常用VOCs治理技術(shù)、優(yōu)缺點對比以及設(shè)備投資、運行成本匯總_第1頁
常用VOCs治理技術(shù)、優(yōu)缺點對比以及設(shè)備投資、運行成本匯總_第2頁
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第#頁共21頁常用VOCs治理技術(shù)、優(yōu)缺點對比以及設(shè)備投資、運行成本匯總>t刖言對于廢氣治理達(dá)標(biāo)排放,企業(yè)該如何選用末端治理?末端治理即建設(shè)高效治理設(shè)施,推進(jìn)污染設(shè)施升級改造,實行重點排放源排放濃度與去除效率雙重控制。一般優(yōu)先選用回收技術(shù),可通過冷凝、吸附再生等處理,進(jìn)行回收利用;難以回收的,可釆用燃燒、吸附濃縮+燃燒等技術(shù)進(jìn)行銷毀。目錄TOC\o"1-5"\h\z前言 1\o"CurrentDocument"VOCs的末端治理技術(shù)有哪些 2\o"CurrentDocument"六大常用VOCs末端治理技術(shù)分類 2\o"CurrentDocument"1.吸附法 2\o"CurrentDocument"2.直接燃燒 3\o"CurrentDocument"3.催化燃燒 3\o"CurrentDocument"2.4.蓄熱式熱力燃燒(RTO) 3\o"CurrentDocument"5.蓄熱式催化燃燒(RCO) 3\o"CurrentDocument"2.6.冷凝回收法 4\o"CurrentDocument"7.變壓吸附分離與凈化技術(shù)變壓吸附 4\o"CurrentDocument"2.8,生物處理法 5\o"CurrentDocument"VOCs末端治理技術(shù)分類 10\o"CurrentDocument"1,前言 10\o"CurrentDocument"2.回收利用技術(shù) 10\o"CurrentDocument"3,銷毀技術(shù) 11\o"CurrentDocument"4.組合技術(shù) 11\o"CurrentDocument"VOCs末端治理技術(shù)選擇 11\o"CurrentDocument"幾種典型VOCs組合處理技術(shù)介紹 11\o"CurrentDocument"1.VOCs循環(huán)脫附分流回收吸附技術(shù) 11\o"CurrentDocument"2.高效吸附-脫附-燃燒VOCs治理技術(shù) 12\o"CurrentDocument"3.冷凝與變壓吸附聯(lián)用VOCs治理技術(shù) 14\o"CurrentDocument"4.沸石轉(zhuǎn)輪與蓄熱燃燒VOCs治理技術(shù) 15\o"CurrentDocument"5.低濃度多組分工業(yè)廢氣生物凈化技術(shù) 16\o"CurrentDocument"VOCs常用末端治理的裝置的相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范 17\o"CurrentDocument"1.VOCs原輔料替代材料的來源 17\o"CurrentDocument"2.低揮發(fā)性有機(jī)化合物材料產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 183.專有名詞的解釋 183.1,輻射線固化 18\o"CurrentDocument"3.2,高固體含量涂層 18\o"CurrentDocument"6.4.引進(jìn)先進(jìn)的揮發(fā)性有機(jī)化合物減排技術(shù) 19\o"CurrentDocument"6.5.提高揮發(fā)性有機(jī)化合物廢氣的收集率 19\o"CurrentDocument"6.6,揮發(fā)性有機(jī)物末端處理技術(shù) 19\o"CurrentDocument"6.7,終端處理裝置的相應(yīng)技術(shù)規(guī)范 19\o"CurrentDocument"6.8.