日前在(exist)我(I)國(country)工業與制造業發展的(of)進程中，日益嚴峻的(of)生(born)态環境保護問題廣泛受到(arrive)社會的(of)關注，爲(for)堅決執行“堅持人(people)與自然和(and)諧共生(born)，建設生(born)态文明是(yes)中華民族永續發展的(of)千年大(big)計”的(of)發展戰略。各級政府也把環境治理和(and)污染控制列爲(for)政府的(of)工作(do)重點之一(one)，全國(country)掀起了(Got it)生(born)态環境保護的(of)熱潮。治理揮發性有機廢氣(簡稱:VOCs)的(of)排放亦成爲(for)環保的(of)一(one)項重大(big)實施工作(do)，爲(for)此，有關部門不(No)惜關停一(one)些涉污生(born)産企業。促進生(born)産企業加大(big)了(Got it)VOCs達标排放的(of)環保設施建設。但目前VOCs達标排放處理(簡稱：VOCs處理)的(of)現狀卻仍亂象叢生(born)，這(this)就造成了(Got it)企業花錢買“手铐”的(of)悲慘後果。

主要(want)原因是(yes)部份VOCs處理在(exist)缺乏量化分析、無針對污染物處理方案的(of)前提下，采取天下文章一(one)大(big)抄之法，買幾個(indivual)設備組裝一(one)下就完成了(Got it)VOCs處理，可想而知，其結果就是(yes)非但沒有将有害物質進行有效處理，還向大(big)氣中排放了(Got it)新增的(of)污染物。如廣東VOCs治理普及率較高的(of)某市，在(exist)空氣污染（臭氧）檢測中竟然多次超标，追溯其主要(want)原因是(yes)許多生(born)産企業的(of)VOCs處理設備非但未能将污染物消除，卻産生(born)了(Got it)新的(of)污染物，如“地(land)上(superior)魔鬼”的(of)臭氧。

VOCs主要(want)包括碳烴化合物、苯及苯系物、醇類、酮類、酚類、醛類、酯類、胺類、腈類、氰類等有機化合物。源于(At)電子、化工、石油化工、塗料、印刷、塗裝、家具、皮革等行業生(born)産過程。

VOCs是(yes)大(big)氣污染源之一(one);是(yes)引發灰霾、光化學煙霧等大(big)氣環境污染問題的(of)元兇之一(one);是(yes)以(by)PM2.5爲(for)特征的(of)區域性複合型大(big)氣污染物的(of)元兇之一(one)。VOCs通過呼吸道和(and)皮膚進入人(people)體後，可能給人(people)的(of)呼吸、血液、肝髒等系統和(and)器官造成暫時(hour)性和(and)永久性病變，尤其是(yes)苯并芘類多環芳烴能使人(people)體直接緻癌，VOCs對人(people)體健康危害極大(big)。

現就部分生(born)産企業應用(use)的(of)VOCs處理技術及其效果進行相關的(of)分析：

一(one)、活性炭吸附法

1處污原理

活性炭吸附法由于(At)前期投資較低,是(yes)目前應用(use)最多的(of)VOCs處理辦法，是(yes)通過活性炭的(of)自然吸附能力吸附VOCs，當吸附飽和(and)後，活性炭脫附再生(born)或交給專業危廢公司處理。活性炭工藝現場示意圖

2實際應用(use)情況

運用(use)活性炭吸附法進行VOCs處理的(of)環保公司對其設備的(of)除污參數，基本上(superior)都會提到(arrive)此類設備的(of)除污效率達到(arrive)90%以(by)上(superior)，但在(exist)實際除污應用(use)過程中，除污效率達到(arrive)90%以(by)上(superior)隻是(yes)理論值。而且在(exist)不(No)同的(of)工作(do)環境下，其除污效率遠比這(this)個(indivual)理論數值低。主要(want)原因包括溫度、工作(do)環境濕度、水霧、酸度、灰塵及被吸附氣體之間的(of)相互作(do)用(use)等。例如我(I)國(country)南方全年濕度較大(big)，氣溫較高，其活性炭實際吸附量不(No)足實驗室的(of)50%。

3主要(want)問題

使用(use)活性炭吸附法處理VOCs達标排放實際運維費用(use)是(yes)十分高昂的(of)，同時(hour)自然吸、脫附管理難、适用(use)性受多種因素影響，不(No)适合含粉塵、水汽、乳狀物等廢氣處理，難穩定環保達标。且大(big)量飽和(and)後的(of)活性炭處理更耗費巨大(big)，該方法僅是(yes)将污染物吸附轉移，如對飽和(and)後活性炭轉移過程無嚴格把關跟蹤，則極易造成二次污染。但因前期投資少，企業自然選用(use)較多，現雖監管難（炭箱内沒有活性炭，活性炭設施過于(At)簡陋、幾乎不(No)換炭，活性炭選用(use)與實際設計不(No)符，使用(use)量過少等），但環保部門終會有所行動的(of)，存在(exist)着巨大(big)環保風險。而且容易造假應付環保管理。（如：炭箱内沒有活性炭，活性炭設施過于(At)簡陋、幾乎不(No)換炭，活性炭實際工程與設計不(No)符，使用(use)量過少等。）

