有机废气处理的方法有哪些

国内外治理有机废气技术主要有深冷、燃烧。吸附三种。采用深冷法设备庞大、能耗高、投资大、效果差。燃烧法不能回收有机溶剂，还可能带来二次污染和安全隐患。吸附法是较为普遍应用的方法，在净化废气同时回收废气中的有机溶剂。

传统的吸附法采用颗粒状活性炭（GAC）作为吸附材料，国外于八十年代有了以活性碳纤维（ACF）作为西服材料的装置。活性碳纤维是具有比表面积大、吸附解吸速度快、回收的溶剂品质好、活性碳纤维装填量小、安全性好的吸附材料，和颗粒状活性炭装置相比，设备紧凑，可节约占地1/2，节约水蒸气60％。本项目研制并投入工业化生产的活性碳纤维装置实现全自动操作，无需专门的操作人员，摆脱了笨重的体力劳动和二次污染。九十年代初我国从日本引进几套ACF吸附回收装置，同保定光华机电设备厂和宇清化工环保产业发展中心开发设计的ACF吸附回收装置相比，外国设备在价格上高8～10倍，而且我们的自动化控制水平更高，可自成系统实现全自动操作，也可实现与生产过程DCS计算机控制系统互联，具有国内外同类产品的先进水平。

特别是1996年在北京化工二厂开发成功的三台吸附器循环操作工艺流程，此装置每小时处理6700m3废气，废气中二氯乙烷回收率高达98.9％，每天可回收高纯度的二氯乙烷约10吨，回收物每年创造利润1000万元以上，已达世界先进水平。2003年，在“荆门石化酮苯脱腊装置丁酮、甲苯废气净化回收工程”中的工艺设计上有重大突破，废气主要有机物丁酮、甲苯净化回收率高达99.48％，达到世界领先水平！

此项技术的开发为有机废气的治理开辟了一条新途径。就全国而言，用火车槽车运输的汽油以年产汽油2850万吨、用火车槽车运输一次计，伴随废气排放掉的汽油达4.28万吨，价值8560万元，将这部分装车排放掉的汽油充分地回收，其经济效益和环境效益相当可观的！

近期我国迅速发展的涂膜、印刷、胶带等生产行业，大量使用有机溶剂；有回收和治理装置的不多。在有机化工产品生产过程中产生的废气已对环境造成严重污染。我们在这两个领域都成功地采用了ACF工业化回收装置，经过几年运转效果良好。此外，本技术对于化纤行业含二硫化碳废气、对合成材料、医药等有机废气，如苯、甲苯、二甲苯、环己烷、二硫化碳、二氯乙烷、丙酮等均有良好的应用前景。

主要性能指标：

1、废气中有机物净化回收率：

a、双吸附器流程：>95%～98%

b、多吸附器流程：>99%

2、适用气体排放量：100m3/h～10000m3/h

3、主体设备寿命：>10年

4、活性碳纤维寿命：>1.5年

5、占地：比颗粒状活性炭装置节约50％以上

6、耗能：比颗粒状活性炭装置节约60％以上

7、自动控制运行，只需要一名操作工监管。

作为细颗粒物（PM2.5）和臭氧（O3）形成的重要前体物，VOCs在一定条件下也会对气候变化产生影响。因此，近年来，国家对VOCs的重视程度也越来越高，在出台一系列强有力的法律法规后，京津冀及周边地区、长三角地区等的PM2.5污染已有改善明显，但是与以往相比，PM2.5浓度仍处于高位。与此同时，在京津冀等重点区域，VOCs仍然是现阶O3污染生成的主要因素之一。2017年，原环境保护部等部门联合发布了《关于印发〈“十三五”挥发性有机物污染防治工作方案〉的通知》（环大气〔2017〕121号），文件要求，到2020年，实施重点地区、重点行业VOCs污染减排总量下降10%，尤其是橡胶等VOCs排放重点行业，在有必要的情况下，人们要结合环境空气质量季节性变化特征，研究制定行业生产调控措施。

