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廢氣VOC治理技術大全
  • 作者:    來(lái)源:湖南(nán)盛匯環保設(shè)備工程有限(xiàn)公司    時間:2017/6/21    點擊:5639
一、VOC廢氣處理技術——熱破壞法

    熱破壞法(fǎ)是指直接和輔助(zhù)燃燒有機氣體,也就是VOC,或利用合適的催化(huà)劑加快VOC的化學反應(yīng),最(zuì)終達到降低有機物濃度,使其不再具有危害性的一種處理方法。


    熱破壞法對(duì)於濃度較低的有機廢氣處理(lǐ)效果比較好,因此,在處理低濃度廢氣中得到了廣泛應用。這種方法主要分為兩種,即(jí)直接火焰(yàn)燃燒和催化燃燒(shāo)。直接火焰燃燒對有機廢(fèi)氣的熱處理效率相對較高,一般(bān)情況(kuàng)下可達(dá)到 99%。而催化燃燒指的是(shì)在催化床層的作用下,加(jiā)快有機廢氣的化學反應速度。這種方法(fǎ)比直接燃燒用時更少(shǎo),是高濃度、小(xiǎo)流量有機廢氣淨化的首選(xuǎn)技術(shù)。
二、VOC廢氣處理技術——吸附法
    有機廢氣中的吸附法主要適用於低濃度、高通量有機廢氣。現階段,這種有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(xiào)率卻非常高,而且可以(yǐ)徹底淨化有害有機廢氣。實踐證明,這種處理方法值得推廣應用。
    但是這種方法也存在一定缺陷,它需要的設備體積比較龐大,而且工藝流程比較複雜;如果廢氣中(zhōng)有大量(liàng)雜質,則容易導致工作人員中毒。所以,使用此(cǐ)方法處理廢氣(qì)的關鍵在於吸(xī)附劑。當前,采用吸(xī)附法(fǎ)處理有機廢氣,多使用活性炭,主要是因為活性炭細孔(kǒng)結構比較好(hǎo),吸附性比較強。

    此(cǐ)外,經過氧(yǎng)化(huà)鐵或臭氧處理(lǐ),活性炭的吸附性能將會更好,有(yǒu)機廢氣的處理將會更加安全和有效。


三、VOC廢(fèi)氣處理技術——生物處理法
    生物法淨化voc廢氣是近年發展起來的空氣汙染控製技(jì)術,它比傳統工藝(yì)投資少,運(yùn)行費用低,操作簡單,應用範圍廣,是最有望替代燃燒法和吸附淨化(huà)法的新技術。從處理的基本原理上講,采用生物處理方法處理(lǐ)有(yǒu)機廢氣,是使用微生(shēng)物的生理過程把有機廢氣中的有害物質(zhì)轉化為簡(jiǎn)單(dān)的無機物,比如CO2、H2O和其(qí)它簡(jiǎn)單無機物等。這是一(yī)種無害的有機廢氣(qì)處理方式。

    生物淨化法實(shí)際上是利用微生物的(de)生命活動將廢氣中的有害物質轉(zhuǎn)變成簡單的無機物(如二氧化碳和水)以及(jí)細胞物質等,主要工藝有生物洗(xǐ)滌法(fǎ),生物過濾法和生物滴濾法。