吸附裝置運行維護(hù)的安全措施 20\o"CurrentDocument"6.9,蓄熱式燃燒裝置運行和維護(hù)的安全注意事項 20\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn): 211.VOCs的末端治理技術(shù)有哪些低濃度、大風(fēng)量廢氣,宜采用活性炭吸附、沸石轉(zhuǎn)輪吸附、減風(fēng)增濃等濃縮技術(shù),提高VOCs濃度后凈化處理;高濃度廢氣,優(yōu)先進(jìn)行溶劑回收,難以回收的,宜采用高溫焚燒、催化燃燒等技術(shù);油氣(溶劑)回收宜采用冷凝+吸附、吸附+吸收、膜分離+吸附等技術(shù);光催化、光氧化技術(shù)主要適用于惡臭異味等治理;低溫等離子體、生物法主要適用于低濃度VOCs廢氣治理和惡臭異味治理;非水溶性的VOCs廢氣禁止釆用水或水溶液噴淋吸收處理;釆用一次性活性炭吸附技術(shù)的,應(yīng)定期更換活性炭,廢舊活性炭應(yīng)再生或處理處置;有條件的工業(yè)園區(qū)和產(chǎn)業(yè)集群等,推廣集中噴涂、溶劑集中回收、活性炭集中再生等,加強(qiáng)資源共享,提高VOCs治理效率。2.六大常用VOCs末端治理技術(shù)分類企業(yè)治理VOCs廢氣,不僅要滿足安全達(dá)標(biāo)基礎(chǔ)要求,還要考慮運營穩(wěn)定性、投資成本等因素,結(jié)合以上幾點企業(yè)該如何選用末端治理?下面為大家介紹一下5大常見典型VOCs末端治理技術(shù)及相關(guān)優(yōu)缺點⑴。2.1.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)廢氣的處理方法己經(jīng)相當(dāng)成熟,能量消耗比較小,但是處理效率卻非常高,而旦可以徹底凈化有害有機(jī)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。原理:利用吸附劑與VOCs污染物進(jìn)行物理結(jié)合,或化學(xué)反應(yīng)并將voCs污染物成分去除。適用范圍:處理中低濃度的VOCso優(yōu)點:設(shè)備簡單,技術(shù)成熟,易于自動化控制;投資較小,能耗低,去除效率高。缺點:不適用高濃度、高溫有機(jī)廢氣,一股處理設(shè)備龐大,吸附劑容量受限,其再生、運行成本咼。2.2.直接燃燒原理:主要利用燃料對混合氣體進(jìn)行加熱,高溫環(huán)境下,將廢氣中污染物氧化分解。對于有毒、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。熱氧化法的基本原理:VOC與。2發(fā)生高溫直接氧化反應(yīng),生成C02和H20o適用范圍:處理高濃度VOCs。優(yōu)點:工藝簡單,設(shè)備投資少。缺點:技術(shù)使用范圍小,能耗大,運行成本較高,工藝安全難以控制,可能產(chǎn)生二次污染。2.3.催化燃燒原理:利用催化劑降低氣體的活化能,使反應(yīng)分子大量聚集在表面,降低氣體燃點,讓氣體在低溫條件下進(jìn)行燃燒。對于有毒、有害,而且不需要回收的VOC,催化氧化法是最適合的處理技術(shù)和方法。催化氧化法的基本原理:VOC與。2發(fā)生催化氧化反應(yīng),生成C02和H20o適用范圍:處理的VOCs濃度范圍廣,尤其適合處理低濃度VOCso優(yōu)點:燃燒溫度低,無明火,能耗低,凈化率高,無二次污染。缺點:操作條件嚴(yán)格,催化劑中毒會使效率降低,催化劑更換成本較高。2.4.蓄熱式熱力燃燒(RTO)原理:采用先進(jìn)的熱交換設(shè)計技術(shù)和新型陶瓷蓄熱材料,保證熱量的有效回收和連續(xù)進(jìn)出氣,從而有效保證凈化效果和減低運行成本。