1橡胶工业VOCs

橡胶广泛用于制造轮胎、胶管、胶带和电缆等产品，是我国国民经济的重要基础产业之一。但是，炼胶过程中如纤维织物浸胶、烘干、压延和硫化都会产生VOCs，此外，在配料和存放时，树脂、溶剂及其他挥发性有机物也会产生有机废气。橡胶工业产生的废气排放量大，污染成分复杂，非甲烷总烃含量高，恶臭成分会对周边环境成严重污染。大气环境的改善迫在眉睫，总量减排势在必行。

2橡胶工业VOCs治理技术

橡胶工业产生废气的主要来源包括密炼、硫化以及压延等过程，不同工艺车间产生的废气成分及浓度也存在一定的差异。

目前，橡胶工业VOCs的治理方法包括低温等离子技术、吸附-回收技术、冷凝-除雾-催化氧化法、热氧化技术、沸石转轮吸附浓缩-RTO协同技术以及低温等离子体-光催化协同技术等。

2.1低温等离子技术

低温等离子技术通过电离产生的活性粒子和废气中的污染物产生作用，以达到分解污染物的目的。赵忠林等以甲苯等代表性有机废气为研究对象，发现在净化300min时，净化率均达到90%。吴萧等则通过介质阻挡放电低温等离子体技术处理VOCs，降解率可达99%，降解效果还与电压和气速有关，如果气速从300L/h下降到100L/h，则降解率从78%提高到97%。

虽然低温等离子体技术具有独特的性能，被认为是处理VOCs的有效方法，但是其通常只适用于大风量、低浓度的有机废气处理，对高浓度有机废气的处理效果并不理想。

2.2吸附回收法

吸附回收法是利用活性炭吸附废气中的有机物，其原理是当有机废气的吸附量达到饱和，利用水蒸汽进行脱附冷凝，以达到回收部分有机物的目的。目前，根据内部结构，常用的活性炭主要分为颗粒活性炭和活性炭纤维，由于活性炭纤维具有非常高的比表面积和孔隙率，因此活性炭纤维吸附效果远高于颗粒活性炭。张俊香研究发现，球形活性炭上VOC分子的气体饱和吸附容量越大，吸附质所需脱附时间越长，不同VOC分子的气体回收难易还与活性炭的内部结构、VOC分子本身物性和化性相关。此外，吸附和回收时的温度、气体浓度和气体体积流率都对回收效率有比较大的影响，而且水蒸汽法要比热空气法脱附的效果好。不过，橡胶的VOCs中环己烷沸点较低，单一的吸附回收法无法回收环己烷，因此暂未发现单一活性炭吸附法在橡胶VOCs治理方面的成功案例。

2.3热氧化法

根据燃烧温度和辅助介质的不同，热氧化法主要分为蓄热式燃烧法（RTO）和催化燃烧法（RCO），其主要原理是通过直接燃烧或添加催化剂进行燃烧，将有机废气氧化分解为CO2和H2O。

2.3.1蓄热式燃烧法。

蓄热式燃烧法（RTO）主要是将有机废气加热到不低于760℃，使其氧化分解为二氧化碳和水，同时将产生的热量存储于蓄热体，使蓄热体升温“蓄热”，而这些蓄积的热量可用于后续有机废气的预热，从而节省废气升温过程的燃料消耗，其间应控制废气中有机物的爆炸下限在25%以内。RTO处理法基本可以把非甲烷总烃转化为CO2和H2O。但是，根据防火规范要求，此方法需要的安全间距较大，在高温环境中，可能会产生氮氧化物等二次污染，需要严格控制反应条件。当处理废气浓度较低时，燃料消耗较大，导致运行费用较高。

2.3.2催化氧化燃烧法。

催化氧化燃烧法主要应用于VOCs浓度废气变化大且浓度高的工况，它主要是利用催化剂（温度保持在250～500℃）使VOCs中的非甲烷总烃等有害物发生氧化反应，生成水和二氧化碳等无害物质，同时产生大量热量。这些热量可以用来预热反应器进口的废气，从而实现热量重复利用，降低能耗成本。当废气含有能够引起催化剂中毒的硫、卤素有机化合物时，不宜采用催化燃烧法，因此是否使用催化氧化燃烧法，人们需要考虑废气主要成分。