圖爲(for)廣東某企業僅放少許活性炭并長期不(No)更換、造假！

二、低溫等離子體技術

1處污原理

低溫等離子廢氣處理設備裏的(of)介質阻擋放電過程中，等離子體内部産生(born)富含極高化學活性的(of)粒子，如電子、離子、臭氧和(and)激發态分子等。理論上(superior)有機廢氣與這(this)些具有較高能量的(of)活性基團發生(born)反應，部分會被裂解，最終轉化爲(for)二氧化碳和(and)水等物質，從而達到(arrive)淨化廢氣的(of)目的(of)。

低溫等離子工藝現場示意圖

2實際應用(use)情況

國(country)内生(born)産的(of)運用(use)低溫等離子體技術的(of)治污設備，制造的(of)環保公司對設備的(of)除污參數，基本上(superior)都會提到(arrive)這(this)類設備的(of)除污效率達到(arrive)80%以(by)上(superior)。大(big)量可用(use)于(At)VOCs處理的(of)低能量等離子體設備僅可用(use)于(At)治理油煙污染，在(exist)實際處理工業VOCs過程中，這(this)種低溫等離子體技術設備對有機廢氣的(of)降解基本無效和(and)會生(born)成污染副産物，其降解效率較低，而VOCs的(of)易燃性令其安全性備受關注。

3主要(want)問題

現大(big)量使用(use)的(of)小功率低溫等離子體是(yes)過去餐廚行業用(use)于(At)油煙處理的(of),其不(No)适合VOCs處理，且生(born)成副産物和(and)大(big)量的(of)臭氧，會拉弧引燃VOCs等問題。

因爲(for)等離子體技術在(exist)短時(hour)間内對包括芳香類化合物的(of)有機廢氣處理效率是(yes)很低的(of)，主要(want)是(yes)生(born)成中間産物。如采用(use)大(big)功率等離子體在(exist)穩定的(of)有機廢氣中，也要(want)在(exist)一(one)定的(of)時(hour)間内才有處理效果。而對于(At)工産源源不(No)斷高速排出(out)的(of)VOCs廢氣，其處理效率很低并會次生(born)很多中間副産物，導緻VOCs成分更複雜(這(this)些副産物的(of)危害性可能更大(big))、同時(hour)設備運行時(hour)會産生(born)大(big)量無用(use)臭氧。且有機廢氣絕大(big)部分是(yes)易燃、易爆的(of)化合物。等離子體運行時(hour)的(of)拉弧極易引爆VOCs，天津爆炸事件已令社會對其的(of)安全性質疑，故該技術在(exist)各地(land)被禁用(use)已日逐增加。

某企業低溫等離子設備爆炸事故現場

三、光催化氧化

1處污原理

光催化廢氣處理設備的(of)技術是(yes)利用(use)特種紫外線波段，在(exist)催化劑的(of)作(do)用(use)下，将氧氣催化生(born)成臭氧和(and)羟基自由基及負氧離子，再将VOCs分子氧化還原的(of)一(one)種處理方式。

光催化氧化現場示意圖

2實際應用(use)情況

大(big)部份應用(use)于(At)VOCs處理的(of)UV光催化處理設備是(yes)引用(use)過去除臭殺菌的(of)技術原理，通常采用(use)雙波長紫外光管，将能量主要(want)用(use)于(At)轉換臭氧，用(use)普通二氧化钛材料作(do)爲(for)催化劑，雖除污效率号稱達到(arrive)80%以(by)上(superior)。實際現在(exist)使用(use)的(of)UV光催化處理VOCs設備的(of)效率均較低，在(exist)無計算技術的(of)控制下，會大(big)量生(born)成臭氧和(and)中間副産物。

3主要(want)問題

在(exist)UV光催化氧化技術應用(use)中，包括UV管的(of)波長、光催化材料、反應時(hour)間、相對濕度、灰塵顆粒物等都是(yes)處理VOCs成敗的(of)瓶頸要(want)素。目前普遍認爲(for)光催化氧化法能夠将VOCs完全降解生(born)成無毒無害的(of)CO2和(and)H2O等，但是(yes)在(exist)使用(use)中由于(At)反應時(hour)間太短，揮發性有機物在(exist)光催化氧化反應會生(born)成酮、醛等更惡毒的(of)中間産物和(and)大(big)量的(of)臭氧。

近年來(Come)工業城鎮造成臭氧超标的(of)其中因素就是(yes)濫用(use)等離子體和(and)産臭氧的(of)UV光催化氧化設備。由于(At)這(this)兩類設備都是(yes)試圖通過将空氣中的(of)氧轉變成臭氧後通過化學反應消解工業廢氣的(of)技術，但因反應條件的(of)制約，使産生(born)的(of)臭氧轉換成自由基和(and)負氧離子的(of)效率極低，同時(hour)因反應時(hour)間過短，導緻設備産生(born)的(of)大(big)部分臭氧未能實現對VOCs處理而直接排放。

