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摘要：本文以VOCs废气处理为研究目的，阐述了吸附-低温催化燃烧技术应用机理，以VOCs废气处理总量核算为依据，对其在VOCs废气处理中的应用进行了简单的分析，以期为VOCs废气处理工艺优化提供良好的借鉴。
关键词：吸附-低温催化燃烧技术；VOCs废气处理
前言
VOCs废气是VolatileOrganicCompounds的简称，其主要来自石油化工、制药、汽车尾气及精细化工，是一种对环境、人类具有严重危害的废气，也是形成PM2.5、光化学烟雾的重要因素。由于VOCs废气在较高蒸气压、常温常压下均具有良好的挥发性，常用处理工艺并不能有效处理VOCs废气。因此，探究新的VOCs废气处理工艺具有非常重要的意义。
1.吸附-低温催化燃烧技术机理
吸附-低温催化燃烧技术一种VOCs废气回收与销毁结合的技术，其可以利用活性炭、硅胶、分子筛等吸附剂，对VOCs废气进行物理吸附。随后在催化剂的协同下，将VOCs废气中可燃气体完全氧化为二氧化碳、水[1]。
2.VOCs废气处理总量核算
VOCs废气处理总量核算是吸附-低温催化燃烧工艺设计的主要依据。常用的VOCs废气排放总量计算方式为物料衡算法、监测法、排放因子法。其中物料衡算法，主要针对某一产品生产期间，依据核算期VOCs废气排放量=核算期投用涂料*涂料中VOCs废气含量+核算期有机溶剂使用量-核算期VOCs废气去除量核算期VOCs废气回收量公式，对VOCs废气含量进行计算。
监测法主要是利用企业现场实地监测数据，对企业排放废气量、VOCs废气排放浓度进行监测。随后依据VOCs废气排放总量计算公式：污染物排放量=进行计算。其中Im为第m个VOCs废气排放口监测到的VOCs废气排放浓度，Qm为第m各VOCs废气排放口风量；h为核算期间第m个VOCs废气排放口工作时间[2]。
排放因子发主要是在物料衡算的基础上，依据工业企业挥发性有机物排放总量计算公式：行业排放因子*行业活动水平量*污染控制技术对VOCs废气去除效率。进行计算。
3.吸附-低温催化燃烧技术在VOCs废气处理中的应用
3.1风电叶片企业使用挥发性涂装材料成分概述
表1风电叶片企业使用挥发性涂装材料产生VOCs废气量
如表1所示，**风电叶片企业使用挥发性涂装材料生产1片风电叶片时产生有机废气VOCs46.0kg。结合**风电叶片企业风机叶片涂装过程及车间容量，可得回收净化每小时有机废气VOCs回收任务量为13.25kg。而依据涂装车间通风换气次数不低于11次/h要求，可设计排放量为45000m3/h，排风中有机废气VOCs浓度为151mg/m3。
3.2吸附-低温催化燃烧技术在VOCs废气处理中应用装置概述
本次有机废气VOCs处理装置主要采用FTX型VOCs废气净化装置，其主要采用活性炭纤维作为吸附剂，快速、高校吸附有机废气VOCs分子及分子团。同时利用装置内预滤器、吸附器、催化燃烧装置、控制箱、自动阀门、统一底座、引风机等装置，形成系统的有机废气VOCs处理装置。其中吸附器内具有六个吸附单元（图1），可装设70.0kg活性炭吸附剂，每间隔5min进行一次再生切换，可闭式循环吸附、脱附、再生；而催化燃烧装置、引风机装机功率为35.8kW，运行功率为12.9kW，过滤风速为0.15m/s；控制箱及自动阀门则主要利用西门子可编程控制器PLC进行中央全自动调控。
在实际运行过程中，有机废气VOCs处理装置活性炭吸附箱内六个单元必须有一个处于脱附状态，其余五个位于吸附状态[3]。一般脱附时间为11*60s。即在每小时有机废气VOCs处理装置运行过程中，处于吸附状态的吸附机床可脱附再生一次。同时由于吸附装置吸附工质为催化燃烧装置提供的热空气。因此，考虑到不同有机废气VOCs沸点、脱附温度变化，可利用五个处于吸附状态的小单元。沿多层不锈钢丝网粗效过滤元件，在吸附有机废气VOCs中灰尘的同时，将大风量低浓度有机废气VOCs浓缩为高浓度、小风量有机废气VOCs，以节约有机废气VOCs处理装置能源损耗。
