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摘要：随着我国经济环境的不断发展，工业化行业的生产技术水平也在不断提高，各分支行业的发展速度也在不断加快，比较显著的如塑胶、建材、电子、化学工程以及广告印刷等，此类行业在生产中都会产生大量有害气体，严重影响着大气环境。据统计每年工业产业生产过程中排放的毒害气体量在有害气体的排放中占据了百分之七十以上，为大气环境造成了严重的破坏，本文主要介绍了工业有机废气相关的排放渠道、种类、危害等相关内容，并结合当前使用较为广泛的废气吸附技术进行了详细介绍。
关键词：工业；有机废气；吸附技术
工业产业中有机废气的排放量较大，废气浓度较高并且传播时间较长，有些有机废气已经被归到致癌物气体范围之内，对自然环境及空气造成的破坏较为严重，同时也会对人们身体健康埋下安全隐患。因此，针对工业有机废气的处理中需要严格按照相关排放标准进行，吸附法是当前社会工业生产中使用较为频繁的一种有机废气处理方法[1]。
一、挥发性有机化合物的分类
挥发性有机化合物是工业生产中排放的主要有机废气，包含的种类也比较多，详细种类区分见下表1。
表1 常见工业挥发性有机化合物
工业挥发有机物除了会对环境造成严重的影响之外，还具有一定的经济意义，可以采取科学方法进行回收，部分废弃物的排放会造成二次污染，不能直接进行排放，大部分需要进行吸附处理，然后进行回收利用[2]。
二、挥发性有机化合物吸附的特点
（一）挥发性有机化合物的吸附机理
常见挥发性有机化合物的吸附机理分为三个部分，首先是外扩散，挥发性有机化合物从挥发主体扩散到吸附剂表面。但是挥发性有机化合物在与吸附剂进行接触时会形成滞流膜，因此，外扩散的吸附情况与滞流膜的传递速率有着非常紧密的关系；其次是内扩散，主要是挥发性有机化合物透过吸附剂表面，到达吸附剂内部，达到吸附效果；最后是挥发性有机化合物被吸附在吸附剂内部孔隙中，三个步骤中，第三步骤的完成速度较快，相对来说比较缓慢的是第二步，因此，内扩散的吸附速度决定着整个吸附速度[3]。
（二）挥发性有机化合物吸附反应的特点
现阶段应用的吸附反应主要分为两大类，一类是物理吸附，另外一类是化学吸附，主要是根据挥发性有机化合物与吸附剂的特点进行分类。物理吸附中挥发性有机化合物与吸附剂之间的结构力相对来说比较轻，常会出现脱附现象，化学吸附中挥发性有机化合物与吸附剂之间的结构力要强于物理吸附，吸附的过程是不可逆的。另外，化学吸附的过程与常见的化学反应热相类似，远远大于常规的物理吸附热。以最常见的氢气和二氧化钛为例子，两者的物理吸附热分别为8674j/mol、25120 j/mol。而两者的化学吸附热可以达到62800 j/mol和83740 j/mol，相比之间具有非常明显的差距[4]。物理吸附在方式选择上要少于化学吸附，主要是根据被吸附物质的基础物理特征进行选择，而化学吸附的选择性相对来说要更高，并且很多外界因素会影响化学吸附的吸附效果，最常见的比如温度越高化学吸附的速度也会越快，提高吸附整体的活化性。物理吸附的速率与温度关系不大，温度较低的情况下也能够达到较快的物理吸附。另外能够进行物理吸附的大多为单分子层，如压力不断增大会增加到多分子层，但是化学吸附只能单原子或者分子层[5]。
三、挥发性有机化合物的类型
常见的挥发性有机化合物主要是传统处理中常用的催化燃烧或者焚烧方式，能够打断挥发性有机化合物的化学键，使挥发性有机化合物进行分解，但是会对环境造成较大的破坏，会增加自然大气中的二氧化碳含量，不利于空气环境的保护和治理。随着科学技术的不断发展，处理挥发性有机化合物的方式也在不断增多，吸附法是现阶段最常用的挥发性有机化合物处理方法，也是当前挥发性有机化合物处理研究中的重要课题。
