熱破(pò)壞法是指直接和輔助燃燒有機氣體,也就是VOC,或利用合適的催化劑加快VOC的化(huà)學反應,最終達(dá)到降低有機物濃(nóng)度(dù),使其不(bú)再具有危害性的一種處(chù)理方法。
二、VOC廢氣(qì)處理技術——吸附法
有機(jī)廢氣中的吸附法主要適用於低濃度、高通量有機廢氣。現(xiàn)階段(duàn),這種有(yǒu)機廢氣的處理方法已經相當成熟,能量消耗比較小,但是處理效率卻非常高(gāo),而且可以徹底淨化有害有機廢氣。實踐證明(míng),這種處理方法值得推廣應(yīng)用(yòng)。
但是這種方法也存在一定缺陷,它需要的設備體積比(bǐ)較龐(páng)大,而且工藝流(liú)程(chéng)比較複(fù)雜;如果廢氣中有(yǒu)大(dà)量雜質(zhì),則容易導致工作人員中毒。所以,使用此方法處理廢氣的關鍵在於(yú)吸附劑。當前,采用(yòng)吸附法處理有(yǒu)機廢氣,多使用活性炭,主要是(shì)因為活性炭細孔結構(gòu)比(bǐ)較好,吸附性比(bǐ)較強。
此外,經過氧(yǎng)化鐵或臭氧(yǎng)處(chù)理,活性(xìng)炭的吸附性能將(jiāng)會更好,有機廢氣的處理將會更加安全和有效。
生物法淨(jìng)化voc廢氣是近年發展(zhǎn)起(qǐ)來的空氣汙染控製(zhì)技術,它比傳統工藝投資少,運行費用低,操作(zuò)簡單,應用範圍廣,是最有望替代燃燒法和吸附淨化(huà)法的新(xīn)技(jì)術。從(cóng)處理(lǐ)的基本原理(lǐ)上講(jiǎng),采用生物處理方法處理有機(jī)廢氣,是使用微生物的生理過程把有(yǒu)機廢氣(qì)中(zhōng)的有害(hài)物質轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的無機物,比如CO2、H2O和其它簡單無機物等。這是一種無害的有機廢氣處理方式。
生(shēng)物淨化法實際上是利用微生物的(de)生命活動將廢氣中的有害物質轉變成簡單的無機物(如(rú)二氧化碳和水)以及細胞物質等,主要工藝有生物洗滌法,生物過濾法和生物滴濾法。
生物法(fǎ)處理有機廢氣是一項新的技術,由於反應器涉及到氣,液,固相傳質,以及生化降解過程,影響因(yīn)素多而複雜(zá),有關的理論研(yán)究及實際應用還不夠深入廣泛,許多問題需要進一步探討和研究。
一般情況下,一個完整的生物處理有機廢氣過程包括3個基本步驟:a) 有機廢氣中的有機汙染物首先與水(shuǐ)接(jiē)觸,在水中可以迅速溶解;b) 在液膜中溶解的有機物,在液(yè)態濃度低的情況下,可以逐步擴散到生物膜(mó)中,進而被附著在生物(wù)膜上的(de)微生物吸收;c) 被微生物吸收的有機廢氣,在其自身生理代謝過程中,將(jiāng)會被降(jiàng)解,最終轉化為(wéi)對環境沒有損害的化(huà)合物質(zhì)。
四、VOC廢氣處理技術——變壓吸附(fù)分離(lí)與淨化技術
變壓吸附分離與(yǔ)淨化(huà)技術是利用氣體組分可吸附(fù)在(zài)固體材(cái)料上的特性,在有機廢氣與分離淨化裝置中,氣體的壓力會(huì)出現一定的變化,通(tōng)過這種壓力變化來(lái)處理有機廢氣。
PSA 技術主要應用的是物理法,通過物理(lǐ)法來實現有機廢氣的淨化,使(shǐ)用材料主要是沸(fèi)石分子篩。沸(fèi)石分子篩,在吸附(fù)選擇性和吸附(fù)量兩方麵(miàn)有一定優勢。在一定溫度和壓力下,這種沸石分子篩可以吸附有機廢氣(qì)中的有機成分,然後把剩餘氣體輸送到下個環節中。在吸附有機廢氣後,通過一定工序將其轉(zhuǎn)化,保持並提高吸附劑的再生能力,進而可讓吸附劑再(zài)次投入使用,然後重複上步驟工序,循(xún)環反複,直到有機廢氣得到淨化。
