揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）是包裝印刷、表面涂裝、石油化工、有機(jī)化工等需要化學(xué)反應(yīng)或使用有機(jī)溶劑的行業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中排放的污染物。根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）的定義，VOCs為熔點(diǎn)低于室溫而沸點(diǎn)在50～260℃之間的揮發(fā)性有機(jī)化合物的總稱。VOCs的主要成分為烷烴、烯炔烴、芳香烴、羰基化合物、鹵代烴等，特點(diǎn)是沸點(diǎn)較低、分子量小、常溫下易揮發(fā)，VOCs多具有刺激性氣味和毒性，且易燃易爆。由于VOCs的危險(xiǎn)性與危害性，我國(guó)針對(duì)各行業(yè)制定了廢氣排放要求。隨著我國(guó)環(huán)保意識(shí)的提升和工業(yè)升級(jí)的需要，廢氣排放的要求越來(lái)越嚴(yán)格，對(duì)于VOCs處理的需求增長(zhǎng)迅速。

VOCs處理技術(shù)從基礎(chǔ)原理上可以分為回收法和分解法兩大類:

回收法是通過(guò)吸附、吸收、冷凝和膜分離等方法對(duì)VOCs進(jìn)行處理。吸附法是通過(guò)活性炭、沸石分子篩等具有多孔結(jié)構(gòu)的物質(zhì)對(duì)VOCs進(jìn)行物理吸附和捕捉，然后通過(guò)升溫、減壓、提高濕度等方法對(duì)吸附的VOCs進(jìn)行解吸。吸收法分為物理吸收和化學(xué)吸收，物理吸收是根據(jù)有機(jī)物相似相溶的原理，選用弱極性、高沸點(diǎn)、低揮發(fā)、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的有機(jī)溶劑對(duì)VOCs進(jìn)行吸收，再通過(guò)VOCs與有機(jī)溶劑物理性質(zhì)的差異進(jìn)行分離；化學(xué)吸收是通過(guò)酸洗、堿洗等方法酸堿與VOCs反應(yīng)進(jìn)行吸收。冷凝法是利用有機(jī)物在不同溫度下飽和蒸汽壓不同，通過(guò)冷凝器降溫或升壓，使VOCs冷凝后從氣相中分離。膜分離法是選擇對(duì)VOCs具有選擇性滲透的高分子膜，通過(guò)膜兩側(cè)的壓力差，使VOCs透過(guò)膜被收集。

分解法分為燃燒法和非燃燒法。燃燒法又稱為熱氧化法，主要分為直接熱氧化、催化熱氧化和蓄熱熱氧化，VOCs大多數(shù)是由碳、氫、氧等元素構(gòu)成的有機(jī)化合物，燃燒法是在300~900℃的高溫下，使VOCs燃燒分解為二氧化碳和水。非燃燒法包括生物處理法、光催化法和低溫等離子法等。生物處理法是將VOCs氣體通過(guò)微生物填充層，由微生物將VOCs轉(zhuǎn)化為無(wú)害的無(wú)機(jī)物。光催化法是通過(guò)光催化劑二氧化鈦吸收光子，與表面的水反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基和活性氧物質(zhì)，羥基自由基具有120kJ·mol-1的反應(yīng)能，高于有機(jī)物中的各類化學(xué)鍵能，例如C-C鍵83kJ·mol-1、C-H鍵99kJ·mol-1、C-N鍵73kJ·mol-1、C-O鍵84kJ·mol-1、H-O鍵111kJ·mol-1、N-H鍵93kJ·mol-1，因而能迅速有效地將VOCs分解為二氧化碳和水。低溫等離子法是在外加電場(chǎng)作用下，通過(guò)介質(zhì)放電產(chǎn)生超高能電子對(duì)VOCs進(jìn)行輻射和電離，使VOCs氧化降解為二氧化碳和水。

VOCs處理技術(shù)中，吸附法、冷凝法和膜分離法適用于有回收價(jià)值的高濃度VOCs的處理，投資高，維護(hù)成本和耗材費(fèi)用均較高；吸收法可選溶劑種類較少，費(fèi)用高，處理量小，易造成二次污染；生物處理法設(shè)備體積大，處理效率較低；光催化法光能利用率低，對(duì)透光度要求高，處理效率受制于紫外線波長(zhǎng)和催化劑性質(zhì)，且易產(chǎn)生二次污染；低溫等離子法易產(chǎn)生氮氧化物及其他二次生成物。以上處理技術(shù)，由于自身技術(shù)特點(diǎn)只能應(yīng)用于特定VOCs處理工況，適用范圍均較窄。

燃燒法處理技術(shù)具有處理量大、效率高、節(jié)能環(huán)保、易維護(hù)和適用于各種VOCs的優(yōu)點(diǎn)，是目前化工、涂裝、印刷包裝等行業(yè)中常用的VOCs處理方法。

直接熱氧化處理技術(shù)是將VOCs作為燃料直接燃燒的處理方法，適用于VOCs濃度和熱值均較高的廢氣。當(dāng)廢氣中VOCs濃度較低不滿足直接熱氧化條件時(shí)，可以設(shè)置轉(zhuǎn)輪濃縮等VOCs濃縮裝置，將廢氣濃縮后再進(jìn)行處理，并適當(dāng)補(bǔ)充燃料氣。

催化熱氧化處理技術(shù)是一種氣-固相催化反應(yīng)，催化劑的作用是降低反應(yīng)的活化能，顯著降低反應(yīng)溫度，并使反應(yīng)物富集到催化劑表面提高反應(yīng)速率。與直接熱氧化相比，催化熱氧化反應(yīng)溫度低，能耗低，可以有效降低甚至消除NOx生成。

蓄熱熱氧化處理技術(shù)是通過(guò)蓄熱陶瓷或其他高密度惰性材料床層從處理后氣體中吸收并儲(chǔ)存熱量，再將熱量釋放給入口的低溫廢氣，而不是采用管殼式換熱器，蓄熱陶瓷使用壽命較長(zhǎng)，可達(dá)10a以上。常用的蓄熱熱氧化處理技術(shù)有三室RTO和旋轉(zhuǎn)RTO，都是通過(guò)切換蓄熱室來(lái)實(shí)現(xiàn)蓄熱陶瓷的吸熱和放熱。

綜上所述，VOCs燃燒法處理技術(shù)主要分為直接熱氧化、催化熱氧化和蓄熱熱氧化。直接熱氧化處理技術(shù)工作溫度高，對(duì)設(shè)備材料和結(jié)構(gòu)要求高，有部分NOx生成，熱回收率較低，設(shè)備操作和維護(hù)方便，適用于中小規(guī)模、較高濃度的VOCs處理；催化熱氧化處理技術(shù)工作溫度低，能耗低，可以有效降低甚至消除NOx生成，熱回收率較低，需要定期更換催化劑，適用于中小規(guī)模的VOCs處理；蓄熱熱氧化處理技術(shù)工作溫度高，廢氣處理量大，處理效率和熱回收率均較高，能耗最低，蓄熱陶瓷壽命長(zhǎng)，設(shè)備易維護(hù)，適用于中大規(guī)模的VOCs處理。