VOC廢氣處理辦法及***缺點

 

一、有機廢氣處理技術

 

　　工業(yè)在生產(chǎn)進程中會生產(chǎn)許多對***氣環(huán)境有損害的氣體VOC。VOC是指在常溫下飽滿蒸氣壓***于70Pa、常壓下沸點在260℃以內(nèi)的有機化合物，包含烴類、氧烴類、含鹵烴類、氮烴及硫烴類化合物。VOCs種類繁復來歷廣泛，散布面廣，處理難度***，整體而言，依照廢氣處理的辦法，有機廢氣處理的辦法***要有兩類：一類是收回法，另一類是消除法。收回法***要有炭吸附、變壓吸附、冷凝法及膜別離技術，收回法是經(jīng)過物理辦法，用溫度、壓力、挑選性吸附劑和挑選性浸透膜等辦法來別離VOC的。消除法有熱氧化、催化燃燒、生物氧化及集成技術；消除法***要是經(jīng)過化學或生化反響，用熱、催化劑和微生物將有機物改動成為CO2和H2O。

 

　　1.收回技術

 

　　(1)活性炭吸附法

 

　　活性炭吸附是現(xiàn)在廣泛運用的收回技術，其原理是運用吸附劑(粒狀活性炭和活性炭纖維)的多孔結構，將廢氣中的VOC捕獲。將含VOC的有機廢氣經(jīng)過活性炭床，其間的VOC被吸附劑吸附，廢氣得到凈化，而排入***氣。當活性炭吸附到達飽滿后，對飽滿的活性炭床進行脫附再生；通入水蒸汽加熱炭層，VOC被吹脫放出，并與水蒸汽構成蒸汽混合物，一同脫離活性炭吸附床，用冷凝器冷卻蒸汽混合物，使蒸汽冷凝為液體。若VOC為水溶性的，則用精餾將液體混合物提純；若為水不溶性，則用沉析器直接收回VOC。因涂料中所用的“三苯”與水互不相溶，故能夠直接收回?；钚蕴课郊夹g***要用于廢氣中組分比較簡略、有機物收回運用價值較高的狀況，其廢氣處理設備的尺度和費用正比于氣體中VOC的數(shù)量，卻相對***立于廢氣流量；因此，活性炭吸附床更傾向于低濃度***氣量，一般用于VOC濃度小于5000PPM的狀況。適用于噴漆、印刷和粘合劑等溫度不高，濕度不***，排氣量較***的場所，***別對含鹵化物的凈化收回更為有用。

 

　　(2)冷凝法

 

　　冷凝法是簡略的收回技術，將廢氣冷卻使其溫度低于有機物的露點溫度，使有機物冷凝變成液滴，從廢氣中別離出來，直接收回。但這種狀況下，脫離冷凝器的排放氣中仍含有適當高濃度的VOC，不能滿足環(huán)境排放規(guī)范。要獲得高的收回率，體系需求很高的壓力和很低的溫度，設備費用顯著地添加。冷凝法***要用于高沸點和高濃度的VOC收回，適用的濃度規(guī)劃為>5%(體積)。

 

　　(3)膜別離技術

 

　　膜別離體系是一種高效的新式別離技術，其流程簡略、收回率高、能耗低、無二次污染。膜別離技術的根底便是運用對有機物具有挑選浸透性的聚合物膜，該膜對有機蒸氣較空氣更易于浸透10-100倍，然后完結有機物的別離。簡略的膜別離為單級膜別離體系，直接使緊縮氣體經(jīng)過膜外表，完結VOC的別離，但單級膜因別離程度很低，難以到達別離要求，而多級膜別離體系則會******添加設備出資。

 

　　(4)變壓吸附技術

 

　　該技術運用吸附劑在必定壓力下，先吸附有機物。當吸附劑吸附飽滿后，進行吸附劑的再生。再生不是運用蒸汽，而是經(jīng)過壓力變換來將有機物脫附。當壓力下降時，有機物從吸附劑外表脫附放出。其***色是無污染物，收回功率高，能夠收回反響性有機物?？墒窃摷夹g操作費用較高，吸附需求加壓，脫附需求減壓，環(huán)保中運用較少。

 

　　收回技術的適用規(guī)劃

 

