VOC廢氣處理技術(shù)工藝詳解

 

當(dāng)時，VOC廢氣處理技術(shù)***要包含熱損壞法、變壓吸附別離與凈化技術(shù)、吸附法和氧化處理辦法等。

一、VOC廢氣處理技術(shù)——熱損壞法

熱損壞法是指直接和輔佐燃燒有機(jī)氣體，也就是VOC，或運(yùn)用適宜的催化劑加速VOC的化學(xué)反應(yīng)，終究到達(dá)下降有機(jī)物濃度，使其不再具有危害性的一種處理辦法。

熱損壞法關(guān)于濃度較低的有機(jī)廢氣處理效果比較***，因而，在處理低濃度廢氣中得到了廣泛運(yùn)用。這種辦法***要分為兩種，即直接火焰燃燒和催化燃燒。直接火焰燃燒對有機(jī)廢氣的熱處理功率相對較高，一般狀況下可到達(dá)99%。而催化燃燒指的是在催化床層的效果下，加速有機(jī)廢氣的化學(xué)反應(yīng)速度。這種辦法比直接燃燒用時更少，可是假如脫離催化劑輔佐，則無法發(fā)揮效果?，F(xiàn)階段，可作為催化劑運(yùn)用的***都是金屬、金屬鹽。這兩種催化劑的催化效果雖然比較***，技術(shù)也現(xiàn)已適當(dāng)老練，可是其價格卻比較高，所以處理本錢也就比較高。近年來，催化劑研制多會集在非貴金屬催化劑方向，取得了比較***的發(fā)展。

此外，在催化有機(jī)廢氣進(jìn)程中，還需求有催化劑的載體，其起著進(jìn)步催化活性和穩(wěn)定性的重要效果。當(dāng)時，多以陶瓷作為催化劑載體，但在未來的催化劑研討當(dāng)中，應(yīng)加速研制高效活性催化劑及其載體。

二、VOC廢氣處理技術(shù)——吸附法

有機(jī)廢氣中的吸附法***要適用于低濃度、高通量有機(jī)廢氣?，F(xiàn)階段，這種有機(jī)廢氣的處理辦法現(xiàn)已適當(dāng)老練，能量耗費(fèi)比較小，可是處理功率卻十分高，并且能夠完全凈化有害有機(jī)廢氣。實(shí)踐證明，這種處理辦法值得推廣運(yùn)用。

可是這種辦法也存在必定缺陷，它需求的設(shè)備體積比較巨***，并且工藝流程比較復(fù)雜;假如廢氣中有很多雜質(zhì)，則簡略導(dǎo)致工作人員中毒。所以，運(yùn)用此辦法處理廢氣的關(guān)鍵在于吸附劑。當(dāng)時，選用吸附法處理有機(jī)廢氣，多運(yùn)用活性炭，***要是因為活性炭細(xì)孔結(jié)構(gòu)比較***，吸附性比較強(qiáng)。

此外，經(jīng)過氧化鐵或臭氧處理，活性炭的吸附功能將會更***，有機(jī)廢氣的處理將會愈加安全和有用。

三、VOC廢氣處理技術(shù)——生物處理法

從處理的根本原理上講，選用生物處理辦法處理有機(jī)廢氣，是運(yùn)用微生物的生理進(jìn)程把有機(jī)廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為簡略的無機(jī)物，比方CO2、H2O和其它簡略無機(jī)物等。這是一種無害的有機(jī)廢氣處理辦法。

一般狀況下，一個完***的生物處理有機(jī)廢氣進(jìn)程包含3個根本進(jìn)程：a)有機(jī)廢氣中的有機(jī)污染物***要與水觸摸，在水中能夠敏捷溶解;b)在液膜中溶解的有機(jī)物，在液態(tài)濃度低的狀況下，能夠逐漸分散到生物膜中，然后被附著在生物膜上的微生物吸收;c)被微生物吸收的有機(jī)廢氣，在其本身生理代謝進(jìn)程中，將會被降解，終究轉(zhuǎn)化為對環(huán)境沒有危害的化合物質(zhì)。

四、VOC廢氣處理技術(shù)——變壓吸附別離與凈化技術(shù)

變壓吸附別離與凈化技術(shù)是運(yùn)用氣體組分可吸附在固體材料上的***性，在有機(jī)廢氣與別離凈化設(shè)備中，氣體的壓力會呈現(xiàn)必定的改動，經(jīng)過這種壓力改動來處理有機(jī)廢氣[6]。