    不同(tóng)成分、濃(nóng)度及氣量的氣態汙染物各有其有效的生物淨化係統。生物洗滌塔適宜於處理淨化氣量較小、濃度大、易溶且生物代謝速率較低的廢(fèi)氣;對於(yú)氣量大、濃度低的廢氣可采用生物過濾床;而對於負荷(hé)較高以及汙染物降解後會生成酸性物質的(de)則以生物滴濾(lǜ)床為好。
    生物法處理有機廢氣是一項新的(de)技術,由於反應器涉及到氣,液,固相傳質,以(yǐ)及生化降解過程,影響因素多而複雜,有關的理(lǐ)論研究及實際應用還不夠深入廣(guǎng)泛,許多問題需要進一步探討和研(yán)究。
    一(yī)般情況下,一個完整的生物處(chù)理有機廢氣(qì)過程包括3個基本步驟:a) 有機(jī)廢氣(qì)中的有機汙染物首先與水接觸,在水中(zhōng)可以迅速溶解;b) 在液膜中溶解的有機物,在液態濃(nóng)度低的情況下,可以逐步擴散到生物膜中,進而被附著在生物(wù)膜(mó)上的微生(shēng)物吸收;c) 被微生物吸收的有機廢氣,在其自(zì)身生理代謝過程中,將會(huì)被降解,最(zuì)終轉化為對(duì)環境沒有損害的化合物質。
四(sì)、VOC廢氣處理技術(shù)——變壓吸附分離與淨化技術
    變(biàn)壓吸附分離與淨化技術是利用氣(qì)體組分可吸附在固體材料上的特性,在有機(jī)廢氣與分離淨化(huà)裝置中,氣(qì)體的壓(yā)力會出現一定(dìng)的變化,通過這種(zhǒng)壓(yā)力變化來處理有機廢氣。

    PSA 技術主要應用的是物理法,通過物理法來實現有機廢氣的淨化,使用材料主要是沸石分子篩。沸石(shí)分子篩,在吸附選擇性和吸附量兩方麵有一(yī)定優勢。在一定(dìng)溫度和壓力下,這種沸石分子(zǐ)篩可以吸附有機廢(fèi)氣中的有機成分,然後把剩餘氣體輸送(sòng)到下個環節中。在吸附有機廢(fèi)氣後,通過一定工序將其轉化,保持並(bìng)提高吸附劑的再生能力,進而可讓吸(xī)附劑再次投入使用,然後重複上步驟工序,循環反複,直到有機廢氣得到淨化。


    近年來,該技術開始在工業生產中應用,對於氣體分離有良好(hǎo)效果。該技術的主要優(yōu)勢(shì)有:能源消(xiāo)耗(hào)少、成本比較低、工(gōng)序操作自動(dòng)化及分(fèn)離淨化後混合物純度比較高(gāo)、環境汙染小等。使用該技術對於回收和處理有一定價值(zhí)的氣體效果良好,市場發展前景廣闊,成為未來有機廢氣處理技術的發展方向。 
五、VOC廢氣處理技術——氧化法(fǎ)
    對於有毒、有害,而且不需要回收的VOC,熱氧化法是(shì)最適合的處(chù)理技(jì)術和方法。氧化(huà)法的基本原理:VOC與O2發生氧化反應(yīng),生成CO2和H2O。
從(cóng)化學反應(yīng)方程式上看,該氧化反應和化學上的燃燒過程(chéng)相類(lèi)似,但其由於VOC濃度比較低(dī),在(zài)化學反應中不(bú)會(huì)產(chǎn)生肉眼可見(jiàn)的火焰。一般情況下,氧(yǎng)化法通過兩種方法可確保氧化反應(yīng)的順利進行:a) 加熱。使含有VOC的(de)有機廢氣達到反應溫度;b) 使用催化劑。如果溫度比較低,則(zé)氧化反應可在催化劑(jì)表(biǎo)麵進行。所以,有機廢(fèi)氣處理的氧化法分(fèn)為以下兩種方法:
    a) 催化氧化法。現階段,催化(huà)氧化法使用的催化劑有兩種,即貴金屬催(cuī)化劑和非貴金屬催化劑。貴(guì)金屬催化劑主要包括Pt、Pd等,它們以細顆粒形式依附在催化劑載體上,而催化劑載體通常是金屬或陶瓷蜂窩,或散裝填料;非貴金(jīn)屬催化劑主要是由過渡(dù)元素金屬氧(yǎng)化物(wù),比如MnO2,與粘合劑經過一(yī)定比(bǐ)例(lì)混合,然後製成的催化(huà)劑。為(wéi)有效防止催化劑中毒後喪失催(cuī)化活性,在處理(lǐ)前必須徹底(dǐ)清除可使催化劑中毒的物質,比如Pb、Zn和Hg等。如果有(yǒu)機廢氣中的催化劑毒物、遮蓋質無法清除,則不可使(shǐ)用這種催化氧化法處理VOC;
    b) 熱氧化法。熱氧化法當(dāng)前分為三種:熱力燃燒式(shì)、間壁(bì)式(shì)、蓄熱式。三種方法的主要區別在於熱量回收方式(shì)。這三種方(fāng)法均能催化法結合,降低化學反應的反應溫度。
    熱力燃燒式(shì)熱氧(yǎng)化器,一般情況下是指氣體焚燒爐。這種(zhǒng)氣(qì)體焚燒爐由助燃劑、混合區和(hé)燃燒室三部分組(zǔ)成(chéng)。其中,助燃劑,比如天然氣、石油等,是輔助燃料(liào),在燃燒過程中,焚燒爐內(nèi)產生的熱混合區可對VOC廢氣預熱,預(yù)熱後便可為有機廢氣的處理提供足夠空間、時間,最終實現有機(jī)廢氣的無害化處理。
    在供(gòng)氧充足(zú)條件下,氧化反應的反應(yīng)程度——VOC去除率——主要取決於“三T條(tiáo)件”:反應溫度(Temperat)、時間(Time)、湍流混合情況(Turbulence)。這“三T條件”是相互聯係的,在一(yī)定(dìng)範圍內,一個條件的(de)改善可使另外兩個條件降低。熱力燃燒式熱氧化器的(de)缺點在(zài)於:輔助燃料價格高,導致裝置(zhì)操作費用比較高。
直燃式廢氣處理爐
   •所需溫度:攝(shè)氏700-800度
   •對應廢氣種類:所有
   •廢氣淨化效率在99.8%以上(shàng)