五(wǔ)、VOC廢氣處理技術——氧化法
對(duì)於有毒、有害,而且不需(xū)要回收的VOC,熱氧化法是最(zuì)適合的(de)處理技術(shù)和方法。氧化法的(de)基本(běn)原理:VOC與O2發生(shēng)氧化反應,生成CO2和H2O。
從化(huà)學(xué)反應方程式上看,該(gāi)氧化反應和化學上的燃燒過程相(xiàng)類似,但其由於VOC濃(nóng)度比較低,在化學反應中不會產生肉眼可見的火焰。一般情況下,氧化法(fǎ)通過兩種方法可確保氧化反應的順利進(jìn)行:a) 加熱。使含有VOC的有機廢氣達到反應溫度;b) 使用催化劑。如果溫度比較低,則氧化反應可在催化劑表(biǎo)麵進行(háng)。所以,有機廢(fèi)氣處理的氧(yǎng)化法(fǎ)分為以下兩種方法:
a) 催化氧化法。現階段,催化氧化法使用的催(cuī)化劑有兩種(zhǒng),即貴金屬(shǔ)催(cuī)化劑和非貴金屬催化劑。貴金屬催化(huà)劑主要包(bāo)括Pt、Pd等,它們以細顆粒形式依附在催(cuī)化劑載體上,而(ér)催化劑載體(tǐ)通常是金屬或陶瓷蜂窩,或散裝填料;非貴金屬催化劑主要是由(yóu)過(guò)渡元(yuán)素金屬氧化(huà)物,比如MnO2,與粘合劑經過(guò)一定比例混合,然後(hòu)製(zhì)成的催化劑。為有效防止催化劑中毒後喪失催化活性,在處理前必須徹底清(qīng)除可使(shǐ)催化劑中(zhōng)毒的物質,比如Pb、Zn和Hg等。如果有機廢(fèi)氣中(zhōng)的催化劑毒(dú)物、遮蓋質無法(fǎ)清除,則不可使用這種催(cuī)化氧化法處理VOC;
b) 熱氧化法。熱氧(yǎng)化法(fǎ)當前分為三種:熱力燃燒式、間壁(bì)式、蓄熱式。三種方法的主要區(qū)別在於熱量回收方式。這三種方法均能催化法結合,降(jiàng)低化學反應的反應溫度。
熱(rè)力燃燒式熱氧化器,一般情況下(xià)是指氣體(tǐ)焚燒爐。這種氣(qì)體焚燒爐由助(zhù)燃(rán)劑、混合區和燃燒室三部分(fèn)組成。其中,助燃劑,比如天然氣、石油等(děng),是輔助燃料,在燃燒過程(chéng)中,焚燒爐內產生的熱混合區可對VOC廢氣預熱(rè),預熱後便可為有機廢氣的處理提供(gòng)足夠空間、時間,最終(zhōng)實現(xiàn)有機廢氣(qì)的無害化處理。
在供氧充足條件下(xià),氧(yǎng)化反應的反應程度——VOC去除率——主要(yào)取決於“三T條件”:反(fǎn)應(yīng)溫度(Temperat)、時間(Time)、湍流混合情況(Turbulence)。這“三T條件”是(shì)相互聯係的,在一定範圍內,一個條件的改善可使另外(wài)兩個條件降(jiàng)低。熱力(lì)燃燒式熱氧化器的缺點在於:輔助(zhù)燃料價格高,導致裝置(zhì)操作費用比較高。
直(zhí)燃式廢氣處理爐
•所需溫度:攝氏700-800度
•對應廢氣種類:所有
•廢氣淨化(huà)效率在99.8%以上
•搭配廢氣機(jī)熱回收係統可有效降低工廠營運成本
催化式廢(fèi)氣處理爐(RCO)
•所需溫度:攝氏300-400度
•根據廢氣濃度而啟(qǐ)動的自燃性
•係統設計利用前(qián)處理(lǐ)劑和觸媒清(qīng)潔可延長設(shè)備使用年(nián)限
•可在前端配置各種(zhǒng)吸附材
RCO處理技(jì)術特別適用於(yú)熱回收率需求高的場合,也適用於同一生產線上(shàng),因產品不(bú)同,廢氣成分經常發生(shēng)變化或(huò)廢氣濃(nóng)度波動較大的場合。尤其適用於需要熱(rè)能回收的企業(yè)或(huò)烘幹線廢氣處理,可將能源回(huí)收用於烘(hōng)幹線,從而達到節約能源的目的。
