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可揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù)進(jìn)展

文檔作者：王薇文檔來源：大慶化工研究中心		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年05月11日
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煉油與化工
REFI I G AND CHEMICAL INDUSTRY 第22卷
可揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù)進(jìn)展
王 薇
(大慶化工研究中心，黑龍江大慶163714)
摘要：可揮發(fā)性有機(jī)化合物是指在常溫下飽和蒸汽壓大于7O Pa，常壓下沸點(diǎn)低于260℃的有機(jī)
化合物。文中闡述了可揮發(fā)性有機(jī)化合物的來源和危害，并提出了今后有機(jī)廢氣治理技術(shù)將
向低能耗、低成本、操作簡(jiǎn)易的生物處理工藝方向發(fā)展。
關(guān)鍵詞：有機(jī)化合物；廢氣；治理；技術(shù)進(jìn)展
中圖分類號(hào)：X701 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1671—4962(2011)04—0010—02
可揮發(fā)性有機(jī)氣態(tài)污染物，簡(jiǎn)稱VOC(Volatile
Organic Compounds)，分為無機(jī)污染物和有機(jī)污染
物2類，有機(jī)污染物占絕大多數(shù)。VOC與大氣中的
NO。反應(yīng)生成0，，形成光化學(xué)炯霧?，它是有害人
體健康的污染物質(zhì)，常伴隨著異味、惡臭散發(fā)到空
氣中，對(duì)人的眼、鼻、呼吸道有刺激作用，對(duì)心、肺、
肝等內(nèi)臟及神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生有害影響，有些則是影
響人體某些器官和機(jī)體的變態(tài)反應(yīng)源，甚至造成
急性和慢性中毒，可致癌、致突變，同時(shí)可導(dǎo)致農(nóng)
作物減產(chǎn)。
1有機(jī)廢氣治理技術(shù)及其新進(jìn)展
1．1吸附法
在廢氣治理方法中，吸附法應(yīng)用最為廣泛 ，
與其它方法相比具有去除率高、凈化徹底、能耗
低、工藝成熟等優(yōu)點(diǎn)。成功運(yùn)用吸附法處理的有
機(jī)廢氣有丙酮廢氣、瀝青廢氣、噴漆有機(jī)廢氣(甲
苯、二甲苯、苯等)、醋酸乙酯、涂料生產(chǎn)廢氣(二甲
苯)、苯乙烯、有機(jī)溶劑。
決定吸附法處理廢氣效率的關(guān)鍵是吸附劑。
對(duì)吸附劑的要求是具有密集的細(xì)孑L結(jié)構(gòu)，內(nèi)表面
積大，吸附性能好，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐酸堿、耐水、
耐高溫高壓，不易破碎、對(duì)空氣阻力小。常用的有
活性炭、活性氧化鋁、硅膠、人 沸石等。在目前
應(yīng)用的吸附劑中，活性炭性能最好，因而應(yīng)用最
廣，目前研究的吸附法治理大氣污染物多采用活
性炭，其去除率高，物流中有機(jī)物濃度在1x10。以
上，吸附率可達(dá)95％以上。
另外，經(jīng)過氧化鐵或臭氧處理過的活性炭往
往具有更好的吸附性能 。研究表明氧化后的活
性炭具有更強(qiáng)的親和力，對(duì)各種有機(jī)氣體的吸附
有效傳質(zhì)系數(shù)比未處理過的活性炭更大。
張洪林等人研究表明，爐灰渣也是1種很好的
吸附劑。在流化狀態(tài)下，吸附凈化瀝青煙氣的實(shí)
驗(yàn)室小試表明爐灰渣的吸附容量達(dá)125 mg／g，一次