PSA技術(shù)***要運(yùn)用的是物理法，經(jīng)過物理法來完結(jié)有機(jī)廢氣的凈化，運(yùn)用材料***要是沸石分子篩。沸石分子篩，在吸附選擇性和吸附量兩方面有必定***勢。在必定溫度和壓力下，這種沸石分子篩能夠吸附有機(jī)廢氣中的有機(jī)成分，然后把剩下氣體輸送到下個環(huán)節(jié)中。在吸附有機(jī)廢氣后，經(jīng)過必定工序?qū)⑵滢D(zhuǎn)化，堅持并進(jìn)步吸附劑的再生才能，然后可讓吸附劑再次投入運(yùn)用，然后重復(fù)上進(jìn)程工序，循環(huán)反復(fù)，直到有機(jī)廢氣得到凈化。

近年來，該技術(shù)開端在工業(yè)生產(chǎn)中運(yùn)用，關(guān)于氣體別離有杰出效果。該技術(shù)的***要***勢有：能源耗費(fèi)少、本錢比較低、工序操作自動化及別離凈化后混合物純度比較高、環(huán)境污染小等。運(yùn)用該技術(shù)關(guān)于收回和處理有必定價值的氣體效果杰出，商場發(fā)展前景寬廣，成為未來有機(jī)廢氣處理技術(shù)的發(fā)展方向。

五、VOC廢氣處理技術(shù)——氧化法

關(guān)于有毒、有害，并且不需求收回的VOC，熱氧化法是***適合的處理技術(shù)和辦法。氧化法的根本原理：VOC與O2產(chǎn)生氧化反應(yīng)，生成CO2和H2O，化學(xué)方程式如下：

從化學(xué)反應(yīng)方程式上看，該氧化反應(yīng)和化學(xué)上的燃燒進(jìn)程相相似，但其因為VOC濃度比較低，在化學(xué)反應(yīng)中不會產(chǎn)生肉眼可見的火焰。一般狀況下，氧化法經(jīng)過兩種辦法可保證氧化反應(yīng)的順利進(jìn)行：a)加熱。使含有VOC的有機(jī)廢氣到達(dá)反應(yīng)溫度;b)運(yùn)用催化劑。假如溫度比較低，則氧化反應(yīng)可在催化劑外表進(jìn)行[7]。所以，有機(jī)廢氣處理的氧化法分為以下兩種辦法：

a)催化氧化法?，F(xiàn)階段，催化氧化法運(yùn)用的催化劑有兩種，即貴金屬催化劑和非貴金屬催化劑。貴金屬催化劑***要包含Pt、Pd等，它們以細(xì)顆粒辦法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;非貴金屬催化劑***要是由過渡元素金屬氧化物，比方MnO2，與粘合劑經(jīng)過必定份額混合，然后制成的催化劑。為有用避免催化劑中毒后損失催化活性，在處理前有必要完全鏟除可使催化劑中毒的物質(zhì)，比方Pb、Zn和Hg等。假如有機(jī)廢氣中的催化劑毒物、隱瞞質(zhì)無法鏟除，則不可運(yùn)用這種催化氧化法處理VOC;

b)熱氧化法。熱氧化法當(dāng)時分為三種：熱力燃燒式、間壁式、蓄熱式。三種辦法的***要差異在于熱量收回辦法。這三種辦法均能催化法結(jié)合，下降化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)溫度。

熱力燃燒式熱氧化器，一般狀況下是指氣體燃燒爐。這種氣體燃燒爐由助燃劑、混合區(qū)和燃燒室三部分組成。其間，助燃劑，比方天然氣、石油等，是輔佐燃料，在燃燒進(jìn)程中，燃燒爐內(nèi)產(chǎn)生的熱混合區(qū)可對VOC廢氣預(yù)熱，預(yù)熱后便可為有機(jī)廢氣的處理供給滿足空間、時刻，終究完結(jié)有機(jī)廢氣的無害化處理。