適用范圍:處理低濃度VOCso優(yōu)點:系統(tǒng)彈性化,操作風(fēng)量上下限范圍大,熱回收率高,固定結(jié)構(gòu)式蓄熱陶塊,分解溫度低,去除效率高。缺點:投資成本高,裝置體積、重量大。2.5.蓄熱式催化燃燒(RCO)原理:建立在蓄熱式熱力燃燒基礎(chǔ)上,將催化劑置于蓄熱材料的頂部,來使vocs廢氣凈化達(dá)到最優(yōu)。適用范圍:處理中高濃度VOCs。優(yōu)點:能同時凈化多種有機(jī)廢氣,流程簡單安全性高,運行成本低,熱回收效率和處理效率高。缺點:催化劑堵塞時會使催化活性下降,降低處理效率,催化劑更換成本較高。2.6.冷凝回收法在不同溫度下,有機(jī)物質(zhì)的飽和度不同,冷凝回收法便是利用有機(jī)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(jī)物質(zhì)通過冷凝方式提取出來。冷凝提取后,有機(jī)廢氣便可得到比較高的凈化。2.7.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,氣體的壓力會出現(xiàn)一定的變化,通過這種壓力變化來處理有機(jī)廢氣。一、 技術(shù)簡介變壓吸附分離與凈化的技術(shù)(PSA)是利用不同氣體組分在固體吸附材料上吸附特性的差異,通過周期性的壓力變化實現(xiàn)氣體的分離與凈化。在常溫及一定壓力條件下,使待凈化的廢氣與吸附劑接觸,吸附劑則吸附了其中的有機(jī)廢氣,沒有被吸附的氣體進(jìn)入下一個工段。吸附了有機(jī)廢氣的吸附劑可通過降壓抽真空的方法,使有機(jī)廢物物解吸并采取后續(xù)手段加以處理,而吸附劑得以再生。再生后的吸附劑又重新去吸附廢氣中的有機(jī)物,如此循環(huán)往復(fù)達(dá)到凈化有機(jī)廢氣的目的。PSA技術(shù)能耗低、投資少、流程簡單、自動化程度高、產(chǎn)品純度高、無環(huán)境污染,是一種較理想的氣體分離與回收的方法。二、 工藝流程及裝置大致的工藝流程如圖所示:生產(chǎn)工藝采用“流程四塔二均式”工藝,4個相同的吸附塔,在一臺計算機(jī)的控制下通過調(diào)節(jié)閥的變向不斷改變氣流的流向以及各塔的工作階段,使各塔實現(xiàn)吸附一再生的交替進(jìn)行。該工藝的每個吸附塔必須經(jīng)過吸附、一均降、順向放壓、二均降、逆向放壓、沖洗、二均升、一均升和終充九個步驟;四個塔步驟相互錯開,組成一個吸附-解吸循環(huán)。三、工藝技術(shù)指標(biāo)及特點低能耗:本工藝所采用的壓力在0.1?2.5MPa,屬中、低壓,無需投入昂貴設(shè)備。純度高:回收有機(jī)產(chǎn)品純度可到達(dá)97%?99%o工藝流程簡單:可實現(xiàn)多組分氣體的分離,工藝和設(shè)備對雜質(zhì)有較強(qiáng)的承受能力,無須復(fù)雜的預(yù)處理工序。自動化程度高:通過計算機(jī)控制裝置的運行,使操作更方便,啟動后短時間內(nèi)便可得到合格的產(chǎn)品。適應(yīng)性強(qiáng):變壓吸附裝置稍加調(diào)節(jié)就可以變換生產(chǎn)能力,包括原料中的雜質(zhì)含量和進(jìn)口壓力等工藝條件。吸附劑使用周期長:一般使用10a以上,只需稍加新的吸附劑就可以延長使用時間;檢修時間少,開工率高。設(shè)備適應(yīng)性強(qiáng):可在室外常溫下運行,不需額外的絕熱保溫或加熱及冷卻。工藝周期短:操作周期小于lOmino2.8.生物處理法凈化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,是最有望替代燃燒法和吸附凈化法的新技術(shù)。這是一種無害的有機(jī)廢氣處理方式。一:生物法凈化VOCs原理生物法凈化VOCs廢氣的機(jī)理如圖1.1所示。