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VOCs治理常用技術(shù)“痛點(diǎn)”（上）

時(shí)間：2022-08-03

亞德環(huán)保導(dǎo)讀：任何VOCs治理技術(shù)都有其最適使用范圍，VOCs治理并不是可一招打天下，任何技術(shù)關(guān)鍵是如何正視其優(yōu)缺點(diǎn)，并知道如何用好/規(guī)避它們。

活性炭吸附法的技術(shù)“痛點(diǎn)”

活性炭吸附法前期投資較低, 但實(shí)際運(yùn)維成本高、管理難、技術(shù)適用性受多方因素影響，難持續(xù)性穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。不適合含塵廢氣和含水汽或含粒狀物的廢氣。治理廢氣需要大量活性炭，活性炭吸附飽和后的后續(xù)處理比較困難，只是對(duì)污染物的轉(zhuǎn)移，沒有做到把污染物消解掉，極易造成二次污染，不能形成除污環(huán)保閉環(huán)，存在環(huán)保責(zé)任風(fēng)險(xiǎn)。

國(guó)內(nèi)運(yùn)用活性炭吸附的治污工藝設(shè)備，制造其的環(huán)保公司對(duì)設(shè)備的除污參數(shù)，基本上都會(huì)提到這類設(shè)備的除污效率達(dá)到90% 以上，但是事實(shí)呢？經(jīng)專家和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在實(shí)際除污應(yīng)用過程中，除污效率達(dá)到90%以上只是理論值。但是，在不同的工作環(huán)境下，其除污效率遠(yuǎn)比這個(gè)理論數(shù)值低。原因分析如下：

活性炭的吸附作用，主要是與活性炭的結(jié)構(gòu)有關(guān)?；钚蕴勘砻嬖油ㄟ^絡(luò)合作用、氫鍵、離子交換等多種方式結(jié)合起作用?；钚蕴侩m然吸附速率快，吸附效率高，但對(duì)有機(jī)氣體吸附的選擇性低，同時(shí)，活性炭對(duì)有機(jī)氣體的吸附過程也受多種因素的影響，主要包括溫度、工作環(huán)境濕度、水霧、酸度、灰塵及被吸附氣體之間的相互作用等。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在不同的環(huán)境條件下，活性炭的吸附效率的變化：

（1）溫度影響

在通常情況下，活性炭吸附設(shè)備在溫度方面，一般要求廢氣的溫度低于40℃，25℃的吸附條件比較好，原則上需要對(duì)VOCs 氣源進(jìn)行冷卻才能達(dá)到這個(gè)溫度，而在實(shí)際的工作環(huán)境中很難做到恒溫吸附VOCs，如果廢氣的溫度超過40℃，活性炭的吸附效率就會(huì)急速下降。而且，當(dāng)活性炭吸附一定量的VOCs 后暫停工作，則已經(jīng)吸附VOCs 的活性炭會(huì)因氣溫或氣壓的改變又釋放脫附VOCs。

（2）相對(duì)濕度影響

相對(duì)濕度也會(huì)對(duì)活性炭吸附設(shè)備的吸附效率產(chǎn)生影響。

從我國(guó)華南地區(qū)的一個(gè)沿海大省氣象局發(fā)布的環(huán)境數(shù)據(jù)看到，自2016 年4 月，該省白天氣溫已經(jīng)出現(xiàn)30℃以上的溫度，甚至在7-9 月份，頻繁地出現(xiàn)白天氣溫超過35℃的極端氣候。另外，該省自2016 年3 月開始，平均濕度長(zhǎng)期超過70% 了。再加上企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的VOCs 的溫度長(zhǎng)期偏高，所含的濕氣也超過了50%。因此，室外環(huán)境條件和廢氣環(huán)境條件共同作用下，導(dǎo)致了活性炭吸附效率大為降低?；钚蕴课皆O(shè)備的整體吸附效率不到其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的50%?？上攵谶@種情況下，排出的氣體，所含的VOCs 肯定是超出了國(guó)家規(guī)定的可排放標(biāo)準(zhǔn)，直接對(duì)大氣產(chǎn)生了污染。

