七大VOCs廢氣處理技術(shù)工藝設(shè)計(jì)詳解

1、七大VOCS廢氣處理技術(shù)工藝詳解化工企業(yè)常用VOCS治理技術(shù)VOC名治橙技術(shù)stqEtt.fi tr場(chǎng)恃拮*當(dāng)前，V0C廢氣處理技術(shù)主要包括熱破壞法、變壓吸附分離與 凈化技術(shù)、吸附法和氧化處理方法等。一 ' VOC廢氣處理技術(shù)一一熱破壞法熱破壞法是指直接和輔助燃燒有機(jī)氣體，也就是VOC或利用合適 的催化劑加快V0C勺化學(xué)反應(yīng)，最終達(dá)到降低有機(jī)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)于濃度較低的有機(jī)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(duì)有機(jī)廢氣的熱處理效率相對(duì)較高， 一般情況下可達(dá)到99

2、%。而催化燃燒指的是在催化床層的作用下，加快 有機(jī)廢氣的化學(xué)反應(yīng)速度。這種方法比直接燃燒用時(shí)更少，是高濃度、 小流量有機(jī)廢氣凈化的首選技術(shù)。二、VOC廢氣處理技術(shù)一一吸附法有機(jī)廢氣中的吸附法主要適用于低濃度、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，而且可以徹底凈化有害有機(jī)廢氣。實(shí)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；如果廢氣中有大量雜質(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(jī)廢氣，多使用活性炭，

3、主要是因?yàn)榛钚蕴考?xì)孔結(jié)構(gòu)比較 好，吸 附性比較強(qiáng)。此外，經(jīng)過(guò)氧化鐵或臭氧處理，活性炭的吸附性能將會(huì)更好，有 機(jī)廢氣的處理將會(huì)更加安全和有效。三' VOCg氣處理技術(shù)一一生物處理法從處理的基本原理上講，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(guò)程把有機(jī)廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物，比 如002 H20和其它簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物等。這是一種無(wú)害的有機(jī)廢氣處理方式。一般情況下，一個(gè)完整的生物處理有機(jī)廢氣過(guò)程包括3個(gè)基本步 驟：a）有機(jī)廢氣中的有機(jī)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(jī)物，在液態(tài)濃度低的情況下，可以逐步擴(kuò)散 到生物膜中，進(jìn)而被附著在生物膜上的微生

4、物吸收；c）被微生物吸收 的有機(jī)廢氣，在其自身生理代謝過(guò)程中，將會(huì)被降解，最終轉(zhuǎn)化為 對(duì)環(huán)境沒(méi)有損害的化合物質(zhì)。四、VOC廢氣處理技術(shù)一一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(jī)廢氣與分離凈化裝置中，氣體的壓力會(huì)出現(xiàn)一定的變 化，通 過(guò)這種壓力變化來(lái)處理有機(jī)廢氣6。PSA技術(shù)主要應(yīng)用的是物理法，通過(guò)物理法來(lái)實(shí)現(xiàn)有機(jī)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(shì)。在一定溫度和壓力下，這種沸石分子篩可以吸附有 機(jī)廢氣中的有機(jī)成分，然后把剩余氣體輸送到下個(gè)環(huán)節(jié)中。在吸附有機(jī) 廢氣后，通過(guò)一定工序?qū)⑵滢D(zhuǎn)化，保持

5、并提圖吸附劑的再生能力，進(jìn)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(jī) 廢氣得到凈化。近年來(lái)，該技術(shù)開(kāi)始在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用，對(duì)于氣體分離有良好效果。該技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)有：能源消耗少、成本比較低、工序操作自動(dòng) 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(duì)于回 收和處理有一定價(jià)值的氣體效果良好，市場(chǎng)發(fā)展前景廣闊，成為未 來(lái) 有機(jī)廢氣處理技術(shù)的發(fā)展方向。五、VOCS氣處理技術(shù)一一氧化法對(duì)于有毒、有害，而且不需要回收的VOC熱氧化法是最適合的處 理技術(shù)和方法。氧化法的基本原理：VOC與02發(fā)生氧化反應(yīng)，生成 C02和H20化學(xué)方程式如下：從化學(xué)反應(yīng)方程式上看，該氧化反