在供氧足夠條件下，氧化反應(yīng)的反應(yīng)程度——VOC去除率——***要取決于“三T條件”：反應(yīng)溫度(Temperat)、時刻(Time)、湍流混合狀況(Turbulence)。這“三T條件”是彼此聯(lián)絡(luò)的，在必定范圍內(nèi)，一個條件的改進(jìn)可使別的兩個條件下降。熱力燃燒式熱氧化器的缺陷在于：輔佐燃料價格高，導(dǎo)致設(shè)備操作費(fèi)用比較高。

間壁式熱氧化器指的是在熱氧化設(shè)備中，參加間壁式熱交換器，然后把燃燒室排出氣體的熱量傳送給氧化設(shè)備進(jìn)口處溫度比較低的氣體，預(yù)熱完結(jié)后便可促進(jìn)氧化反應(yīng)?，F(xiàn)階段，間壁式熱交換器的熱收回率***可達(dá)85%，因而***幅下降了輔佐燃料的耗費(fèi)。一般狀況下，間壁式熱交換器有三種辦法：管式、殼式和板式。因為熱氧化溫度有必要控制在800℃～1 000℃范圍內(nèi)，因而，間壁式熱交換有必要由不銹鋼或合金材料制成。所以間壁式熱交換器的造價適當(dāng)高，而這也是其缺陷地點(diǎn)。此外，材料的熱應(yīng)力也很難消除，這是間壁式熱交換的別的一個缺陷。

蓄熱式熱氧化器，簡稱為RTO，在熱氧化設(shè)備中計入蓄熱式熱交換器，在完結(jié)VOC預(yù)熱后便可進(jìn)行氧化反應(yīng)?，F(xiàn)階段，蓄熱式熱氧化器的熱收回率現(xiàn)已到達(dá)了95%，且其占用空間比較小，輔佐燃料的耗費(fèi)也比較少。因為當(dāng)時的蓄熱材料可運(yùn)用陶瓷填料，其可處理腐蝕性或含有顆粒物的VOC氣體。

現(xiàn)階段，RTO設(shè)備分為旋轉(zhuǎn)式和閥門切換式兩種，其間，閥門切換式是***常見的一種，由2個或多個陶瓷填充床組成，經(jīng)過切換閥門來到達(dá)改動氣流方向的意圖。

六、VOC廢氣處理技術(shù)——液體吸收法

液體吸收法指的是經(jīng)過吸收劑與有機(jī)廢氣觸摸，把有機(jī)廢氣中的有害分子轉(zhuǎn)移到吸收劑中，然后完結(jié)別離有機(jī)廢氣的意圖。這種處理辦法是一種典型的物理化學(xué)效果進(jìn)程。有機(jī)廢氣轉(zhuǎn)移到吸收劑中后，選用解析辦法把吸收劑中有害分子去除去，然后收回，完結(jié)吸收劑的重復(fù)運(yùn)用和運(yùn)用。

從效果原理的視點(diǎn)區(qū)分，此辦法可分為化學(xué)辦法和物理辦法。物理辦法是指運(yùn)用物質(zhì)之間相溶的原理，把水看作吸收劑，把有機(jī)廢氣中的有害分子去除去，可是關(guān)于不溶于水的廢氣，比方苯，則只能經(jīng)過化學(xué)辦法鏟除，也就是經(jīng)過有機(jī)廢氣與溶劑產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，然后予以去除。

七、VOC廢氣處理技術(shù)——冷凝收回法

在不同溫度下，有機(jī)物質(zhì)的飽和度不同，冷凝收回法就是運(yùn)用有機(jī)物這一***點(diǎn)來發(fā)揮效果，經(jīng)過下降或進(jìn)步體系壓力，把處于蒸汽環(huán)境中的有機(jī)物質(zhì)經(jīng)過冷凝辦法提取出來。冷凝提取后，有機(jī)廢氣便可得到比較高的凈化。其缺陷是操作難度比較***，在常溫下也不簡略用冷卻水來完結(jié)，需求給冷凝水降溫，所以需求較多費(fèi)用。這種處理辦法***要適用于濃度高且溫度比較低的有機(jī)廢氣處理。

總結(jié)：有機(jī)廢氣處理除上述處理辦法之外，還包含高溫及觸媒燃燒法、活性炭吸附法、臭氧分解法和電化學(xué)氧化法等。這些辦法均適用于有機(jī)廢氣處理，但詳細(xì)選用何種辦法，則取決于廢氣濃度、設(shè)備設(shè)備和環(huán)境溫度等條件。此外，還需求考慮操作人員的操作水平。