　　粒狀活性炭***要用于脂肪和芳香族碳氫化合物、***部分含氯溶劑、常用醇類、部分酮類和酯類等的收回。常見的有：苯、甲苯、二甲苯、己烷、庚烷、甲基乙基酮、丙酮、四氯化碳、醋酸乙酯等，活性炭纖維吸附則可收回苯乙烯和丙烯晴等反響性單體，但費用較粒狀活性炭吸附要高的多。吸附法已廣泛用在噴漆行業(yè)的“三苯”、 醋酸乙酯、制鞋行業(yè)的“三苯”，印刷行業(yè)的甲苯、醋酸乙酯、電子行業(yè)的二氯甲烷和三氯乙烷的收回。活性炭吸附法要求廢氣中的VOC不能超過5000PPM，而且濕度不能>50%；當濃度>5000PPM時，則需在吸附前稀釋，對部分酮、醛、酯等含活性的物質不適用，該類VOC會與活性炭或在活性炭外表發(fā)生反響，阻塞炭孔，使活性炭失活。

 

　　冷凝法對高沸點的有機物作用較***，對中等和高揮發(fā)的有機物收回作用欠***，該法合適VOC濃度>5%的狀況，收回率不高。而***部分廢氣中均存在水分，溫度低于0℃時會結冰，下降體系的牢靠性，故很少***自運用。

 

　　膜別離辦法合適于處理較濃的物流，跟著新高效膜的呈現(xiàn)和體系造價的下降，它會成為一種重要的收回手法。

 

　　2.消除技術

 

　　(1)熱氧化

 

　　熱氧化體系便是火焰氧化器，經(jīng)過燃燒來消除有機物的，其操作溫度高達700℃-1000℃。這樣不可避免地具有高的燃料費用，為下降燃料費用，需求收回脫離氧化器的排放氣中的熱量。收回熱量有兩種辦法，傳統(tǒng)的間壁式換熱和新的非穩(wěn)態(tài)蓄熱換熱技術。

 

　　間壁式熱氧化是用列管或板式間壁換熱器來捕獲凈化排放氣的熱量，它能夠收回40%-70%的熱能，并用收回的熱量來預熱進入氧化體系的有機廢氣。預熱后的廢氣再經(jīng)過火焰來到達氧化溫度，進行凈化，間壁換熱的缺點是熱收回功率不高。

 

　　蓄熱式熱氧化(簡稱RTO)收回熱量選用一種新的非穩(wěn)態(tài)熱傳遞辦法。***要原理是：有機廢氣和凈化后的排放氣替換循環(huán)，經(jīng)過屢次不斷地改動流向，來 極限地捕獲熱量，蓄熱體系供給了極高的熱能收回。

 

　　VOC的有機廢氣進入RTO體系，***要進入耐火蓄熱床層1(該床層已被前一個循環(huán)的凈化氣加熱)，廢氣從床層1吸收熱能使溫度升高，然后進入氧化室；VOC在氧化室內(nèi)被氧化成CO2和H2O，廢氣得到凈化；氧化后的高溫凈化氣體脫離燃燒室，進入另一個冷的蓄熱床層2，該床從凈化排放氣中吸收熱量，并儲存起來(用來預熱下一個循環(huán)的進入體系的有機廢氣)，并使凈化排放氣體的溫度下降。此進程進行到必定時刻，氣體活動方向被反轉、有機廢氣從床層 2進入體系。此循環(huán)不斷地吸收和放出熱量，作為熱阱的蓄熱床也不斷地以進口和出口的操作辦法改動，發(fā)生了高效熱能收回，熱收回率可高達95%，VOC的消除率可到達99%。

 

　　(2)催化燃燒

 

　　催化燃燒是一種類似熱氧化的辦法來處理VOC的，它凈化有機物是用鉑、鈀等貴金屬催化劑及過渡金屬氧化物催化劑來替代火焰，操作溫度較熱氧化低一半，一般為 250℃-500℃。因為溫度下降，答應運用規(guī)范材料來替代貴重的***別材料，******地下降設備費用和操作費用。與熱氧化類似，體系仍可分為間壁式和蓄熱式兩類熱量收回辦法。

 

　　間壁式催化燃燒是在催化床后設一個換熱器，該換熱器在下降排放氣溫度的一同，也預熱含VOC的有機廢氣，其熱收回達60%—75%。該類氧化器早已用于工業(yè)進程。

 

