近年来，我国煤基路线制油、烯烃、芳烃、天然气、乙二醇，以及焦炉煤气制CNG、LNG等现代煤化工工艺技术突破和示范工程均获重大进展，煤化工的废气治理就尤其重要，并为改善空气质量，推动工业绿色发展，主管部门出台了一系列的政策和标准推动VOCs的减排与治理。2017-2020期间，随着VOCs治理相关政策法规、标准的颁布实施，预计VOCs治理市场将迎来爆发式增长，行业规模将超千亿元。同时，中国VOCs治理相关标准体系，VOCs治理技术；VOCs控制系统设计，降低VOCs治理成本方面存在挑战。

　　1.脉冲电晕法

 

　　脉冲电晕法基本原理是通过前沿陡峭、脉宽窄(纳秒级)的高压脉冲电晕放电,能在常温、常压下获得非平衡等离子体,即产生大量高能电子和O、H0等活性粒子,与有害分子进行氧化降解反应,使污染物最终转化为无害物。1988年以来,美国就开展了电晕法降解低浓度的挥发性有机物的研究。研究表明在环境通常温度和压力下,该法能达到较好的效率。

 

　　2.膜分离法

 

　　膜分离法的基本原理是基于气体中各组分透过膜的速度不同,每种组分透过膜的速度与该气体的性质、膜的特性与膜两边的气体分压有关。膜分离法有机废气处理是根据有机蒸气和空气透过膜的能力不同,而将二者分开的。常用膜分离工艺有:蒸气渗透、气体膜分离和膜基吸收法。膜分离技术用于气体净化上的优点是投资费用低、分离因子大、分离效果好(即净化效果好),而且膜法净化操作简单、控制方便、操作弹性大。

 

　　3.光分解法

 

　　光分解VOCs有两种形式:一种是直接光照在波长合适时,VOCs分解;另一种是催化剂存在下,光照VOCs使之分解。

 

　　有研究表明,有机氯化物和氟氯烃在185nm紫外光照射下,两种物质都能在极短的时间内分解,卤代物的分解速度大于氟氯烃;三氯乙烯几秒钟内即能分解成氧气、氯气、氟气等。光分解可产生中间产物,可通过氢氧化钠溶液处理或延长滞留时间等手段最终去除，进行VOCs治理。

 

　　光催化降解技术原理是光催化剂如TiO2在紫外线的照射下被激活,使H2O生成OH自由基,然后OH自由基将有机污染物氧化成CO2和H2O。用TiO2催化剂时可采用普通的荧光灯为光源来消除恶臭和非常低浓度的污染物。受催化剂降解效率的影响,光催化氧化法在工业上的应用还待开发。

 

　　4.等离子体分解法

 

　　VOCs治理等离子体分解氯氟烃的技术已到实用阶段,植松信行研究了利用等离子体的化学作用分解氯氟烃之类难分解气体为无害物的应用。此技术可在短时间内进行大量的氯氟烃等气体的处理。此过程采用二个系统,一系统利用高频等离子体急速加热,使温度达10000℃利用等离子体的化学作用与水蒸汽接触进行分解的超高温加水系统;第二个系统是将高温分解的排气急冷到80℃下的排气系统。该系统是由氯氟烃和水蒸汽的供给装置、等离子体发生装置、反应炉、冷却罐以及排水处理装置等构成。

 

　　5.微波催化氧化技术

 

　　VOCs治理微波空气净化技术是由填料吸附-解吸技术发展而来,是将传统解吸方式转变为微波解吸,微波能的应用大大减少了能量的消耗,并缩短了解吸时间,而且吸附剂经20次解吸后基本上保持原有吸附能力。微波解吸技术对空气的净化基本上与其在水处理中的应用类似,解吸原理都可以用“容器加热理论”和“体积加热理论”加以解释。国内外在水处理中均有此方面的成功应用,而在空气净化中的应用,国外已有小规模的成功范例,国内尚处于起步阶段。

 

　　6.变压吸附分离与净化的技术

 

　　废气治理变压吸附分离与净化的技术(PSA)是利用气体组分在固体吸附材料上吸附特性的差异,通过周期性的压力变化过程实现气体的分离与净化。PSA技术是一种物理吸附法。一般采用沸石分子筛作为吸附剂(吸附容量大、吸附选择性强)。在常温及一定压力条件下,可把有机废气中吸附在沸石分子筛上,没有被吸附的气体进入下一个工段。吸附有机废气以后的吸附剂通过降压抽真空把有机物解吸,使吸附剂再生。再生后的吸附剂重新去吸附废气中的有机物,以此循环往复。PSA技术是近几十年来在工业上新崛起的气体分离技术,具有能耗低、投资少、流程简单、自动化程度高、产品纯度高、无环境污染等优点,是各种气体分离与回收的较理想的方法,极富有市场竞争力,在不久的将来将会在工业上迅速推广。

 

　　7.臭氧分解法

 

　　废气治理臭氧分解法国内未见报导,国外对此技术的研究也还极少。有研究表明O3可用于净化地面废气,即能分解土壤中非挥发性有机物多环芳香有机物、脂肪族有机物、酚和杀虫剂,此时用地面气作O3载体。另外,研究人员还特别注意了O3处理后土壤的微生物状态变化,结果显示细菌减少99%,呼吸性能降低。为此,研究人员通过用纯O2和未反应的O3的分解控制技术,减少O3处理对土壤的生态系统的影响,从而达到安全的目的。

 

　　8.电化学氧化法

 

　　废气治理电化学氧化技术是采用一种内装专利膜和AgNO3-HNO3溶液的化学电池,在温度为50～100℃和常压的条件下进行氧化,在阳极,VOCs恶臭气体转化为CO2和H2O;在阴极,生成亚硝酸,经处理后可循环使用。该法的典型特点:VOCs恶臭物质去除率高,可达99%以上,但运转费用亦高较高。