凈化率為99％。
1．2催化燃燒法
催化燃燒法是利用催化劑使有害氣體中的可
燃組分在較低的溫度下氧化分解成CO 和H 0并
釋放熱量。該法主要優(yōu)點(diǎn)是：VOC去除率高，一般
可達(dá)90％以上，不產(chǎn)生二次污染物，無需再處理設(shè)
備。對(duì)于排氣溫度較高的高濃度有機(jī)廢氣的治
理，通常采用催化燃燒技術(shù)。催化劑可在300～
350 oC的低溫下將有機(jī)溶劑氧化分解，因此大大降
低了燃料費(fèi)并且產(chǎn)生的NOx量非常少。
1．2．1催化燃燒催化劑 催化劑在催化燃燒系統(tǒng)
中起著重要作用。用于有機(jī)廢氣凈化的催化劑主
要是金屬和金屬鹽，金屬包括貴金屬和非貴金
屬。目前使用的金屬催化劑主要是Pt，技術(shù)成熟，
而且催化劑活性高，但價(jià)格比較昂貴而且處理鹵
素有機(jī)物，含N、S、P等元素時(shí)，有機(jī)物易發(fā)生氧化
等作用使催化劑失活；非貴金屬催化劑有過渡族
元素鈷、稀土等。近年來催化劑的研制無論是國
內(nèi)還是國外進(jìn)行得較多，而且多集中在非貴金屬
催化劑并取得了很多成果 。
曹田起等對(duì)乙醇、甲苯、苯和對(duì)一二甲苯在Pd
A1：O 一Si纖維催化劑上的低溫氧化進(jìn)行了研究。
討論了流速、濃度、有機(jī)物性質(zhì)、溫度等影響，給出
了實(shí)驗(yàn)條件下的活化能、反應(yīng)級(jí)數(shù)和指前因子的
數(shù)值 。
南于有機(jī)廢氣中常出現(xiàn)雜質(zhì)，如磷、鉛、鉍、
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2011年第4期 王薇．可揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù)進(jìn)展 1 1
砷、錫、汞、鹵素等，催化劑發(fā)生劣化現(xiàn)象，容易引
起催化劑中毒，處理效率降低，所以處理過程中，
需對(duì)廢氣中易引起催化劑中毒的物質(zhì)和粉塵進(jìn)行
前處理。
1．2．2催化劑載體 催化劑載體起到節(jié)省催化劑、
增大催化劑有效面積、使催化劑具有一定機(jī)械強(qiáng)
度、減少燒結(jié)、提高催化活性和穩(wěn)定性的作用。能
作為載體的材料主要有鐵礬、石棉、陶土、活性炭、
金屬等，最常用的是陶瓷載體。一般制成網(wǎng)狀、球
狀、柱狀、蜂窩狀。近年來研究較多且成功的有絲
光沸石等。
對(duì)催化燃燒今后研究的重點(diǎn)仍將是探索高效
高活性的催化劑及其載體及催化氧化機(jī)理 。
1．3 吸收法
吸收法處理有機(jī)廢氣主要利用有機(jī)廢氣能與
大部分油類物質(zhì)互溶的特點(diǎn)，用高沸點(diǎn)、低蒸汽壓
的油類作為吸收劑來吸收廢氣中的有機(jī)物，常見
的吸收器是填料洗滌吸收塔。
目前吸收有機(jī)氣體的主要吸收劑仍是油類物
質(zhì)。日本的上殊勇等研究了利用環(huán)糊精作為有機(jī)
鹵化物的捕集材料，根據(jù)環(huán)糊精對(duì)有機(jī)鹵化物親
和力極強(qiáng)的原理，將環(huán)糊精的水溶液作為吸收劑
在有機(jī)鹵化物和其他有機(jī)化合物共存時(shí)，對(duì)有機(jī)
鹵化物進(jìn)行吸收。這種吸收劑具有無毒不污染，
捕集后解吸率高，節(jié)省能源，可反復(fù)使用的特點(diǎn)。
國內(nèi)曾有人研究在水中添加表面活性劑等活
性組分的方法來提高對(duì)有機(jī)溶劑的溶解度。研究
表明，以這種吸收劑來處理含苯噴漆尾氣是可行
的，但這一實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果未得到推廣應(yīng)用，這可
能是與吸收容量很有限的吸收劑的再生問題尚未
解決有關(guān)。
1．4 生物法
生物技術(shù)處理大氣污染物是一項(xiàng)新興的技
