工業廢氣VOC有機廢氣處理

一、什么是VOCs

針對VOCs(Volatile Organic Compounds)各國定義不一樣，美國將其定義為任何能參加大氣光化學反應的有機化合物。

而在我國，VOCs是指常溫下飽和蒸汽壓大于70Pa、常壓下沸點在260℃以下的有機物。

VOCs包含有多種有機物，通常是指常溫常壓下容易揮發的有機化合物，如苯、甲苯、二甲苯、丙酮、苯乙烯等。

VOCs主要來源于石油化工、電子制造及汽車尾氣等。某些VOCs具有很強的毒性或致癌性，嚴重威脅著給人類的生命和健康。

目前，VOCs日益成為大氣污染的重要組成，對環境會造成巨大的破壞作用。

二、吸附法去除VOCs

VOCs的脫除方法有多種，吸附法具有效率高、能耗低、操作簡單、可回收等優點，因而成為脫除VOCs的有效技術。

2.1吸附機理

物質內部的分子所受的力是對稱的，故彼此處于平衡。但處于界面處的分子的力場是不飽和的，液體或固體物質的表面可以吸附這種處于界面的分子，這種一種或幾種物質在另一物質表面積蓄的過程和現象稱為吸附。

吸附的根本原因是因為物質內部的分子和周圍分子之間有互相吸引的作用。

2.2吸附劑

VOCs吸附技術的關鍵是吸附劑，理想的吸附劑通常應具備：大的比表面積、適宜的表面結構、容易再生、成本低廉等優點。

吸附劑一般可分為無機和有機吸附劑兩類，實際應用中無機吸附劑更為普遍。

通常VOCs吸附劑主要包括以下幾大類：活性炭、分子篩、黏土、金屬有機骨架材料、有機吸附劑。

2.2.1．活性炭

活性炭是應用廣泛的一類吸附劑，它具有疏松多孔的性質，具有較高的比表面積和較大的孔容積，對VOCs的吸附能力較強，尤其對苯系物等大分子VOCs的脫除*，但是對甲醛等小分子吸附性能較差。

活性炭的表面官能團結構對活性炭吸附性能有重要影響。常常通過調節活性炭表面含氮、含氧等官能團的種類及數量來調整活性炭的表面酸堿性及孔結構從而改善其吸附VOCs的性能。

2.2.2分子篩

分子篩是優良的VOCs吸附劑之一，有較大比表面積和微孔體積，對水等極性分子有強烈的吸附能力。

目前使用較多的吸附劑包括NaY、Hβ、ZSM-5、SBA-15、MCM-41等。

總得來說，分子篩材料已被廣泛用于對VOCs的吸附，不同類型的分子篩對VOCs的吸附效果不同，這就要求對分子篩進行化學修飾和改性，提高對VOCs的去除效果。

2.2.3黏土

黏土因其比表面積較大、孔結構和成本低廉而得到廣泛應用。

海泡石、坡縷石等比表面積相對較大的黏土礦物可直接應用于氣體吸附，膨潤土是一種以蒙脫石為主要成分的黏土礦物，具有較大的比表面積和陽離子交換容量。

表面活性改性后的有機膨潤土吸附有機污染物的性能顯著提高，經不同表面活性劑改性制備的有機膨潤土對吸附質具有選擇性。

2.3.4．金屬有機骨架材料

金屬有機骨架材料(MOFs)是近十幾年發展起來的一類新型材料。由于具有高比表面積及化學性質穩定等特點，在環境有害有機氣體吸附方面的應用得到科研人員的廣泛研究。研究較多的MOFs吸附VOCs的材料包括MOF-5、MIL-101和MOF-177等。