2.4冷凝-除雾-催化氧化法

橡胶工业产生的VOCs具有排放量大、污染物浓度的特点，废气中一般含环己烷等有机废气，使用传统单一的吸附回收法无法高效治理环己烷。赵磊等采用冷凝-除雾-催化氧化法治理橡胶生产过程中产生的尾气，冷凝技术利用气态污染物具有不同的饱和蒸气压，通过降低温度或加大压力，使VOCs冷凝从气体中分离出来，再借助不同的冷凝温度实现污染物的逐步分离。经过处理排放的废气，其非甲烷总烃浓度最高也仅有16.25mg/m3，甚至未检出，远低于国家规定的标准，总烃处理效率达到99.7%。此项技术已成功在中国石化燕山石化公司推广应用，废气排放浓度均低于20mg/m3。

该方法可实现有机溶剂的回收，同时可处理多种混合成分的有机废气，适用于高浓度的废气处理。沸点较低的物质不适用这种方式，当废气浓度较低时，处理效果不好。

2.5沸石转轮吸附浓缩-RTO协同技术

橡胶工业VOCs废气成分复杂，在实际工况应用中，仅靠单一的治理技术往往难以达到有机废气治理的要求。目前，越来越多的VOCs治理方案开始采取多技术协同治理工艺，不仅可以满足废气处理排放要求，还可以降低废气处理设备的运行费用。

例如，当处理大风量、低浓度、低温度的有机废气时，直接燃烧会消耗大量燃料，将大幅增加设备运行成本，这时可采用沸石转轮吸附浓缩+RTO协同技术。橡胶有机废气先通过沸石浓缩转轮的吸附区被吸附，转轮每小时持续以一定的转速旋转，同时将吸附的VOCs传送至脱附区，脱附后的沸石转轮旋转至吸附区，持续吸附VOCs，脱附后的高浓度小风量有机废气送至RTO焚烧炉中，燃烧后转化成二氧化碳及水蒸气排放至大气中。这样大大减少了后续焚烧的气流量和RTO设备的体积，增加了单位时间内VOCs自身的燃烧热量。与同样条件下使用的单一蓄热式燃烧系统相比，沸石转轮吸附浓缩-RTO协同技术具有占地少、易操作、能耗低等特点，极大地降低了设备投资和运行费用。

李大梅等采用沸石转轮吸附浓缩-RTO协同技术处理家具行业VOCs，发现去除效率可达到93%。潘辰研究发现，在汽车工业中，如果沸石转轮吸附浓缩-RTO协同技术配合安装余热回收系统，该技术的应用成本将会大大降低。

这些方法对VOCs的削减效果较好，但是臭气处理效率不高，净化过程中耗能很高，碳排放量较大，许多企业反映不实用。

2.6低温等离子体-光催化协同技术

低温等离子体-光催化协同技术利用放电反应产生的活性粒子（如高能电子等）与目标分子发生一系列的裂解、激化，使有害的VOCs在臭氧和氧等离子体协同催化剂的催化作用下转化成CO2、H2O等无害物质。姜楠等采用Ag/γ-Al2O3催化剂协同低温等离子技术催化降解苯，在加入一定量的Ag/γ-Al2O3催化剂后，苯的降解率由单一等离子技术降解时的65%提高到95%，协同效果明显。田建升等将纳米TiO2负载于γ-Al2O3载体，研究低温等离子协同催化剂降解甲苯的效率，发现负载光催化剂可以提高甲苯的降解率。

天津某橡胶轮胎厂硫化车间废气治理工程采用“前置预处理+低温等离子+超微净化+光化学反应”工艺。废气处理量为60000m3/h，进气浓度波动范围为15～200mg/m3。经处理后，废气排放浓度小于10mg/m3，完全满足《工业企业挥发性有机物排放控制标准》（DB12/524—2014）的地方标准排放要求。

由于橡胶工业废气本身的特点，低温等离子-光催化协同技术在处理橡胶废气方面具有很强的综合优势。但是，鉴于国家尚未出台相关技术标准，企业在选用此工艺时需要结合自身现状，以实际工况为基础制定合适的治理方案。