　　蓄熱催化燃燒(簡稱為RCO)是一種新的催化技術。它具有RTO高效收回能量的***色和催化反響的低溫操作及能量有用性的***點，將催化劑置于蓄熱材料的***部，來使凈化到達***，其熱收回率高達95%-98%。

 

　　RCO體系功能的要害是運用專用的催化劑，浸漬在鞍狀或是蜂窩狀陶瓷上的貴金屬或過渡金屬催化劑，答應氧化發(fā)生在RTO體系溫度的一半，既下降了燃料耗費，又下降了設備造價。現(xiàn)在，***內(nèi)現(xiàn)已開端運用RCO技術進行有機廢氣的消除處理，許多RTO設備已開端改動成RCO，這樣能夠削減操作費用達33%-75%，并添加排放氣流量達20%-40%。

 

　　(3)集成技術(活性炭吸附+催化氧化)

 

　　關于***流量、低濃度的有機廢氣，單一運用上述辦法處理費用太高，不經(jīng)濟。運用炭吸附具有處理低濃度和***氣量的***勢，先用活性炭捕獲廢氣中的有機物，然后用小 得多流量的熱空氣來脫附，這樣可使VOC富集10—15倍，******地削減了處理廢氣的體積，使后處理設備的規(guī)劃也***幅度地下降。把濃縮后的氣體送到催化燃燒 設備中，運用催化燃燒適于處理較高濃度的***色來消除VOC。催化燃燒放出的熱量能夠經(jīng)過間壁換熱器，來預熱進入炭吸附床的脫附氣，下降體系的能量需求量。該技術運用活性炭吸附處理低濃度和***氣量的持點，又運用催化床處理適中氣量、高濃度的***勢，構成一種十分有用的集成技術。***內(nèi)也已開端運用此技術，用于噴漆、印刷和制鞋等排放***氣量、低濃度有機廢氣行業(yè)的處理。

 

　　消除技術的運用規(guī)劃

 

　　(1)熱氧化熱氧化體系在700℃-1000℃下操作，適于流量為2000-50000m3/h，VOC濃度為100-2000PPM的狀況。

 

　　間壁式較蓄熱式的***點是，用簡略的金屬換熱器來捕獲熱量，僅在幾分鐘即到達所需的操作條件，適于循環(huán)操作。

 

　　蓄熱熱氧化具有十分高的氧化溫度，能夠處理難以熱分化的有機物，該體系98%-99%的VOC消除率是很常見的。熱收回功率為85%-95%。僅需少數(shù)或不需燃料即可作業(yè)，***別是對具有相對低VOC含量的氣體，它們比間壁熱氧化費用更低。

 

　　熱氧化的缺點是：①在高溫燃燒中發(fā)生了NOx，它也為風險排放物，需求進一步處理；②較慢的熱反響；③不能滿足地處理鹵化物，必需加后處理設備洗滌塔，來處理酸性氣體；④進氣濃度不能>25%LEL；⑤高的設備出資費用。

 

　　(2)催化氧化

 

　　催化氧化是在比熱氧化低的溫度下進行，一般為250℃-500℃，其處理才能為2000-20000m3/h，適于VOC濃度為100-2000 PPM，其消除功率高達95%以上。低的操作溫度結合間壁換熱器，能夠下降發(fā)動所需的燃料。

 

　　催化燃燒較熱氧化有幾個***點：①反響溫度較熱氧化低一半，節(jié)省了燃料;②逗留時刻短，下降了設備尺度;③因為燃料削減，生成的CO也少，CO和VOC一同被 轉化;④較熱氧化體系需更少的發(fā)動和冷卻時刻;⑤低的操作溫度，排除了NOx的生成;⑥因溫度下降，答應運用規(guī)范材料來替代貴重的***別材料，RCO體系的 整個機械壽數(shù)將添加。

 

　　催化氧化也有缺乏：①催化劑易被重金屬或顆粒掩蓋而失活;②處理鹵化物和硫化物時，會發(fā)生酸性氣體，需用洗滌塔進一步處理;③廢催化劑如不能循環(huán)運用，也要處理;④進氣濃度不能>25%。

 

　　(3)集成技術(活性炭吸附+催化燃燒)

 

　　活性炭吸附進行VOC收回已廣泛用于噴漆、印刷和電子工業(yè)等行業(yè)，消除率可達90%-95%，但對低濃度廢氣，從經(jīng)濟上考慮，收回不經(jīng)濟，故選用消除技術。

