有机废气治理技术及其进展分析

文_杨振宇 上海同济环保咨询有限公司

1 有机废气治理技术现状

有机废气是光化学反应的决定性前体物，也是PM2.5中的二次有机颗粒的重要来源，是雾霾问题的源头，因此有机废气治理工作可以说是环境保护工作中的主要内容。由于现阶段我国的科技发展速度较快，治理技术类型不断丰富，出现了有机废气的各类治理方法，治理效率也在不断提高。但由于不同的治理技术的应用方法、适用范围等都存在差异，在应用时容易出现选择不当导致处理效果不明显的问题。并且传统的治理方法难以满足市场发展需求，需将优化技术、拓展应用范围作为发展重点，不断完善相关技术。

2 常见的有机废气处理技术

2.1 冷凝法

为了能够了解有机废气处理技术，需要从冷凝法这一角度分析。第一，冷凝法有机废气处理净化技术是利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸汽压这一物理性质，采用降低系统温度或提高系统压力的方法，使处于蒸汽状态的污染物冷凝并从废气中分离出来。另外，在应用冷凝法进行有机废气处理时，需要合理分析有机废气原始浓度和进入下一步操作单元的浓度来设计冷凝单元，达到既提高经济效益，又达到环境效益的目的。第二，在进行有机废气处理工作之前，需要先分析废气净化现状、净化需求，由于通常冷凝后的浓度达不到排放标准，因此后继的处理措施也应综合考虑。

2.2 液体吸收法

液体吸收法为有机废气处理技术中的重要方法。第一，液体吸收法需要应用液态吸收液进行物质分类处理，由于一般情况下吸收液的溶解性不高，使用范围较小，进而在进行吸附处理时，需要先分析物理吸附需求，并适当的选择吸收液，发挥出物理吸附的实际意义。但在应用化学类的吸附方法时，需要填充化学物质，保障有机废气中污染物质能够与化学物质发生反应，以达到消除废气中污染物质的目的。第二，在应用液体吸收法进行有机废气处理时，为了避免出现超标排放的问题，还需要相关工作人员提高管理力度，定期检测吸收液的饱和程度，及时更换吸收液，但这一工作较为复杂，通常需要消耗大量的时间与精力。

2.3 吸附法

在对有机废气处理技术进行分析时，需要对其中的吸附法进行分析。第一，吸附法主要是用吸附剂吸附污染物以达到去除有机废气的目的，但吸附剂种类较多，部分吸附剂的价格较为昂贵，大部分企业在进行有机废气处理时，会选择价格较为便宜的活性炭，这样虽降低了投资成本，却未能选择到合适的吸附剂，因此处理效果就会大打折扣。第二，由于吸附剂能够吸附多种化合物质，进而在实际进行有机废气处理时，需要先分析有机废气处理需求，然后选择合适的吸附剂，才能达到扩大吸附范围、增强处理效率的目的。

2.4 破坏法

常见的有机废气处理技术分析中，需要对破坏法进行总结。第一，破坏法能够通过燃烧的方式，使有机废气被分解为二氧化碳和水，达到净化处理的目的。第二，破坏法具有较高的净化效率，但在这一处理技术中的重要组成部分为燃料，进而在有机废气处理时，需要先分析有机废气的分解温度，并在加热的过程中进行温度监控测量，达到不产生二次污染的目的，保证有机废气的处理效率。

3 有机废气治理技术的进展

3.1 吸附回收技术

吸附回收技术进行治理工作时，主要是用热空气够降低水蒸气的用量，提高回收浓度，因此这一技术在油气回收、石油化工等领域都得到了广泛应用。由于吸附材料的重要性，各类吸附材料研究工作为现阶段的重要内容。例如，由于废气中的水分会影响有机废气的吸附效果，而活性炭这种疏水性吸附材料，当相对湿度超过60%后便开始吸水，但疏水性沸石在相对湿度达到80%时，都能保持几乎不吸附水的特性，因此高性能疏水性沸石的研究和制备，疏水性活性炭的改性研究和制备都是今后深度研究的方向，只有在这些基础材料上的研究有了突破，依附于这类材料的处理工艺才能取得长足的进步。

3.2 浓缩吸附技术

浓缩吸附技术通常会和燃烧或者催化燃烧技术配合应用。例如，对大风量低浓度的有机废气处理时，会先应用吸附材料进行吸附浓缩，浓缩后的气体进行燃烧或催化燃烧处理，但由于吸附材料（活性炭）的脱附温度一般不能低于120℃，因此这类处理工艺有着一定的技术缺陷，即对沸点超过120℃的有机物脱附不彻底。

目前随着科技的不断发展，吸附材料及浓缩技术得到了优化，沸石吸附成为主要形式，不仅提高了有机废气净化效率，还使得系统的安全性得到了保证。例如，在吉利BMA成都工厂RTO项目中，首先有机废气汇集后，会进入吸附系统净化治理，高效滤袋式过滤器去除颗粒后废气进入沸石转轮的净化区以去除95%以上的VOCs，实现达标排放。然后吸附饱和的沸石随着转轮的连续旋转，转至脱附区，通过小风量热风连续地通过脱附区，被吸附到转轮上的VOCs在脱附区受热脱附，随热风一起排出。最后排出的热风含有高浓度的VOCs，通过脱附风机送至RTO焚烧炉进行氧化处理，可去除99%的VOCs。转轮脱附热风加热，采用转轮冷却风与RTO装置尾气换热（换热器）来实现，以达到节能的目的。同时，转轮用沸石作为吸附材料，脱附温度一般为180～200℃，既提高了脱附效率，又降低了系统起火风险。