3结论

随着新材料、新工艺、新技术的逐步应用，新型VOCs治理技术将更加成熟。然而，我国VOCs治理起步较晚，国内尚未形成成熟、统一的相关标准和规范，各个企业的治理设备存在设计不合理、不规范的问题，即使选择了高效的治理技术，也未取得预期的治理效果。

橡胶工业产生的废气种类复杂，不同生产工艺产生的废气组分及浓度差异较大。针对不同性质的废气，企业需要采用不同的废气治理工艺。鉴于单一技术均存在一定的局限性，独立使用无法达到较好的治理效果，企业应采用两种或多种治理技术协同处理的方式，这是橡胶工业VOCs治理的未来发展趋势。例如，橡胶工业硫化车间废气可采用低温等离子体-光催化协同技术进行处理，而橡胶工业密炼车间废气浓度相对较高，可采用沸石转轮吸附浓缩-RTO协同技术进行处理。只要根据实际工况，合理规范设计，企业均能取得较好的处理效果。因此，新建或改造VOCs治理设施时，企业还应依据VOCs废气排放工况和生产工况等，选择合理的治理技术。

废气处理工程常见的废气有卤烃、烃类、酯类、酮类、醇类、乙醚类等。

卤烃：三氯乙烯、全氯乙烯、三氯乙烷、二氯甲烷、三氯苯、三氯甲烷、四氯化碳、氟利昂类等。

烃类：苯、甲苯、二甲苯、n－乙烷、石脑油、护膜挥发油、环己烷、稀薄剂等。

废气处理工程中的酯类：包含乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基环己烷等。

酮类：丙酮、MEK、MIBK、环己酮等。

醇类：甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇等。

乙醚类：油酸乙酯、二氧杂环己烷、THF、糠醛、甲基溶纤剂等。

废气处理工程的聚合用单分子物体：氯乙烯、丙烯酸、丙烯酸酯、苯乙烯、醋酸乙烯等。

VOCS气体冷凝回收装置以活性炭纤维（ACF）作为吸收剂，处理各类工厂或设备排放的含有有机溶剂(VOC）的废气，将其中的VOC变成液体进行分离，并进行回收再利用。

VOC是挥发性有机化合物(volatile organic compounds)的英文缩写，可参加大气光化学反应的碳化合物的一类物质，这类物质常被用于原料和溶剂，在生产工艺过程中通过不同的手段进入大气，进而污染大气，标准集团采用活性炭纤维作为吸附剂，承揽VOC废气吸附回收装置的设计、加工制造业务。

可以回收利用气体溶剂类型：

1、烃类：苯、甲苯、二甲苯、n－乙烷、溶剂油、石脑油、重芳烃、碳氢清洗剂等。

2、卤烃：三氯乙烯、全氯乙烯、三氯乙烷、二氯甲烷、氯苯、三氯甲烷、四氯化碳等。

3、酮类：丙酮、丁酮、甲基异丁酮、环己酮等。

4、酯类：乙酸乙酯、乙酸丁酯、油酸乙酯等。

5、醚类：二氧杂环己烷、THF、糠醛、甲基溶纤剂等。

6、醇类：甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇等。

7、聚合用单分子物体：氯乙烯、丙烯酸、丙烯酸酯、苯乙烯、醋酸乙烯，耿朵参考 标准集/团 。

开后分馏就降下来了。

最好在后部分馏上一个脱c5塔和一个脱c6塔就可以了。通过脱c6塔基本上可以把苯全部拔出，生产京标汽油是没有问题的。

把苯或者是生成苯的环己烷分离出来，不进重整，以求降低重整生成油的苯含量，理论上是可行的，实际中还是解决不了产品苯含量超标的问题，因为重整还有异构芳构化反应，而且现在的重整转化率都150%左右，即使前部分离的再彻底，生成油的苯含量还是很高的，即使调和，也很难达标。最彻底可行的办法是在生成油上做文章，把生成油含苯关键组份分离出来，一条途径是加氢把苯饱和掉，axens公司和uop公司都有相应的技术，投资比较小，1000多万就可以解决问题，小重整又缺投资，比较可行。