圖爲(for)某企業光催化氧化法處理工藝形同擺設，燈管壞死無更換,設計純屬扯淡

四、燃燒法

1處污原理

燃燒法分爲(for)蓄熱式燃燒技術（RTO）和(and)催化燃燒技術（RCO）。其原理是(yes)通過直接燃燒或者添加催化劑進行低溫燃燒，利用(use)“燒”将有機廢氣徹底降解爲(for)水和(and)二氧化碳。

燃燒法現場示意圖

2實際應用(use)

燃燒法作(do)爲(for)目前處理效率和(and)效果相對理想的(of)工藝，雖然它的(of)價格相對昂貴且運行費用(use)不(No)低，但已被大(big)部分專家和(and)部分地(land)市環境主管部門認可，甚至制定爲(for)主要(want)治理工藝。

3存在(exist)的(of)主要(want)問題

因蓄熱燃燒（RTO）方式的(of)燃燒室内溫度一(one)般不(No)低于(At)750度，甚至高達1000度，因此，會産生(born)燃料型氮氧化物。氮氧化物按生(born)成機理的(of)不(No)同分爲(for)三類：熱力型、快速型和(and)燃料型，其中燃料型占60%_95%。在(exist)生(born)成燃料型NOx過程中，首先是(yes)含有氮的(of)有機化合物或空氣中的(of)氮氣經過熱裂解産生(born)N，CN，HCN和(and)等中間産物基團，然後再氧化成NOx。經粗算，一(one)套20萬m3/h處理量的(of)蓄熱燃燒設備，其氮氧化物排放量約等于(At)一(one)台35t/h的(of)燃煤流化床鍋爐。

在(exist)有機廢氣的(of)催化燃燒（RCO）工藝中，由于(At)采用(use)自來(Come)水作(do)爲(for)水噴淋進行預處理，水中的(of)氯離子及有機物質自帶的(of)氯離子在(exist)催化燃燒室内（200~500度）極易生(born)成二噁英。而VOCs處理設備上(superior)均無高溫高溫裝置用(use)于(At)促使二噁英的(of)分解，因此，氣體在(exist)燃燒過程中産生(born)的(of)二噁英将直接排放至到(arrive)大(big)氣。

圖爲(for)二惡英産生(born)途徑，其毒性參考分析

爲(for)什麽VOCs的(of)處理會難以(by)達标呢?

主要(want)是(yes)人(people)才緊缺！因爲(for)我(I)國(country)有機化學的(of)分支學科發展不(No)平衡，特别是(yes)有機化學與其他(he)學科的(of)交叉和(and)滲透不(No)夠，并且我(I)國(country)有機化學的(of)研究隊伍規模普遍較小，且相關的(of)分支學科沒有很好的(of)發展，因而對整個(indivual)學科的(of)發展産生(born)了(Got it)影響，并有萎縮的(of)趨勢。在(exist)缺乏政策導向、缺乏評價體系下，造成了(Got it)有機化學的(of)研究工作(do)沒人(people)去做，也不(No)願意去做。有機化學本身相對“枯燥”，就業艱難，導緻很多本、碩、博學生(born)都不(No)願意選擇這(this)個(indivual)學科，特别是(yes)一(one)些非熱門的(of)領域:如有機光化學、自由基化學、元素有機化學等。其次，是(yes)過于(At)急功逐利，對VOCs的(of)治理缺乏科學的(of)研究、機理分析,隻想找個(indivual)什麽設備就實現，其結果可想而知。VOCs處理的(of)創新成敗已上(superior)升到(arrive)經濟發展與生(born)态環境共存的(of)問題,同時(hour)也将關聯着我(I)國(country)産業經濟的(of)安全。

難道VOCs的(of)處理真的(of)“無計可施”嗎？

其實不(No)然，國(country)内已有前衛的(of)環保企業正聯合國(country)内外專家學者将有機化學研究的(of)理論應用(use)到(arrive)可持續的(of)綠色發展中，其中成果就有把有機化學與環保科學進行交叉滲透，在(exist)全社會關注的(of)有機廢氣處理中通過“小分子活化惰性化學鍵的(of)有機化學反應機理”、“有機化學原子經濟性的(of)高效率、高選擇性合成方法學中的(of)不(No)對稱催化反應機理”、“有機化學的(of)自由基化學反應機理”、“綠色有機化學反應及過程化學反應機理的(of)研究”、“計算化學機理的(of)研究”等理論應用(use)到(arrive)VOCs處理設備上(superior)，實現了(Got it)從根本上(superior)把VOCs處理設備推向節能、可靠、便宜、人(people)工智能的(of)高度上(superior)來(Come)，爲(for)《中國(country)制造2025》提交了(Got it)一(one)份合格的(of)鋪墊報告。

VOCs處理的(of)研發和(and)應用(use)創新必須順應“發展是(yes)第一(one)要(want)務，人(people)才是(yes)第一(one)資源，創新是(yes)第一(one)動力。”的(of)時(hour)代發展步伐!