一,、VOC廢氣處理技術(shù)——熱破壞法熱破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的化學(xué)反應(yīng),,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,。
熱破壞法對于濃度較低的有機廢氣處理效果比較好,,因此,在處理低濃度廢氣中得到了廣泛應(yīng)用,。這種方法主要分為兩種,,即直接火焰燃燒和催化燃燒。直接火焰燃燒對有機廢氣的熱處理效率相對較高,,一般情況下可達到 99%,。而催化燃燒指的是在催化床層的作用下,加快有機廢氣的化學(xué)反應(yīng)速度,。這種方法比直接燃燒用時更少,,是高濃度、小流量有機廢氣凈化的技術(shù),。
二,、VOC廢氣處理技術(shù)——吸附法有機廢氣中的吸附法主要適用于低濃度、高通量有機廢氣?,F(xiàn)階段,,這種有機廢氣的處理方法已經(jīng)相當(dāng)成熟,能量消耗比較小,,但是處理效率卻非常高,,而且可以*凈化有害有機廢氣。實踐證明,,這種處理方法值得推廣應(yīng)用,。
但是這種方法也存在一定缺陷,它需要的設(shè)備體積比較龐大,,而且工藝流程比較復(fù)雜;如果廢氣中有雜質(zhì),,則容易導(dǎo)致工作人員中毒。所以,,使用此方法處理廢氣的關(guān)鍵在于吸附劑,。當(dāng)前,,采用吸附法處理有機廢氣,多使用活性炭,,主要是因為活性炭細(xì)孔結(jié)構(gòu)比較好,,吸附性比較強。
此外,,經(jīng)過氧化鐵或臭氧處理,,活性炭的吸附性能將會更好,有機廢氣的處理將會更加安全和有效,。
三,、VOC廢氣處理技術(shù)——生物處理法生物法凈化voc廢氣是近年發(fā)展起來的空氣污染控制技術(shù),它比傳統(tǒng)工藝投資少,,運行費用低,,操作簡單,應(yīng)用范圍廣,,是有望替代燃燒法和吸附凈化法的新技術(shù),。從處理的基本原理上講,采用生物處理方法處理有機廢氣,,是使用微生物的生理過程把有機廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為簡單的無機物,,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,。生物凈化法實際上是利用微生物的生命活動將廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變成簡單的無機物(如二氧化碳和水)以及細(xì)胞物質(zhì)等,,主要工藝有生物洗滌法,,生物過濾法和生物滴濾法。
不同成分,、濃度及氣量的氣態(tài)污染物各有其有效的生物凈化系統(tǒng),。生物洗滌塔適宜于處理凈化氣量較小、濃度大,、易溶且生物代謝速率較低的廢氣;對于氣量大,、濃度低的廢氣可采用生物過濾床;而對于負(fù)荷較高以及污染物降解后會生成酸性物質(zhì)的則以生物滴濾床為好。
生物法處理有機廢氣是一項新的技術(shù),,由于反應(yīng)器涉及到氣,,液,固相傳質(zhì),,以及生化降解過程,,影響因素多而復(fù)雜,有關(guān)的理論研究及實際應(yīng)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) 有機廢氣中的有機污染物首先與水接觸,在水中可以迅速溶解;b) 在液膜中溶解的有機物,,在液態(tài)濃度低的情況下,,可以逐步擴散到生物膜中,進而被附著在生物膜上的微生物吸收;c) 被微生物吸收的有機廢氣,,在其自身生理代謝過程中,,將會被降解,終轉(zhuǎn)化為對環(huán)境沒有損害的化合物質(zhì),。
四,、VOC廢氣處理技術(shù)——變壓吸附分離與凈化技術(shù)變壓吸附分離與凈化技術(shù)是利用氣體組分可吸附在固體材料上的特性,在有機廢氣與分離凈化裝置中,,氣體的壓力會出現(xiàn)一定的變化,,通過這種壓力變化來處理有機廢氣。