 

　　集成技術的***點便是用較低的費用來處理低濃度、***氣量的廢氣，經(jīng)過濃縮廢氣，下降了需處理廢氣的體積，用較小體積的催化燃燒氧化器來處理***流量的廢氣，下降設備費用和操作費用。

 

　　該法也有缺乏，此技術均不合適廢氣中含有高活性、易反響的VOC和相對濕度***于50%的狀況，對含鹵化合物的廢氣仍需運用后處理設備。

 

　　由此可見，上述各種辦法各有其***缺點和適用目標，現(xiàn)對其間幾種常用辦法的***缺點匯總比較如下。

 

　　熱力燃燒法TO***點和缺點

 

　　***點：①凈化功率高；②可凈化各種有機廢氣，不需求預處理，不安穩(wěn)要素少，牢靠性高；③在廢氣濃度高、規(guī)劃合理的條件下，可回用熱能。

 

　　缺點：①處理溫度高，能耗***；② 存在二次污染；③燃燒設備、燃燒室、熱收回設備造價高，修理較難；④處理***流量、低濃度廢氣能耗過***，作業(yè)費用高。

 

　　RTO***點和缺點

 

　　***點：①具有TO的各項***點，但對雜亂的有機廢氣需求預處理；②能耗遠低于TO，可處理***氣量低濃度廢氣。

 

　　缺點：①處理溫度比TO低，但仍較高，因此仍有少數(shù)二次污染；②造價較高；③占地面積***。

 

　　催化燃燒法 CO***點和缺點

 

　　***點：①凈化功率高，無二次污染；②能耗較低，在相同條件下約比TO低50%，因此作業(yè)費用低。

 

　　缺點：①用電能預熱時，不能處理低濃度廢氣；②催化劑本錢高，且有運用壽數(shù)約束；③雜亂廢氣需預處理。

 

　　RCO***點和缺點

 

　　***點：①凈化功率高，無二次污染；②在各種燃燒法中能耗 ，廢氣濃度在1-1.5g/m3時即能無耗作業(yè)；③能處理各種有機廢氣。

 

　　缺點：① 整體式占地面積小，但修理困難；②分體式占地面積***；③ 整體式不宜用于高濃度(4g/m3)，不然催化床會超溫；④雜亂廢氣需預處理。

 

　　吸附法***點和缺點

 

　　***點：①可凈化***流量低濃度廢氣；②對單一種類廢氣可收回溶劑；③作業(yè)費用較低。

 

　　缺點：①吸附劑需彌補和再生；②對溫度較高廢氣需先行冷卻；③雜亂廢氣需預處理；④處理不便利；⑤ 存在二次污染；⑥安全性差。

 

　　吸收法***點和缺點

 

　　***點：①對親水性溶劑蒸汽用水作吸附劑時，設備費用低，作業(yè)費低，安全；②可用油、酯等吸收苯類廢氣，凈化率高；適用于***流量低濃度廢氣。

 

　　缺點：① 用水作吸附劑時，需求對發(fā)生的廢水進行處理；②吸收、脫吸操控處理雜亂。

 

　　(二)低濃度、***風量有機廢氣的處理技術

 

　　在運用有機溶劑的行業(yè)中，像轎車涂裝、印刷等工業(yè)排放的有機廢氣，其***色是有機溶劑濃度低、風量***，若選用上述辦法都將運用巨***的設備，耗用高?，F(xiàn)在世界上對這類低濃度、***風量的有機廢氣，***要選用下面幾種辦法進行處理。

 

　　(1) 蜂窩輪式濃縮體系

 