術(shù)，其基本原理是，過濾器中的多孔填料表面覆蓋
有生物膜，廢氣流經(jīng)填料床時(shí)，通過擴(kuò)散過程，把
污染成分傳遞到生物膜，揮發(fā)性有機(jī)物等污染物
被吸附到空隙表面，與膜中生物相發(fā)生生物化學(xué)
反應(yīng)，降解成CO：、H。0和中性鹽。從而使廢氣中
的污染物得到降解。
同外利用生物過濾技術(shù)在處理低濃度、高流
量的有機(jī)廢氣和臭氣中已經(jīng)取得廣泛的應(yīng)用。在
歐洲，以德國為中心進(jìn)行技術(shù)開發(fā)，應(yīng)用實(shí)例增
多，目前已在廢水處理廠、飼料加工廠等場(chǎng)合用于
硫化氫、低分子醛類、乙醇及有機(jī)酸等極性物質(zhì)的
脫臭。處理非親水性的甲苯、二甲苯等芳香族化
合物的生物處理技術(shù)也已開發(fā)成功。該方法與其
它方法相比，占地面積較大，其次是微生物生長需
要大量的營養(yǎng)，因而需要不斷添加營養(yǎng)物及通入
氧氣保證微生物的進(jìn)一步生長，同時(shí)它對(duì)有機(jī)溶
劑具有選擇性，使其應(yīng)用領(lǐng)域受到限制。
1．5光催化氧化法
光催化氧化的基本原理是在一定波長光照
下，光催化劑使H：0生成一OH，然后一OH將有機(jī)物
氧化成CO：、H 0。由于氣相中具有較高的分子擴(kuò)
散能力、質(zhì)量傳遞速率和較易進(jìn)行的鏈反應(yīng)，光催
化劑對(duì)一些化學(xué)污染物的活性通常比水溶劑中高
得多，因而一些氣相反應(yīng)的光效率接近甚至超過
液相反應(yīng)。
日本人對(duì)紫外光線分解氣態(tài)有機(jī)物作了研
究，結(jié)果表明，在氣體情況下，有機(jī)氯化物和氟氯
碳在185 nm紫外光照射下，進(jìn)行氣相光解，2種物
質(zhì)都能在極短的時(shí)間內(nèi)分解，而且有機(jī)鹵化物的
分解速度大于氟氯碳，三氯乙烯幾秒鐘內(nèi)即能分
解成最終產(chǎn)物CO：、C1：、F 及光氣等，1一三氯乙烯、
醋酸等中問產(chǎn)物可通過NaOH溶液處理或延長滯
留時(shí)間等手段最終除去。
國外科學(xué)家利用臭氧作為輔助氧化劑，進(jìn)行
了光催化氧化苯的研究，研究了各種光催化氧化
反應(yīng)為補(bǔ)償技術(shù)，治理含苯、甲苯、二甲苯、乙基苯
等的廢氣，研究表明，光催化氧化反應(yīng)同活性炭吸
附、催化燃燒法等補(bǔ)償技術(shù)相比，具有經(jīng)濟(jì)潛力。
1．6電暈法
脈沖電暈法去除氣體有機(jī)物的基本原理是通
過前沿陡峭，脈寬窄的高壓脈沖電暈放電，在常溫
常壓下，獲得非平衡等離子體，即產(chǎn)生大量高能電
子和·0、OH等活性粒子，對(duì)有害物質(zhì)分子進(jìn)行氧
化降解反應(yīng)，使污染物最終轉(zhuǎn)化為無害物的方
法。國內(nèi)外近年來對(duì)該技術(shù)的初步研究表明，能
達(dá)到較好的去除效果。美國環(huán)保局進(jìn)行了揮發(fā)性
有機(jī)物和有毒氣體電暈破壞的研究，模擬了表面
反應(yīng)器進(jìn)行分子形式的電暈破壞，達(dá)到分解有毒
氣體、有機(jī)化合物的目的，開發(fā)出1種低成本費(fèi)用
低濃度污染物的控制技術(shù)。說明電暈破壞法是1
種有前途的控制技術(shù)。
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12
煉油與化工
REFINING AND CHEMICAL INDUSTRY 第22卷
汽油烷基化脫硫催化劑的研究進(jìn)展
張曉麗
(大慶油田創(chuàng)業(yè)集團(tuán)南垣股份公司，黑龍江大慶163517)
摘要：烷基化脫硫技術(shù)具有脫硫率高、可生產(chǎn)超低硫汽油、對(duì)油品性質(zhì)影響小、基本不損失辛