苯（Benzene, C6H6）在常温下为一种无色、有甜味的透明液体，并具有强烈的芳香气味。苯可燃，有毒，也是一种致癌物质。苯是一种碳氢化合物也是最简单的芳烃。它难溶于水，易溶于有机溶剂，本身也可作为有机溶剂。苯是一种石油化工基本原料。苯的产量和生产的技术水平是一个国家石油化工发展水平的标志之一。苯具有的环系叫苯环，是最简单的芳环。苯分子去掉一个氢以后的结构叫苯基，用Ph表示。因此苯也可表示为PhH。 检举 回答人的补充 2009-12-21 11:14 健康危害由于苯的挥发性大，暴露于空气中很容易扩散。人和动物吸入或皮肤接触大量苯进入体内，会引起急性和慢性苯中毒。有研究报告表明，引起苯中毒的部分原因是由于在体内苯生成了苯酚。

特别注意：

（1）长期吸入会侵害人的神经系统，急性中毒会产生神经痉挛甚至昏迷、死亡。

（2）在白血病患者中，有很大一部分有苯及其有机制品接触历史。

毒理学资料

LD50: 3306mg/kg(大鼠经口)；48mg/kg(小鼠经皮)

LC50: 10000ppm 7小时（大鼠吸入）

由于每个人的健康状况和接触条件不同，对苯的敏感程度也不相同。嗅出苯的气味时，它的浓度大概是1.5ppm，这时就应该注意到中毒的危险。在检查时，通过尿和血液的检查可以很容易查出苯的中毒程度。

接触限值

中国MAC 40 mg/m3(皮)

美国ACGIH 10ppm, 32mg/m3 TWA: OSHA 1ppm, 3.2 mg/m3

代谢

苯主要通过呼吸道吸入（47-80%）、胃肠及皮肤吸收的方式进入人体。一部分苯可通过尿液排出，未排出的苯则首先在肝中细胞色素P450单加氧酶作用下被氧分子氧化为环氧苯（7-氧杂双环[4.1.0]庚-2,4-二烯）。环氧苯与它的重排产物氧杂环庚三烯存在平衡，是苯代谢过程中产生的有毒中间体。接下来有三种代谢途径：与谷胱甘肽结合生成苯巯基尿酸；继续代谢为苯酚、邻苯二酚、对苯二酚、偏苯三酚、邻苯醌、对苯醌等，以葡萄糖苷酸或硫酸盐结合物形式排出；以及被氧化为已二烯二酸。乙醇和甲苯可以降低苯的毒性。

苯的代谢物进入细胞后，与细胞核中的脱氧核糖核酸（DNA）结合，会使染色体发生变化，比如有的断裂，有的结合，这就是癌变（形象地说，是发生变异，因为染色体是遗传物质，它控制着细胞的结构和生命活动等），长期如此，就会引发癌症。

中毒症状

短期接触

苯对中枢神经系统产生麻痹作用，引起急性中毒。重者会出现头痛、恶心、呕吐、神志模糊、知觉丧失、昏迷、抽搐等，严重者会因为中枢系统麻痹而死亡。少量苯也能使人产生睡意、头昏、心率加快、头痛、颤抖、意识混乱、神志不清等现象。摄入含苯过多的食物会导致呕吐、胃痛、头昏、失眠、抽搐、心率加快等症状，甚至死亡。吸入20000ppm的苯蒸气5-10分钟会有致命危险。

长期接触

长期接触苯会对血液造成极大伤害，引起慢性中毒。引起神经衰弱综合症。苯可以损害骨髓，使红血球、白细胞、血小板数量减少，并使染色体畸变，从而导致白血病，甚至出现再生障碍性贫血。苯可以导致大量出血，从而抑制免疫系统的功用，使疾病有机可乘。有研究报告指出，苯在体内的潜伏期可长达12-15年。

妇女吸入过量苯后，会导致月经不调达数月，卵巢会缩小。对胎儿发育和对男性生殖力的影响尚未明了。孕期动物吸入苯后，会导致幼体的重量不足、骨骼延迟发育、骨髓损害。

对皮肤、粘膜有刺激作用。国际癌症研究中心(IARC)已经确认为致癌物。

苯是一种无色、有芳香味的碳氢化合物，透明、易挥发、易燃、易爆。苯的中毒原理为由呼吸道侵入人体。吸入高浓度的苯蒸气以及大量苯液污染皮肤或误服均可引起急性中毒。口服致死量约为10毫升。其毒性作用是抑制中枢神经系统，另外对造血、呼吸系统也有损害。

