常指沸点50~260℃、室温下饱和蒸气压超过133.32Pa的有机化合物，其主要成分为烃类、卤代烃、氮烃、含氧烃、硫烃及低沸点的多环芳香烃等。挥发性有机化合物(VolatileOrganicCompounds，VOCs)VOCs的主要污染源（Sources）导致大量的VOC排放到大气中1、油漆、涂料、润滑油等化学制品在表面涂层的广泛应用；2、工业与生活废物的焚烧；3、机动车尾气的排放；4、新型建材、保温材料及室内装潢材料广泛使用；5、同时化妆品、除臭剂、杀虫剂、除草剂和品种繁多的洗涤剂应用；6、污水处理、垃圾填埋、堆肥7、……VOCs排放

2、VOCs危害目前VOC中优先控制的污染物是苯、甲苯和甲醛，同时也需控制VOC的总浓度。VOC的成分复杂，具有的特殊气味能导致人体呈现种种不适应，并具有毒性、刺激性、致癌作用，特别是苯、甲苯及甲醛对人体健康会造成很大的伤害。Molhave以总挥发性有机化合物来考察多种VOC对人体健康的影响，研究结果表明：在VOC的总质量浓度小于0.2mg/m3时，不会对人体健康造成危害；在0.2~3mg/m3范围内会产生刺激等不适应症状；在3~25mg/m3范围内会产生头痛及其它症状；而大于25mg/m3时对人体的毒性效应明显。Jones研究表明：虽然室内空气中22种VOC的单一质量浓度都低于限制质量浓度，

3、但总质量浓度为0.025mg/m3时，仍会使人造成疲倦、瞌睡与头痛的感觉；当VOC的总质量浓度达到0.188mg/m3时会出现昏眩和昏睡，而浓度超过35mg/m3，则会造成昏迷、抽筋等症状。说明多种VOC混合存在并相互作用于人体，其危害程度大大增加。VOCs危害VOCs控制技术净化方法选择原则：（1）污染物的性质（2）污染物的浓度（3）生产的具体情况及净化要求（4）经济性VOCs控制方法和工艺燃烧法吸收（洗涤）法冷凝法吸附法生物法一、燃烧法（Combustion）适用于可燃或高温分解的物质不能回收有用物质，但可回收热量燃烧反应，如燃烧工艺直接燃烧直接燃烧也称为直接火焰燃烧，是把废气中可燃的

4、有害组分当作燃料直接燃烧，从而达到净化的目的。适用于可燃有害组分浓度较高或热值较高的废气设备：燃烧炉、窑、锅炉温度1100oC左右火炬燃烧：产生大量有害气体、烟尘和热辐射，应尽量避免燃烧工艺热力燃烧（ThermalCombustion)是利用辅助燃料燃烧放出的热量将混合气体加热到要求的温度，使可燃有害组分在高温下分解成为无害物质，以达到净化的目的。热力燃烧所使用的燃料一般为天然气、煤气、油。适于低浓度废气的净化温度低，540～820oC必要条件/影响因素：温度、停留时间、湍流混合燃烧工艺催化燃烧（CatalyticCombustion）是指在催化剂存在的条件下，废气中可燃组分能在较低的温度

5、下进行燃烧。燃烧工艺具有热回收装置的催化燃烧器催化燃烧装置燃烧工艺催化燃烧优点：无火焰燃烧，安全性好温度低：300～450oC，辅助燃料消耗少对可燃组分浓度和热值限制少燃烧工艺二、吸收（洗涤）法（Absorption）吸收工艺溶剂吸收法采用低挥发或不挥发性溶剂对VOCs进行吸收，再利用VOCs分子和吸收剂物理性质的差异进行分离。吸收工艺吸收剂的要求对被去除的VOCs有较大的溶解性蒸气压低易解吸化学稳定性和无毒无害性分子量低吸收设备主要设计指标液气比塔径塔高三、冷凝法（Condensation）适于废气体积分数10-2以上的有机蒸气常作为其它方法的前处理四、吸附法（Adsorption）含V

6、OCs的气态混合物与多孔性固体接触时，利用固体表面存在的未平衡的分子吸引力或化学键力，把混合气体中VOCs组分吸附在固体表面，这种分离过程称为吸附法控制VOCs污染；吸附操作广泛应用于石油化工、有机化工的生产部门；在大气污染控制方面，因为吸附剂的选择性强、能有效分离其他过程难以分开的混合物、能有效去除低浓度有毒有害物质而得以广泛应用四、吸附法（Adsorption）吸附工艺吸附工艺活性炭吸附VOCs的性能最佳亦有部分VOCs不易解吸，不宜用活性炭吸附吸附工艺吸附容量利用波拉尼曲线估算多组分吸附过程各组分均等吸附于活性炭上挥发性强的物质被弱的物质取代五、生物法（BiologicalOxida

7、tion）生物法控制VOCs污染是近年发展起来的污染控制技术；主要针对既无回收价值又严重污染环境的工业废气研究开发的；已在德国、荷兰得到规模化应用，有机物去除率大都在90%以上；与常规方法相比，生物法具有设备简单、运行费用低，较少形成二次污染等特点；尤其在处理低浓度、生物降解性好的气态污染物时更显其经济性五、生物法（BiologicalOxidation）VOCs生物净化过程的实质是附着在滤料介质中的微生物在适宜的环境条