　　該體系選用蜂窩輪，接連不斷地將低濃度、***風量的排氣中的有機溶劑吸附、分 離。然后，再用小風量的熱風脫附得到高濃度、小風量的含有機溶劑氣體。濃縮后的氣體再與小型的催化燃燒或活性炭收回設備組合，構成經(jīng)濟的處理體系。該體系的關鍵部件是一圓筒形吸附輪，其是由活性炭或疏水性沸石加工成波紋狀，再卷制構成蜂窩結構。整個蜂窩輪分為吸附區(qū)和再生區(qū)，作業(yè)中以十分低的速度接連滾動，含有機溶劑的廢氣經(jīng)過吸附區(qū)時有機溶劑被吸附，凈化氣體排出。輪子吸附的有機溶劑，跟著輪的滾動被送到再生區(qū)，由120-140℃的熱風加熱脫附，隨熱風排出。因為脫附風量遠小于吸附風量，因此脫附后氣體中的有機溶劑濃度能夠添加10-20倍。脫附后的排氣只要用吸附風量十幾分之一的設備就能夠進行處理了。該體系體積小，費用低，在***外已成為處理低濃度、***風量有機廢氣的***要辦法，并得到廣泛運用。但其引入價格貴重，在我***市場推廣經(jīng)濟上難以承受。***內(nèi)有的研討單位取其凈化工藝的***點，將***要設備進行改造使之適用我***。如研討采取了以數(shù)個填充了蜂窩狀活性炭的固定吸附濃縮設備，替代蜂窩輪濃縮設備的辦法， 經(jīng)過數(shù)個固定床之間的吸附，脫附進程切換，完結蜂窩輪滾動所起的作用。因這種辦法沒有滾動部件，不存在動密封問題，所以設備制作簡略，修理便利，價格廉價并發(fā)揮了原工藝中濃縮作用的***點。

 

　　(2)液體吸收法

 

　　該法是經(jīng)過有機廢氣與液體吸收劑觸摸，使其間的有機溶劑被吸收劑所吸收，再經(jīng)解吸，將有機溶劑除掉或收回，井使吸收劑獲得再生重復運用。因為工藝中可選用比吸附，催化燃燒設備處理氣體才能***數(shù)倍的塔式吸收設備，因此設備的體積可做得小許多，設備費也低。但很難找到抱負吸收劑，原因是有機溶劑一般都屬非極性物質，它們與極性的水分子之間將發(fā)生相互排擠作用而難以溶解，而對有機溶劑溶解度較***的油類或芳烴萃取劑，一般價格較高，有些還有異味。一同因為液體吸收尚存在許多問題有待處理，使其運用遭到約束。

 

　　(3)生物處理法

 

　　生物脫臭從20世紀40—50年代開端就在德***和美***開發(fā)成功。在日本也在1970年左右開端進行土壤脫臭法和活性污泥脫臭法的研討，并已開宣布各種設備， 得到實踐運用。

 

　　該辦法是由微生物將有機溶劑分化。因耗能十分低，作業(yè)費也很廉價而遭到人們注重。其缺點是對各種有機溶劑具有挑選性，使其運用***域遭到約束?，F(xiàn)在，已在污水處理廠、飼料加工廠、廢物場等場所，用于硫化氫、低分子醛類、乙醇及有機酸等極性物質的脫臭。用于五顏六色膠卷乳劑涂布枯燥進程中發(fā)生的甲醇、乙酸乙酯的處理也獲得很***作用。該辦法與其它辦法比較，占地面積***是其另—缺點。

 

　?。?）光催化氧化技術（UV光解技術）

 

　　運用高能UV紫外線光束分化空氣中的氧分子發(fā)生游離氧（即活性氧），因游離氧所帶著正負電子不平衡所以需與氧分子結合，從而發(fā)生臭氧，臭氧具有很強的氧化性，經(jīng)過臭氧對有機廢氣、惡臭氣體進行協(xié)同光解氧化作用，使有機廢氣、惡臭氣體物質降解轉化成低分子化合物、水和二氧化碳。光催化氧化反響同活性炭吸附、催化燃燒法等技術比較，具有經(jīng)濟潛力。處理低濃度、***風量有機廢氣，不管選用哪種辦法，耗用資金都較高。光催化技術處理功率高，功率可到達95%以上，習慣性強，可習慣中低濃度，***氣量，不同惡臭氣體物質的脫臭凈化處理；產(chǎn)品功能安穩(wěn)，作業(yè)安穩(wěn)牢靠，每天可24小時接連作業(yè)；作業(yè)本錢低本，設備耗能低，無需專人處理與保護，只需作定時查看。適用于印刷廠、噴涂廠、印染廠、電子廠、塑料廠、涂料廠、家具廠、煉油廠、橡膠廠、化工廠、造紙廠、皮革廠、化纖廠、農(nóng)藥廠、制藥廠、食物加工廠、香精香料廠、飼料廠、屠宰廠、污水處理廠、廢物中轉站等惡臭氣體、工業(yè)廢氣的凈化。