VOCs廢氣的生物凈化是微生物通過代謝活動,將廢氣中的VOCs轉(zhuǎn)化為簡單的無機(jī)物(C02,水等)及細(xì)胞組成物質(zhì)的過程。廢氣的生物凈化過程與廢水的生物凈化過程有很大的區(qū)別:對于前者,由于氣、液相(或固體表面液膜)之間的有機(jī)物濃度梯度和水溶性的作用,廢氣中的污染物首先要經(jīng)過氣、液相間的傳質(zhì)過程,然后在液相中被微生物降解,產(chǎn)生的代謝物一部分溶于液相,一部分作為細(xì)胞物質(zhì)或細(xì)胞代謝能源,還有一部分(如C。2)則從液相轉(zhuǎn)移到氣相。廢氣中的污染物通過上述過程不斷減少,從而被凈化。生物膜液膜 氣流—...>. 主體圖1.1生物法凈化VOCs機(jī)理用于降解氣相污染物的微生物種類很多,根據(jù)能源利用情況可以分為自養(yǎng)菌和異養(yǎng)菌:自養(yǎng)菌利用無機(jī)碳作為能源,因此一般存在于生物除臭塔中;異養(yǎng)菌則是通過氧化有機(jī)物來獲得能量,在適宜的溫度、pH值和有氧的條件下,能較快地完成降解過程。在生物濾塔運行初期,微生物對污染物有一個適應(yīng)過程,其種群和數(shù)量分布逐步向適宜于處理目標(biāo)污染物的情況轉(zhuǎn)變。在通常情況下,對易降解的有機(jī)物,大約需10天時間,而對于難降解的有機(jī)物,所需時間則更長。二:生物法凈化VOCs的工藝生物洗滌法(Bioscrubbing)生物洗滌法的工藝流程見圖2.1。生物洗滌塔由一個吸收塔和一個再生池構(gòu)成,洗滌液(循環(huán)液)自吸收室頂部噴淋而下,廢氣中的VOCs和。2在這個過程中傳入液相。吸收了VOCs的洗滌液再進(jìn)入再生池(活性污泥池)中,洗滌液中的VOCs被再生池中的活性污泥降解,再生后的洗滌液循環(huán)使用。目前,常用的洗滌設(shè)備為噴淋塔,也可以釆用多孔板式塔和鼓泡塔。一般地,若氣相傳質(zhì)阻力較大,可用多孔板式塔;反之,液相傳質(zhì)阻力較大時則用鼓泡法。由于生物洗滌器的循環(huán)洗滌液需采用活性污泥法來再生,所以在通常情況下,循環(huán)洗滌液主要

是水,因此,該方法只適用于水溶性較好的VOCs,如乙醇、乙醮等,而對于難溶的VOCs,該方法則不適用。凈化氣體tttVOCs廢氣増濕塔過濾床VOCs廢氣増濕塔過濾床圖2.1生物洗滌法工藝流程生物過濾法(Biofilitration)生物過濾法處理VOCs廢氣的工藝流程如圖2.2所示。VOCs廢氣通過增濕塔增濕后進(jìn)入生物濾塔,流經(jīng)約0.5-1m厚的生物活性填料層,在這過程中,污染物從氣相傳入生物相,進(jìn)而被氧化分解。生物過濾法工藝簡單,易于操作,而且濾料具有比表面積大、吸附性能好的特性,可大大減緩入口負(fù)荷變化引起的凈化效率的波動。生物過濾反應(yīng)器的性能參數(shù)主要有空床停留時間、表面負(fù)荷、質(zhì)量負(fù)荷和去除率,各參數(shù)的基本含義及典型范圍見表2.1。這些參數(shù)及其范圍實際上也是生物過濾反應(yīng)器的設(shè)計依據(jù)。其中空床接觸時間表示的是廢氣經(jīng)過反應(yīng)器的相對時間,由于床內(nèi)充滿填料,而氣體只能在填料空隙間通過或停留,因此氣體的實際停留時間,應(yīng)該是氣體流量除以反應(yīng)器的空隙體積。凈化氣體圖2.2生物過濾法工藝流程圖2.2生物過濾法工藝流程過濾床表2.1生物過濾反應(yīng)器的性能參數(shù)及其典型范圍參數(shù)含義計算公式常用單位典型范圍空床停留時間廢氣在生物濾塔中的相對停留時間V/QS15-60表面負(fù)荷單位濾塔橫截面積的廢氣體積負(fù)荷QAm,(m2?h)50-200去除率污染物的去除程度(C1-C2)/C1%90-99生物滴濾是介于生物過濾與生物洗滌的?種生物法廢氣凈化方法。滴濾塔中填充-定體積的惰性填料,為微生物提供一定的附著面。