PSA 技術(shù)主要應(yīng)用的是物理法,,通過物理法來實現(xiàn)有機廢氣的凈化,,使用材料主要是沸石分子篩。沸石分子篩,,在吸附選擇性和吸附量兩方面有一定優(yōu)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中的有機成分,,然后把剩余氣體輸送到下個環(huán)節(jié)中,。在吸附有機廢氣后,通過一定工序?qū)⑵滢D(zhuǎn)化,,保持并提高吸附劑的再生能力,,進而可讓吸附劑再次投入使用,然后重復(fù)上步驟工序,,循環(huán)反復(fù),,直到有機廢氣得到凈化。
近年來,,該技術(shù)開始在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用,,對于氣體分離有良好效果。該技術(shù)的主要優(yōu)勢有:能源消耗少,、成本比較低,、工序操作自動化及分離凈化后混合物純度比較高、環(huán)境污染小等,。使用該技術(shù)對于回收和處理有一定價值的氣體效果良好,,市場發(fā)展前景廣闊,成為未來有機廢氣處理技術(shù)的發(fā)展方向,。
五,、VOC廢氣處理技術(shù)——氧化法對于有毒,、有害,而且不需要回收的VOC,,熱氧化法是適合的處理技術(shù)和方法,。氧化法的基本原理:VOC與O2發(fā)生氧化反應(yīng),生成CO2和H2O,。
從化學(xué)反應(yīng)方程式上看,,該氧化反應(yīng)和化學(xué)上的燃燒過程相類似,但其由于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,。一般情況下,氧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的有機廢氣達到反應(yīng)溫度;b) 使用催化劑,。如果溫度比較低,則氧化反應(yīng)可在催化劑表面進行,。所以,,有機廢氣處理的氧化法分為以下兩種方法:
a) 催化氧化法。現(xiàn)階段,,催化氧化法使用的催化劑有兩種,,即貴金屬催化劑和非貴金屬催化劑。貴金屬催化劑主要包括Pt,、Pd等,,它們以細(xì)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;非貴金屬催化劑主要是由過渡元素金屬氧化物,,比如MnO2,與粘合劑經(jīng)過一定比例混合,,然后制成的催化劑,。為有效防止催化劑中毒后喪失催化活性,在處理前必須*清除可使催化劑中毒的物質(zhì),,比如Pb、Zn和Hg等,。如果有機廢氣中的催化劑毒物,、遮蓋質(zhì)無法清除,則不可使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,、間壁式、蓄熱式,。三種方法的主要區(qū)別在于熱量回收方式,。這三種方法均能催化法結(jié)合,,降低化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)溫度。
熱力燃燒式熱氧化器,,一般情況下是指氣體焚燒爐,。這種氣體焚燒爐由助燃劑、混合區(qū)和燃燒室三部分組成,。其中,,助燃劑,比如天然氣,、石油等,,是輔助燃料,在燃燒過程中,,焚燒爐內(nèi)產(chǎn)生的熱混合區(qū)可對VOC廢氣預(yù)熱,,預(yù)熱后便可為有機廢氣的處理提供足夠空間、時間,,終實現(xiàn)有機廢氣的無害化處理,。
在供氧充足條件下,氧化反應(yīng)的反應(yīng)程度——VOC去除率——主要取決于“三T條件”:反應(yīng)溫度(Temperat),、時間(Time),、湍流混合情況(Turbulence)。這“三T條件”是相互的,,在一定范圍內(nèi),,一個條件的改善可使另外兩個條件降低。熱力燃燒式熱氧化器的缺點在于:輔助燃料價格高,,導(dǎo)致裝置操作費用比較高,。
直燃式廢氣處理爐
•所需溫度:攝氏700-800度
•對應(yīng)廢氣種類:所有
•廢氣凈化效率在99.8%以上
•搭配廢氣機熱回收系統(tǒng)可有效降低工廠營運成本
催化式廢氣處理爐(RCO)
•所需溫度:攝氏300-400度
•根據(jù)廢氣濃度而啟動的自燃性
•系統(tǒng)設(shè)計利用前處理劑和觸媒清潔可延長設(shè)備使用年限
•可在前端配置各種吸附材