   •搭配廢氣機熱回收係統可有效降低工廠營運(yùn)成本



催化式廢氣處理爐(RCO)
   •所需溫度:攝(shè)氏300-400度
   •根據廢氣濃度而啟動的自燃性(xìng)
   •係統設計利用(yòng)前處理劑和觸媒清潔可延長設備使用年限
   •可在前端配置各種吸附材
    RCO處(chù)理技術(shù)特別適用於熱回收率需求高的場合,也(yě)適用於(yú)同一生產線上,因產品不同,廢氣成分經常發生(shēng)變化或廢氣濃度波(bō)動較大的場合。尤其適用於需要熱能回收的企業或烘幹線(xiàn)廢(fèi)氣處理,可將能源(yuán)回收用於烘幹線,從而達到節約能源的目的(de)。
    優點(diǎn):工藝流程(chéng)簡單、設備緊湊、運行可靠;淨化效率高,一般(bān)均可達98%以上;與(yǔ)RTO相比燃燒(shāo)溫度低;一次性投資低,運行費用低,其熱回收效率一般(bān)均可達85%以上;整個(gè)過程無廢水產生,淨(jìng)化過程不產生NOX等二次汙染;RCO淨化設備可(kě)與烘(hōng)房配套使用,淨化後的氣體可(kě)直接回用到烘房利用,達到節能減排的(de)目的;
    缺點:催化燃燒裝置僅適用含低沸點有機成分、灰分含量低的有機廢氣的處理,對含油(yóu)煙等粘性物質的廢氣處理則不(bú)宜采用,催化劑宜中(zhōng)毒(dú);處理有機(jī)廢(fèi)氣濃度在20%以下。
蓄(xù)熱式廢(fèi)氣處(chù)理爐(RTO)
   •所需溫度:攝氏800-900度
   •低於500ppm的甲苯濃度也可(kě)以啟動自燃性係統設計
   •可實(shí)現與RCO配合使用(yòng)
    適用於大(dà)風量、低濃(nóng)度,適用(yòng)於有機廢氣濃度(dù)在100PPM—20000PPM之(zhī)間(jiān)。其操作費用低(dī),有機廢氣濃度在450PPM以上時,RTO裝置不需添加輔(fǔ)助燃料;淨化率(lǜ)高,兩床式(shì)RTO淨化率能達到98%以上,三床式RTO淨化率(lǜ)能達到99%以上,並且不產生NOX等二次汙(wū)染;全自動控製、操作簡單;安全性(xìng)高。
    優點:在處(chù)理大流量低濃度的有機廢氣時,運行成本非常低。
    缺點:較高的一次(cì)性投資,燃燒溫度較高(gāo),不適合處理高濃度的有機廢氣,有很多運動部件,需要(yào)較多的維護工(gōng)作。