優點:工(gōng)藝流程簡單(dān)、設備緊湊、運行可靠;淨化(huà)效率高(gāo),一般均可達98%以上;與RTO相比燃燒溫度低;一(yī)次性投資低,運行費用低,其(qí)熱回收效率一般均可達85%以(yǐ)上;整個(gè)過程無廢水產生,淨化過程不產生(shēng)NOX等二次汙(wū)染;RCO淨化設備可(kě)與烘(hōng)房配套使用,淨化後的氣體可直接回用到烘房利用,達到節能減排的目的;
缺點:催(cuī)化燃燒裝置(zhì)僅適用(yòng)含低沸點有機(jī)成分、灰分含量低的(de)有機廢氣的處理,對(duì)含油煙等粘性物質的廢氣處理則不宜采用,催(cuī)化劑宜(yí)中毒;處理有機廢氣(qì)濃度在20%以下。
蓄(xù)熱式廢氣處理爐(RTO)
•所需溫度:攝氏800-900度
•低(dī)於500ppm的甲苯濃度也可以啟動自燃(rán)性係統設計
•可實現與RCO配合使用
適(shì)用於大風量、低濃度(dù),適用於有機廢氣濃度在100PPM—20000PPM之間。其操作費用低,有機廢氣濃度在450PPM以上(shàng)時,RTO裝置不需添加輔助燃料;淨化率高,兩床式RTO淨化率(lǜ)能達到98%以上,三床式RTO淨化率能(néng)達(dá)到(dào)99%以上,並且不產生NOX等二次(cì)汙染;全自動控製、操作(zuò)簡單;安全性高。
優點:在處理大流量低濃度的(de)有機廢氣時,運行成(chéng)本非常低。
缺點:較高的一次性投資,燃燒溫度較高,不(bú)適合處理高濃度的有機廢氣,有很多運動部件,需(xū)要較多(duō)的維護工作。
圖為RTO(蓄熱式熱力焚燒技術)濃縮及廢熱回收係統,可將低濃度、大(dà)風量的VOCs廢氣濃縮為高濃度、小風量(liàng)的(de)廢氣,然(rán)後高溫燃燒,並將儲熱體的熱量重新回(huí)收(shōu),利用在(zài)廢氣預(yù)熱和(hé)熱轉換設備上。
回收式熱力焚燒係統
回收式熱力焚(fén)燒係統(簡(jiǎn)稱TNV)是利用燃氣或燃油直接燃燒加熱含有(yǒu)機溶劑的廢氣,在高溫(wēn)作用下,有機溶劑分(fèn)子被氧化分解為CO2和水,產生的高溫煙氣通過配套的多級換熱裝置加熱生產過程需(xū)要(yào)的空氣或熱水,充分回收利用(yòng)氧化分解(jiě)有機廢(fèi)氣時產生的熱能,降(jiàng)低(dī)整個係統的能耗。因此,TNV係統是生產過程需要大量熱量時,處理含有機溶劑廢(fèi)氣高(gāo)效、理想的處理方式,對於新建塗裝生產線,一般采用TNV回收式熱(rè)力焚燒係統(tǒng)。
TNV係(xì)統由三大部分組成:廢氣預熱及焚燒係統、循環風供熱係統、新風換熱(rè)係統。
廢氣焚燒集中供熱裝置的特點包括:有機廢氣在(zài)燃燒室的逗留時間為1~2s;有機廢氣分解(jiě)率大於(yú)99%;熱回收率可達76%;燃燒器輸出的調節比可達26∶1,最高可達40∶1。
缺點:在(zài)處理低(dī)濃(nóng)度有機廢氣時,運行(háng)成本較(jiào)高;管式熱交換器隻是在連續運行(háng)時,才有較長的壽(shòu)命。
在不(bú)同溫度下,有機物質的飽和度不同,冷凝回收法便是利(lì)用有機物這一特點來發揮作用,通過降低或提高係統壓力,把處於蒸汽環境中的有機物質通過冷凝方式提取出來。冷凝(níng)提取後,有機廢氣便可得到比較高的淨化。其缺點是操作難度比較大,在常溫下也不容易用冷卻水來完成,需(xū)要給(gěi)冷凝水降溫,所以需要較多費用。
來(lái)源:環保人