急性苯中毒临床表现

1．轻度中毒者可有头痛、头晕、流泪、咽干、咳嗽、恶心呕吐、腹痛、腹泻、步态不稳；皮肤、指甲及粘膜紫组、急性结膜炎、耳鸣、畏光、心悸以及面色苍白等症状。

2．中度和重度中毒者，除上述症状加重、嗜睡、反应迟钝、神志恍惚等外，还可能迅速昏迷、脉搏细速、血压下降、全身皮肤、粘膜紫绀、呼吸增快、抽搐、肌肉震颤，有的患者还可出现躁动、欣快、谵妄及周围神经损害，甚至呼吸困难、休克。

急救处理

1．吸入中毒者，应迅速将患者移至空气新鲜处，脱去被污染衣服，松开所有的衣服及颈、胸部纽扣。腰带，使其静卧，口鼻如有污垢物，要立即清除，以保证肺通气正常，呼吸通畅。并且要注意身体的保暖。

2．口服中毒者应用0．005的活性炭悬液或0．02碳酸氢钠溶液洗胃催吐，然后服导泻和利尿药物，以加快体内毒物的排泄，减少毒物吸收。

3．皮肤中毒者，应换去被污染的衣服和鞋袜，用肥皂水和清水反复清洗皮肤和头发。

4．有昏迷、抽搐患者，应及早清除口腔异物，保持呼吸道的通畅，由专人护送医院救治。

相关法规

中华人民共和国《危险货物品名表》（GB 12268-90）规定，苯属第三类危险货物易燃液体中的中闪点液体。而且由于它的挥发性，可能造成蒸气局部聚集，因此在贮存，运输时要求远离火源和热源，防止静电。

环己烷替代甲苯的优点如下。减少环境污染，苯是一种有毒试剂，用环己烷代替苯效果也较好，甲苯的作用之一是带出生成的水，另一个作用是若采用环己烷代替甲苯，其优点是用碳酸钠溶液洗涤的主要目的。减压蒸馏的目的。实验中乳酸薄荷醇质的产率。

加入酸性高锰酸钾溶液，褪色的是甲苯，其它2个出现分层且紫红色在下层。 其它2个再另取溶液与液溴混合并加入铁粉，能发生反应，出现微沸现象出现溴蒸气（或触摸容器外壁感觉温度明显升高）是苯（发生溴代反应）。

苯可与溴单质，铁做催化剂时反应，生成的溴苯密度大于水，环己烷密度小于水且不与高锰酸钾和溴单质铁催化反应。

扩展资料

苯的卤代反应

苯的卤代反应的通式可以写成：

PhH+X2—催化剂（FeBr3/Fe）→PhX+HX

反应过程中，卤素分子在苯和催化剂的共同作用下异裂，X+进攻苯环，X-与催化剂结合。

以溴为例，将液溴与苯混合，溴溶于苯中，形成红褐色液体，不发生反应，当加入铁屑后，在生成的三溴化铁的催化作用下，溴与苯发生反应，混合物呈微沸状，反应放热有红棕色的溴蒸汽产生，冷凝后的气体遇空气出现白雾（HBr）。

溴苯的制备

由苯与溴反应而得。先将铁粉和苯加入反应器，在搅拌下慢慢加入液溴，加完后于70-80℃保温反应1h，所得粗品用水及5%氢氧化钠溶液洗涤，静置分层，蒸馏；干燥；过滤，最后经常压分馏，取155-157℃馏分而得成品。

参考资料来源百度百科-苯

百度百科-溴苯

百度百科-环己烷

分别取样加入硝酸银的醇溶液放置一会产生黄色沉淀的是碘代环己烷，生成蛋黄沉淀的是溴代环己烷，不反应的是甲苯和环己烷，再分取这两种物质，分别加入高锰酸钾溶液有颜色变化的是甲苯，无反应的是环己烷。