    圖(tú)為RTO(蓄熱式熱力焚燒技術)濃縮及廢熱回(huí)收係統,可將低濃度、大風量(liàng)的VOCs廢氣(qì)濃縮為高濃(nóng)度、小(xiǎo)風量的廢氣(qì),然(rán)後高溫燃燒,並將儲熱體的(de)熱量重新回收,利用在廢氣預熱和熱轉換設備上。 



回收式(shì)熱力焚燒係統
    回收式熱力(lì)焚燒係統(簡稱TNV)是利用燃氣或燃油直接燃燒加熱含有機溶劑的廢氣(qì),在高溫作用下,有機溶劑分(fèn)子被氧(yǎng)化分(fèn)解為CO2和水,產生的高溫(wēn)煙氣(qì)通過配套的多級換熱裝置加(jiā)熱生產過程需要的空氣(qì)或熱水,充分回收利用氧(yǎng)化分解有機廢(fèi)氣時產生(shēng)的熱能,降低整個係統的能耗。因此,TNV係統是生產過程需要大量熱量時,處理(lǐ)含有機溶劑廢氣(qì)高效、理想的(de)處(chù)理方(fāng)式,對於新建塗(tú)裝生產線,一般采(cǎi)用TNV回收式熱力焚燒係統。
TNV係統(tǒng)由三大(dà)部分組成:廢氣預(yù)熱及焚燒係統(tǒng)、循環風供熱係統、新風換熱係統。
    廢氣焚燒集中供熱(rè)裝置的特點(diǎn)包括:有機廢氣(qì)在燃(rán)燒室的逗留時(shí)間為(wéi)1~2s;有機廢氣分解率大(dà)於99%;熱回收(shōu)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(diǎn):在處理低濃(nóng)度有機廢氣時,運行(háng)成本較高;管式熱交換器隻是在連續運行時(shí),才有較長的壽(shòu)命。


七、VOC廢氣處理技術——冷凝回收法

    在不同溫度下,有機(jī)物質的飽和度不同,冷凝回收法便是利用有機物這(zhè)一特點來發揮作用,通過降低或提高係統壓(yā)力,把處於(yú)蒸汽環境中(zhōng)的有機物質通過冷凝方式提取(qǔ)出來。冷凝提取後,有機廢氣便可得到比較高(gāo)的淨化。其缺點是操作(zuò)難(nán)度比較大,在(zài)常溫下也不容易用冷(lěng)卻水來完成,需要給冷凝水降溫,所以(yǐ)需要較多費用。


    這種處(chù)理方法(fǎ)主(zhǔ)要適用於濃度高且溫度比較低的有機廢氣處理。通常適用(yòng)於VOC含量高(百分之幾),氣體量較小的有機廢氣的(de)回收處理,由於大部分VOC是(shì)易燃易爆氣(qì)體,受到爆炸極限的限製,氣體中的VOC含量不會太高,所以要達到較高的回收率,需采用(yòng)很低溫度(dù)的冷凝介質或高壓措施(shī),這勢(shì)必會增加設備投資和處理成本,因此,該技術一般是作為一級處理技術(shù)並與其它技術結合使用。
來(lái)源(yuán):環保人

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