四、挥发性有机化合物吸附技术的应用
挥发性有机化合物与吸附剂的性质、吸附环境、湿度、温度等外在因素均会对最终的吸附效果造成影响，但是影响最大的还是吸附剂本身的性质。吸附剂大多为固体，但是不同的吸附剂能够达到的吸附效果也是具有一定区别的，在吸附剂的选择上主要考虑的方面包括吸附剂的孔隙状况、内表面积情况、吸附性能、化学性质、酸碱性、对温度和压力的耐受力、坚硬程度等等，当前工业生产中常用的吸附剂主要有硅胶、活性炭、合成沸石与活性氧化铝等等[6]。
（一）活性炭类吸附剂在挥发性有机化合物吸附中的应用
活性炭无规律的形状，大多为颗粒或者粉末状，不仅含有丰富的碳，还包含氢元素和氧元素等，活性炭的化学结构是不规则形式的，相互之间具有较多的小孔，属于多孔碳，活性炭本身密度不高，所以表面积相对来说比较大。另外活性炭本身不具有砂性，无任何气味，与任何溶剂都不相容。在吸附过程中具有较强的选择性，主要吸附的挥发性有机化合物为氮碱含量较高的或者有机色素类气体。实际应用中多用于风量较大，浓度较低的废气处理中，通过活性炭进行吸附的溶剂可以进行回收，另外吸附过程可以在常温下进行，无需进行其他处理，是当前吸附中价格最低且净化度最高的一种吸附剂。但是仅限于对低浓度废气的处理，且占地面积较大[7]。
（二）合成沸石吸附剂在挥发性有机化合物吸附中的应用
合成沸石在工业挥发性有机化合物吸附中的应用起源于上世纪五十年代，我国是上世纪六十年代初开始进行大范围传播使用的，合成沸石在挥发性有机化合物的吸附过程中对于废气的要求比较高，因为合成沸石本身的孔隙较小，且孔隙大小相似，均匀分布，因此，在吸附过程中对于分子的大小有着非常严格的要求，在使用中还被称为“分子筛” [8]。
（三）新型吸附材料在挥发性有机化合物吸附中的应用
随着科学技术的不断发展以及人们对环境保护的不断重视，越来越多的吸附材料在逐步研发，对于挥发性有机化合物的吸附效果也在不断提高，不仅能够加强对于有机废气的吸附，还能够在分离过程中进行得到氧气等对环境有益的气体。
五、结束语
综上可知，吸附技术是处理工业有机废气中非常重要的一种处理方式，在实际应用中取得了良好的效果，有效的避免了大量工业有机废气排放至自然环境的情况，随着相关科学技术的不断发展，吸附技术也在不断更新进步，相信在不久的将来会有更多更先进的吸附剂投入工业生产中，为环境保护工作做好基础工作，共建美好家园。
参考文献：
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[3] 唐其军. 化工业有机废气处理方法略谈[J]. 环境与发展, 2017, 29(4):101-101.
[4] 赵成, 梁芳. 国内VOCs末端治理技术现状及组合工艺分析[J]. 上海环境科学, 2016(5):223-225.
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[6] 张嫱嫱. 有机废气处理技术概述[J]. 盐业与化工, 2016, 45(7):8-11.
[7] 陈磊, 任甲泽, 李刚,等. 低温等离子体-吸附技术在某印刷厂废气净化系统中的应用[J]. 现代矿业, 2016(11):241-242.
[8] 佚名. 挥发性有机废气吸附+催化燃烧净化技术[J]. 中国环保产业, 2016(6):72-72.
论文作者:关超敏
论文发表刊物:《防护工程》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/26
标签：挥发性论文; 有机化合物论文; 吸附剂论文; 废气论文; 活性炭论文; 工业论文; 物理论文; 《防护工程》2018年第19期论文;