6、應(yīng)和化學(xué)上的燃燒過(guò)程相類 似，但其由于VOC濃度比較低，在化學(xué)反應(yīng)中不會(huì)產(chǎn)生肉眼可見(jiàn)的火 焰。一般情況下，氧化法通過(guò)兩種方法可確保氧化反應(yīng)的順利進(jìn)行： a）加熱。使含有VOC的有機(jī)廢氣達(dá)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(jìn)行7。 所以，有 機(jī)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(guò)渡元素金屬氧化物，比 如血02與粘合劑經(jīng)過(guò)一定比例混合，

7、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，在處理前必須徹底清除可使催化劑 中毒的物質(zhì)，比如Pb Zn和Hg等。如果有機(jī)廢氣中的催化劑毒物、遮 蓋質(zhì)無(wú)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(guò)程中，焚燒爐內(nèi)產(chǎn)生的熱混合 區(qū)可 對(duì)VOC廢氣預(yù)熱，預(yù)熱后便可為有機(jī)廢氣的處理提供足

8、夠空間、時(shí)間， 最終實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢氣的無(wú)害化處理。在供氧充足條件下，氧化反應(yīng)的反應(yīng)程度 VOC去除率一一主 要取決于“三T條件”：反應(yīng)溫度(Temperat)、時(shí)間(Time)、湍流混合 情況(Turbulenee)。這“三T條件”是相互聯(lián)系的，在一定范圍內(nèi)，一 個(gè)條件的改善可使另外兩個(gè)條件降低。熱力燃燒式熱氧化器的缺點(diǎn)在 于：輔助燃料價(jià)格高，導(dǎo)致裝置操作費(fèi)用比較高。間壁式熱氧化器指的是在熱氧化裝置中，加入間壁式熱交換器，進(jìn) 而把燃燒室排出氣體的熱量傳送給氧化裝置進(jìn)口處溫度比較低的氣體， 預(yù)熱完成后便可促成氧化反應(yīng)。現(xiàn)階段，間壁式熱交換器的熱回收率最 高可達(dá)85%因此大幅降低了輔助燃料的消耗。一般

9、情況下，間壁式熱交 換器有三種形式：管式、殼式和板式。由于熱氧化溫度必 須控制在800 C1 000 C范圍內(nèi)，因此，間壁式熱交換必須由不銹鋼或合金材料制 成。所以間壁式熱交換器的造價(jià)相當(dāng)高，而這也是其缺點(diǎn)所在。此 外，材料的熱應(yīng)力也很難消除，這是間壁式熱交換的另外一個(gè)缺點(diǎn)。蓄熱式熱氧化器，簡(jiǎn)稱為RT0在熱氧化裝置中計(jì)入蓄熱式熱交換 器，在完成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 熱回收率已經(jīng)達(dá)到了 95%且其占用空間比較小，輔助燃料的消耗也比較 少。由于當(dāng)前的蓄熱材料可使用陶瓷填料，其可處理腐蝕性或含有顆粒物的VOC氣體。現(xiàn)階段，RTO裝置分為旋轉(zhuǎn)式和閥門切換式兩種，其中，

10、閥門切換 式是最常見(jiàn)的一種，由2個(gè)或多個(gè)陶瓷填充床組成，通過(guò)切換閥門來(lái)達(dá) 到改變氣流方向的目的。六、VOC廢氣處理技術(shù)一一液體吸收法液體吸收法指的是通過(guò)吸收劑與有機(jī)廢氣接觸，把有機(jī)廢氣中的 有害分子轉(zhuǎn)移到吸收劑中，從而實(shí)現(xiàn)分離有機(jī)廢氣的目的。這種處理 方 法是一種典型的物理化學(xué)作用過(guò)程。有機(jī)廢氣轉(zhuǎn)移到吸收劑中后，采用 解析方法把吸收劑中有害分子去除掉，然后回收，實(shí)現(xiàn)吸收劑的重復(fù) 使用和利用。從作用原理的角度劃分，此方法可分為化學(xué)方法和物理方法。物 理 方法是指利用物質(zhì)之間相溶的原理，把水看作吸收劑，把有機(jī)廢氣中 的有害分子去除掉，但是對(duì)于不溶于水的廢氣，比如苯，則只能通 過(guò)化 學(xué)方法清除，也就是通過(guò)有機(jī)廢氣與溶劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，然后予 以去 除。七、VOCg氣處理技術(shù)一一冷凝回收法在不同溫度下，有機(jī)物質(zhì)的飽和度不同