在生物滴濾塔中,液相是連續(xù)流動的,且進(jìn)行一定的循環(huán),如圖2.3所示,循環(huán)液由滴濾塔的頂部向下噴淋,并沿著填料滴流而下同時控制著床層的濕度。循環(huán)液為微生物提供分解有機(jī)物所必需的水分和營養(yǎng)液。VOCs由滴濾塔的底部至上運動,流經(jīng)表面附有微生物的填料,與微生物接觸后被降解。生物滴濾法(TricklingBiofiltration)生物滴濾塔填料的選擇原則與生物過濾塔基本相同,通常釆用粗碎石、塑料、陶瓷等無機(jī)材料,比表面積一般為100?300m2/m3。釆用這類填料,一方面為氣流通過提供了大量的空間;另一方面,也可降低填料壓實程度,避免由于微生物生長和生物膜脫落引起的填料堵塞。與生物過濾塔相比,生物滴濾塔的反應(yīng)條件(pH值、濕度)易于控制(通過調(diào)節(jié)循環(huán)液的pH值、濕度),故在處理鹵代煙、含硫、含氮等微生物降解過程中會產(chǎn)生酸性代謝產(chǎn)物的污染物時,生物滴濾塔較生物過濾塔更有效。另外,由于生物滴濾塔的反應(yīng)條件由人為控制,所以濾塔中的環(huán)境更適于微生物的生長和繁殖,單位體積填料的生物量較生物過濾塔多,也更適于凈化負(fù)荷較高的廢氣。凈化氣體含vocs廢氣巾圖2.3生物滴濾塔工藝流程示意圖2.4生物法工藝比較對不同成分、濃度、氣量的VOCs各有其適宜的生物凈化系統(tǒng)。凈化氣量小、濃度大且生物代謝速度較低的氣體污染物時,可采用以穿孔板式塔、鼓泡塔為吸收設(shè)備的生物洗滌器,以增加氣液接觸時間和接觸面積,但系統(tǒng)的壓降較大;對易溶氣體則可采用生物噴淋塔;對于大氣量、低濃度的VOCs可采用生物過濾系統(tǒng),該系統(tǒng)工藝簡單、操作方便。對于負(fù)荷較高,降解過程易產(chǎn)酸的VOCs則宜采用生物滴濾法。三:國內(nèi)外研究進(jìn)展及研究方向3.1國內(nèi)外研究進(jìn)展目前,生物法處理有機(jī)廢氣在德國、荷蘭、美國和日本等國己得到廣泛的應(yīng)用,其中生物濾池和生物滴濾塔技術(shù)已經(jīng)十分成熟。BayerAG,BraintechGmbh,Roth,Bioteg,HHAS,Monsanto,ComprimoBV等公司提供的成套裝置已經(jīng)成功地運用于處理在釀酒廠、食品加工廠、化工廠、紙加工廠和煙草生產(chǎn)廠等地方中產(chǎn)生的有機(jī)廢氣,它們對VOCs的去除率在50%?99%之間。R.S.Singh等釆用木豆秸稈作濾料,研究生物濾池處理甲苯的效率,經(jīng)過7天的運行系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定。EstelaPagans等選用城市固體廢棄物中的有機(jī)部分和動物副產(chǎn)品堆肥做濾料,研究了生物濾池同時去除NH3和揮發(fā)性有機(jī)化合(VOCs)的效率,當(dāng)NH3的負(fù)荷在846?67100mg/(m3?h),其平均去除率為94.7%<>我國從20世紀(jì)90年代起,各高校和研究機(jī)構(gòu)也開展了生物處理VOCs廢氣的研究。汪群慧等采用裝有ZX02型特制填料的生物滴濾塔,對某藥廠青霉素生產(chǎn)車間精餡殘液揮發(fā)出的含醋酸丁酯、正丁醇和苯乙酸等復(fù)雜多組分的混合有機(jī)廢氣,進(jìn)行中試規(guī)模的動態(tài)連續(xù)處理。當(dāng)醋酸丁酯、正丁醇和苯乙酸的最大進(jìn)氣質(zhì)量濃度分別<20000mg/m3^24000mg/m3和370mg/m3時,其去除率分別>95%、92%和接近100%。俞敏等報道的某制藥廠生物滴濾處理兼氧池高濃度惡臭廢氣工程裝置。