3.3 集中再生技术

有些小型企业在生产中会产生一定的有机废气，但排放量小、浓度低，若按照常规相关标准进行单独采用再生技术的措施，则投资相当大，企业难以承担。随着治理工作不断推进，分散收集集中再生技术得到了应用，尤其是对于有若干分散企业的园区，可由提供VOCs治理净化服务，按企业排放风量和排污量进行收费，减小每个企业一次性投入和后期运行成本，降低每个企业工程建设和管理成本，同时有利于集中监管，控制污染排放总量。另外，为了能够发挥出集中再生技术的应用优势，需要从构建平台这一角度出发，并与相关部门合作，更加发挥出治理的实际意义。

3.4 燃烧及催化燃烧技术

燃烧分为一般的热力燃烧和催化燃烧，如果系统中增加了蓄热单元，则相应变成了蓄热式燃烧（即RTO）和蓄热式催化燃烧（即RCO）。由于催化燃烧涉及到较为复杂的催化剂，从催化燃烧技术这一角度分析：第一，传统的催化燃烧设备运行效率不高，处理效率也不稳定，因此在推动有机废气治理技术发展时，需要从运行效率这一角度出发，如对蓄热催化系统进行优化处理，可以从提高换热效率这一角度出发，达到提高热容量的目的，发挥出催化燃烧技术的实际意义。第二，传统的催化燃烧技术应用范围不广，难以在低浓度环境下发挥出作用，但随着研究的发展，各类催化剂的性能尤其是载体和活性组分得到了优化，在不同浓度范围都能应用催化燃烧技术，扩大催化燃烧的应用范围。

3.5 生物净化技术

传统的生物净化技术主要用于废气脱臭，随着科技的不断发展，生物净化技术已经逐渐应用到了有机废气污染治理工作中，但由于有机废气种类较为复杂，导致生物净化治理工作存在一定的难度，生物净化技术在发展中，需要积累不同类型有机废气单独处理效果的数据以应用于实际工程项目。而现阶段的生物净化技术具有普适性的特点，即具有较宽的应用范围，实际工作中需要建立不同类型有机物协同处理效果数据模型，以便应用于各类型工厂产生的各种特征废气的组合，最终达到高效，低能耗的处理有机废气。

3.6 组合净化技术

由于有机废气治理技术具有复杂的特点，有机废气中包含着不同种类的化合物，应用单一的方法难以提高治理的有效性。进而在发展中，技术人员需要从组合治理的角度出发研究，保障污染物排放工作能够稳定运行，并满足相关标准制度。但由于有机废气治理工作的应用方式存在差异，因此需要按照有机废气现状进行优化处理，在发展组合净化技术时要按照降低治理费用这一方向进行分析，推动有机废气治理技术运行发展。

4 有机废气治理技术的发展路径

4.1 源头治理

部分企业在有机废气治理工作中，将工作重点放在末端治理中，没有推动有机废气源头治理工作运行发展，为了达到这一目的，需要相关部门提高管理力度，并合理规划有机废气源头控制措施。例如，有机废气治理工作中，需要严格控制产生有机废气的工段作业时间，对挥发性物料和溶剂采取储罐集中供料和贮存，减少搬运、投料等过程的物料损耗和废气污染物排放，达到改善环境的目的。

由于现阶段我国的部分产业处于发展中，进而从源头治理的角度出发优化生产工艺具有较大的潜力。例如，近几年，我国汽车、家具等行业在运行发展的过程中，对产品制造材料进行了优化，进行了产生有机废气的溶剂替代，禁止使用产生有机废气的原材料等，达到推进有机废气源头治理技术发展的目的。

4.2 减少传播路径

由于有机废气量不仅与生产原料有关系，还与产品的气流速度、环境温度等有一定的关系，为了提高有机废气治理的有效性，需要技术人员合理调控生产系统的温度、湿度，如在调控印刷车间的有机废气治理有效性时，由于系统的内部组织环境较为复杂，难以合理进行温度调控，需要工作人员进行气流组织设计，为温度调控奠定良好的基础。同时，在传播路径分析时，为了提高分析研究有效性，需要对温度流通方式进行分析，如在对建筑的空调方式进行分析时，可以分别分析分层空调、置换通风等气形式，为环境优化调整提供依据。

4.3 排放末端净化处理

在对有机废气治理技术的发展路径进行分析时，需要从排放末端净化处理这一角度进行总结，可以合理开展实验探究，研究能源节约型的处理工艺发挥出有机废气治理技术的实际意义。但在这一过程中，为了提高分析质量，需要构建科学的模型，并将相关研究作为指导依据，提高有机废气治理的有效性。由于有机废气治理技术的主要研究方向为集成创新，因此相关净化装置在构建时，可从回收处理这一角度加强研究，达到降低制备成本、提高吸附性的目的，为工艺集成创新奠定良好的基础。

5 结语

综上所述，在对有机废气治理技术分析时，为了提高分析完整性，需要从现状、进展、发展等角度进行整理，了解有机废气治理中存在的问题，并合理优化处理工艺，积累实际工程数据，为之后的研究优化提供良好的基础。另外，为了能够推进有机废气治理技术发展，需要有针对性的构建优化方法，达到降低处理费用、提高运行效率的目的，推动有机废气治理技术运行发展。