烷值、設(shè)備投資少、操作費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，具有非常好的發(fā)展前景。汽油烷基化脫硫催化劑的研
究是目前國內(nèi)外關(guān)注的課題，文中闡述了烷基化脫硫催化劑的研究進(jìn)展。
關(guān)鍵詞：汽油；烷基化；脫硫；催化劑
中圖分類號(hào)：TE624．9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1671—4962(201 1)04—0012-02
我國85％的成品汽油來自催化裂化，南于FCC
汽油一般硫含量較高，硫化物在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生二
氧化硫，嚴(yán)重污染大氣環(huán)境，并使汽車尾氣的三元
轉(zhuǎn)換催化劑失活。因此，各國紛紛制定嚴(yán)格的成
品油硫含量標(biāo)準(zhǔn)。目前的汽油脫硫方法主要有加
氫脫硫和非加氫脫硫2類。國內(nèi)主要采用加氫脫
硫，但加氫脫硫?qū)е缕托镣橹迪陆?，且投資和操
作費(fèi)用高。烷基化脫硫是非加氫脫硫方法中的一
種，該技術(shù)在反應(yīng)條件及脫硫率等方面具有明顯
的優(yōu)勢(shì)，能夠在降低硫含量的同時(shí)，最大限度保持
汽油辛烷值。
1汽油烷基化脫硫原理
烷基化脫硫是采用酸性催化劑使FCC汽油中
的噻吩類硫化物與烯烴進(jìn)行烷基化反應(yīng)，改變噻
吩類硫化物的沸點(diǎn)，通過蒸餾切割，將硫化物轉(zhuǎn)移
至相對(duì)較少的重餾分中，以達(dá)到脫硫目的。烷基
化脫硫必須使用具有適宜酸j生和高選擇性的催化
劑
1．7等離子體分解法
用等離子體分解氯氟烴等的技術(shù)已發(fā)展到實(shí)
用階段，日本的植松信行研究了利用等離子體的
化學(xué)作用分解氯氟烴之類難分解氣體為無害物的
應(yīng)用。該技術(shù)能在短時(shí)間內(nèi)完成處理過程，并且
在小型裝置內(nèi)進(jìn)行大量的氯氟烴等氣體的處理。
該處理過程采用2個(gè)系統(tǒng)，1個(gè)系統(tǒng)利用高頻等離
子體急速加熱等離子體，使溫度達(dá)到10 000 ，利
用等離子體的化學(xué)作用與水蒸氣接觸進(jìn)行分解的
超高溫加水分解系統(tǒng)；第2個(gè)系統(tǒng)是為了防止二惡
英再合成，把高溫分解的排放氣急冷到80℃以下
的排氣急冷系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)由氯氟烴和水蒸氣的
供給裝置、等離子體發(fā)生裝置、反應(yīng)爐、冷卻罐、除
害塔以及排水處理裝置等構(gòu)成。
2結(jié)束語
吸附法、吸收法廢氣治理技術(shù)在處理無機(jī)廢
氣方面已形成了較成熟和成型的技術(shù)。目前應(yīng)用
最廣的是活性炭吸附濃縮與催化燃燒組合法或活
性炭吸附濃縮與活性炭回收有機(jī)溶劑組合法。光
催化氧化法、電暈法、等離子體分解法等尚處于實(shí)
驗(yàn)室研究階段，存在一定的局限性，有待進(jìn)一步研
究。生物法因其耗能低、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低廉，受到各國
重視，工業(yè)應(yīng)用實(shí)例和應(yīng)用領(lǐng)域在不斷的擴(kuò)大，是
一種很有應(yīng)用前景的技術(shù)。
參考文獻(xiàn)：
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氣初探[J]．貴州環(huán)?？萍?，2003，9(3)：1-5．
收稿日期：201 1—06—25
作者簡(jiǎn)介：王薇，女，1 程帥，1994年畢業(yè)于大慶高等?？茖W(xué)校，現(xiàn)
從事化T環(huán)保T藝研究f 作。

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