（3）酸性氣體影響

活性炭表面酸性與吸附平衡有著密切的關(guān)系?；钚蕴勘砻嫠嵝栽黾?，則對(duì)酸性及中性有機(jī)物的吸附能力大幅降低，而大部分VOCs 均顯酸性。

（4）粉塵影響

活性炭對(duì)VOCs 的吸附則主要受活性炭比表面積、孔徑大小等物理特性的影響。因?yàn)榛钚蕴康奈绞菬o選擇性的，除了吸附VOCs，也會(huì)吸附粉塵，隨著活性炭表面粉塵量的增加，活性炭的微孔被堵塞，比表面積降低，降低活性炭對(duì)VOCs 的吸附能力，致使活性炭“中毒”失活。

低溫等離子法的技術(shù)“痛點(diǎn)”

技術(shù)原理為：低溫等離子廢氣處理設(shè)備中的介質(zhì)阻擋放電過程中，等離子體內(nèi)部產(chǎn)生富含極高化學(xué)活性的粒子，如電子、離子、自由基和激發(fā)態(tài)分子等。VOCs 與這些具有較高能量的活性基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，部分會(huì)被裂解，最終轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水等物質(zhì)，從而達(dá)到凈化廢氣的目的。

國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的運(yùn)用低溫等離子體技術(shù)的治污設(shè)備，制造環(huán)保公司對(duì)設(shè)備的除污參數(shù)，基本上都會(huì)提到這類設(shè)備的除污效率達(dá)到80%以上。例如低能量的等離子體設(shè)備可用于治理油煙機(jī)油煙污染，但是在實(shí)際處理工業(yè)VOCs過程中，這種低溫等離子體技術(shù)設(shè)備對(duì)VOCs的降解會(huì)生成副產(chǎn)物污染，VOCs 的易燃性令其安全性將備受關(guān)注。

（1）生成副產(chǎn)物

現(xiàn)在采用等離子體技術(shù)的處理VOCs 存在的問題是，等離子體對(duì)VOCs 是可以部分降解的，如對(duì)簡(jiǎn)單的VOCs 烷烴類、胺類物質(zhì)，可以部分降解，但是對(duì)有機(jī)污染物甚至空氣的激發(fā)是沒選擇性的，且在短短零點(diǎn)幾到1 秒內(nèi)的時(shí)間對(duì)VOCs 的降解是不完全的，還會(huì)產(chǎn)生一氧化碳、臭氧與氮氧化物等污染氣體，生成的大量中間產(chǎn)物，可能揮發(fā)性、遷移性、毒性更強(qiáng)，危害更大。生產(chǎn)等離子體的廠家對(duì)原理剖析中，通常會(huì)指出臭氧能夠與VOCs 一起發(fā)生反應(yīng)，生成無害的氣體。但是實(shí)際檢測(cè)結(jié)果表明，等離子體激發(fā)空氣生成大量臭氧，大部分的臭氧在處污設(shè)備中是沒有與VOCs 發(fā)生反應(yīng)的。

（2）空氣氧濃度的影響

從以上圖可知，等離子體對(duì)VOCs 的降解受廢氣中氧濃度影響比較大，同等電壓下，廢氣中10% 的含氧量分別比0%、20% 的降解率高。

但是在實(shí)際處理過程中，廢氣的含氧量很難做到10% 的最佳比例，導(dǎo)致了等離子體技術(shù)處理設(shè)備對(duì)VOCs 的降解率達(dá)不到最佳效率，甚至?xí)驗(yàn)楹趿窟^高或過低，導(dǎo)致對(duì)VOCs 的降解率只有理論值70% 以下，不但達(dá)不到治理VOCs 的標(biāo)準(zhǔn)，生成的副產(chǎn)物對(duì)大氣產(chǎn)生了更多污染。

（3）電壓條件的影響