3.3吸附-低温催化燃烧技术在VOCs废气处理中应用参数设置
依据有机废气VOCs处理要求，**风电叶片企业使用挥发性涂装材料车间吸附-低温催化燃烧处理工艺可沿正常吸附过程。结合该企业使用挥发性涂装材料有机废气VOCs浓度变化趋势，进行应用工艺参数的合理设置。
一方面，在正常有机废气VOCs吸附构成，首先，挥发性涂装材料使用车间中喷漆粉尘混合废弃可经除尘器，过滤有机废气VOCs中大颗粒固体粉尘。随后经组合过滤器去除液体漆雾、细微固体粉尘中有机废气。同时在活性炭纤维吸附箱中，利用活性炭纤维吸附箱中排风管道，启动吸附箱上吸附阀门，关闭吸附箱上脱附阀门。将气体排出吸附箱外部。考虑到**风电叶片企业使用挥发性涂装材料作业特点，本次吸附过程主要采用一用一备一用的形式，进行持续吸附，确定吸附床吸附周期在125h左右，保证系统可在连续4.5个工作日稳定运行。
另一方面，在脱附-低温催化燃烧阶段，需要在启动脱附风机的基础上，经脱附预热、活性炭脱附、催化燃烧、低温冷却等过程，进行完全脱附。首先，在启动预热旁通阀之后，脱附排风机运行，推动有机废气VOCs进入燃烧炉。并将催化床预热至310℃左右。随后以活性炭脱附预热管道温度为依据，在脱附管道达到85℃左右，关闭吸附箱上吸附阀门及预热旁通阀门，启动脱附阀门，进入有机废气VOCs低温催化氧化阶段[4]。
其次，在有机废气VOCs低温催化氧化阶段，采用高温热风吹扫的模式。在等温环境中将高浓度有机废气分解，经烟囱将净化后高温气体、分解后产物二氧化碳及水排到空气中。
最后，在有机废气VOCs处理装置低温冷却阶段，考虑到活性炭纤维、催化燃烧炉催化床蓄热性质，可启动脱附风机。同时充入氮气等惰性气体，进行封闭式循环系统构建，保证活性炭纤维吸附箱内温度全部下降至室温。
此外，为避免温度过高导致催化剂失火，相关人员应以脱附温度为控制要点，以燃烧后气体温度、吸附碳箱内温度为控制对象，以110℃-270℃为控制标准，及时启动新风阀，关闭低温催化燃烧炉电加热组，或者调解脱附风机量，设置冗余稳定温度检测装置，保证有机废气VOCs处理装置稳定运行。
3.4吸附-低温催化燃烧技术在VOCs废气处理中应用效果分析
该有机废气VOCs吸附-低温催化燃烧技术自2018年05月投入运行以来，整体设备运行较平稳，实际运行成本主要涉及了过滤器滤材消耗、催化剂消耗、活性炭消耗、电费消耗等几个模块，整体成本可控。而系统运行后环保监测结果（表2）均符合国家及地方排放标准，整体净化效率较高。
表2有机废气VOCs环保监测结果（局部）
4.总结
综上所述，由于VOCs废气浓度分布范围较广、VOCs废气成分复杂性较高，且内部污染物特性各不相同。这种情况下，任意一单一VOCs废气处理方式均受多种因素的影响。因此，为保证VOCs废气的有效治理，VOCs废气处理人员可在吸附-低温催化燃烧技术应用的基础上，进行进一步优化整合，以便最大限度控制VOCs废气二次污染，提高VOCs废气去除效率。
参考文献：
[1]佟玲.VOCs治理技术概述及发展趋势[J].资源节约与环保，2016（9）：210-211.
[2]梁凯，崔亚军，崔久涛，等.催化燃烧技术处理石油化工企业含VOCs废气的工艺研究[J].当代化工，2017，46（4）：707-710.
[3]徐绮坤，李淑琼.汽车喷漆废气VOCs处理技术应用进展探究[J].化工设计通讯，2017，43（6）：207-207.
[4]施媛媛.活性炭吸附催化一体设备在汽车涂装喷漆废气处理中的应用[J].汽车实用技术，2017（15）：167-169.