RCO處理技術(shù)特別適用于熱回收率需求高的場合,也適用于同一生產(chǎn)線上,,因產(chǎn)品不同,,廢氣成分經(jīng)常發(fā)生變化或廢氣濃度波動較大的場合。尤其適用于需要熱能回收的企業(yè)或烘干線廢氣處理,,可將能源回收用于烘干線,,從而達到節(jié)約能源的目的。
優(yōu)點:工藝流程簡單,、設(shè)備緊湊,、運行可靠;凈化效率高,一般均可達98%以上;與RTO相比燃燒溫度低;一次性投資低,,運行費用低,,其熱回收效率一般均可達85%以上;整個過程無廢水產(chǎn)生,凈化過程不產(chǎn)生NOX等二次污染;RCO凈化設(shè)備可與烘房配套使用,,凈化后的氣體可直接回用到烘房利用,,達到節(jié)能減排的目的;
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,對含油煙等粘性物質(zhì)的廢氣處理則不宜采用,,催化劑宜中毒;處理有機廢氣濃度在20%以下,。
蓄熱式廢氣處理爐(RTO)
•所需溫度:攝氏800-900度
•低于500ppm的甲苯濃度也可以啟動自燃性系統(tǒng)設(shè)計
•可實現(xiàn)與RCO配合使用
適用于大風(fēng)量、低濃度,,適用于有機廢氣濃度在100PPM—20000PPM之間,。其操作費用低,有機廢氣濃度在450PPM以上時,RTO裝置不需添加輔助燃料;凈化率高,,兩床式RTO凈化率能達到98%以上,,三床式RTO凈化率能達到99%以上,并且不產(chǎn)生NOX等二次污染;全自動控制,、操作簡單;安全性高,。
優(yōu)點:在處理大流量低濃度的有機廢氣時,運行成本非常低,。
缺點:較高的一次性投資,,燃燒溫度較高,不適合處理高濃度的有機廢氣,,有很多運動部件,,需要較多的維護工作。
圖為RTO(蓄熱式熱力焚燒技術(shù))濃縮及廢熱回收系統(tǒng),,可將低濃度,、大風(fēng)量的VOCs廢氣濃縮為高濃度、小風(fēng)量的廢氣,,然后高溫燃燒,,并將儲熱體的熱量重新回收,利用在廢氣預(yù)熱和熱轉(zhuǎn)換設(shè)備上,。
回收式熱力焚燒系統(tǒng)
回收式熱力焚燒系統(tǒng)(簡稱TNV)是利用燃?xì)饣蛉加椭苯尤紵訜岷袡C溶劑的廢氣,,在高溫作用下,有機溶劑分子被氧化分解為CO2和水,,產(chǎn)生的高溫?zé)煔馔ㄟ^配套的多級換熱裝置加熱生產(chǎn)過程需要的空氣或熱水,,充分回收利用氧化分解有機廢氣時產(chǎn)生的熱能,降低整個系統(tǒng)的能耗,。因此,,TNV系統(tǒng)是生產(chǎn)過程需要熱量時,處理含有機溶劑廢氣,、的處理方式,對于新建涂裝生產(chǎn)線,,一般采用TNV回收式熱力焚燒系統(tǒng),。
TNV系統(tǒng)由三大部分組成:廢氣預(yù)熱及焚燒系統(tǒng),、循環(huán)風(fēng)供熱系統(tǒng)、新風(fēng)換熱系統(tǒng)
廢氣焚燒集中供熱裝置的特點包括:有機廢氣在燃燒室的逗留時間為1~2s;有機廢氣分解率大于99%;熱回收率可達76%;燃燒器輸出的調(diào)節(jié)比可達26∶1,,高可達40∶1,。
缺點:在處理低濃度有機廢氣時,運行成本較高;管式熱交換器只是在連續(xù)運行時,,才有較長的壽命,。
七、VOC廢氣處理技術(shù)——冷凝回收法 在不同溫度下,,有機物質(zhì)的飽和度不同,,冷凝回收法便是利用有機物這一特點來發(fā)揮作用,通過降低或提高系統(tǒng)壓力,,把處于蒸汽環(huán)境中的有機物質(zhì)通過冷凝方式提取出來,。冷凝提取后,有機廢氣便可得到比較高的凈化,。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,需要給冷凝水降溫,,所以需要較多費用,。
這種處理方法主要適用于濃度高且溫度比較低的有機廢氣處理。通常適用于VOC含量高(百分之幾),,氣體量較小的有機廢氣的回收處理,,由于大部分VOC是易燃易爆氣體,受到爆炸極限的限制,,氣體中的VOC含量不會太高,,所以要達到較高的回收率,需采用很低溫度的冷凝介質(zhì)或高壓措施,,這勢必會增加設(shè)備投資和處理成本,,因此,該技術(shù)一般是作為處理技術(shù)并與其它技術(shù)結(jié)合使用,。
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