兼氧池惡臭成分主要是H2S,當(dāng)進(jìn)氣量為8000m3/h,有效平均空床停留時間為12.0s,H2S進(jìn)氣質(zhì)量濃度為394.26?776.52mg/m3、平均為524.36mg/m3時,H2S去除率保持在86.53%?94.79%,平均去除率為90.60%;去除負(fù)荷為59.14?122.63g/(m3?h),平均去除負(fù)荷為81.47g/(m3?h)。楊虹等利用生物滴濾器處理味精廠揮發(fā)性惡臭廢氣,試驗表明以沸石為填料的生物滴濾器能較好地處理成分復(fù)雜的揮發(fā)性惡臭氣體,在進(jìn)氣量<3.0m3/h、pH為7.0?8.0、噴淋水量為2.0L/h、溫度為20?25oC的條件下,系統(tǒng)除臭效果較好,能將臭氣強(qiáng)度從4~5級降至0級。3.2存在問題及研究方向目前,生物法僅限用于處理低濃度有機(jī)廢氣,如何將這些技術(shù)和方法用于高濃度有機(jī)廢氣的治理有待于研究。影響污染物去除率的關(guān)鍵過程是將污染物從氣相轉(zhuǎn)移到液相中,目前的大部分研究是對于易溶物和易降解污染物進(jìn)行處理,在實際應(yīng)用中將會受到一定的限制,開發(fā)出適合于難降解和疏水性污染物處理工藝就顯得尤為迫切。利用基因工程技術(shù)開發(fā)出高效的降解菌種;添加一定的有機(jī)溶劑提高疏水性污染物的溶解性,會提高污染物的凈化率。生物法所用填料的比表面積、孔隙率等直接影響反應(yīng)器的生物量以及整個填充床的壓降及填充床是否易堵塞問題,污染物完成從氣相到液、固相傳質(zhì)過程,在兩相中的分配系數(shù)是處理工藝可行性的決定因素。因此,改善生物濾料、填料的物理性能和使用壽命,以節(jié)省投資和能耗。在原有菌種的基礎(chǔ)上通過選擇最佳生長條件,篩選出能高效降解VOCs的優(yōu)勢菌種,從而縮短反應(yīng)啟動時間,加快生物反應(yīng)進(jìn)程,提高處理效率。參考文獻(xiàn)汪群慈,田書磊,張?zhí)m河,等.生物滴濾塔處理青霉素車間VOCs中試研究[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2006,38(12):2089-2093.俞敏,陶佳,王家德.BTF系統(tǒng)處理兼氧池高濃度惡臭廢氣的工程應(yīng)用[J].安全與環(huán)境學(xué)報,2007,7(4):42-45.劉崇華,周皓,楊磊,等.生物氧化裝置凈化VOCs氣體工程實踐研究[J].石油化工安全環(huán)保技術(shù),2014,30(2):9-11.孫立,吳旭景.生物滴濾法凈化VOCs氣體的研究進(jìn)展[J].廣東化工,2016,43(11):138-139.VOCs末端治理技術(shù)分類3.1.前言VOCs末端治理技術(shù)眾多,主要分為回收和銷毀兩類?;厥占夹g(shù),指通過冷凝、吸收、吸附、膜分離等方法,對廢氣中VOCs進(jìn)行回收利用;銷毀技術(shù),指對難以回收的VOCs釆用直接燃燒、蓄熱式熱力燃燒(RTO)、蓄熱式催化燃燒(RCO)、等離子體技術(shù)等方法,將其分解為H2O和CO?。在實際應(yīng)用中,為達(dá)到預(yù)期治理效果,可多種技術(shù)組合應(yīng)用,實現(xiàn)不同技術(shù)間的互補(bǔ)協(xié)同,以滿足VOCs的達(dá)標(biāo)排放要求【21。幾種常用VOCs末端治理技術(shù)的原理、適用范圍、優(yōu)缺點如下:3.2.回收利用技術(shù)3.3.銷毀技術(shù)3.4.組合技術(shù)VOCs末端治理技術(shù)選擇企業(yè)在進(jìn)行技術(shù)選擇時,應(yīng)結(jié)合排放廢氣的濃度、組分、風(fēng)量、溫度、濕度、壓力以及生產(chǎn)工況等,合理選擇VOCs末端治理技術(shù)。實際應(yīng)用中,企業(yè)一般釆用多種技術(shù)的組合工藝,提高VOCs治理效率⑶。對低濃度、大風(fēng)量廢氣,宜釆用活性炭吸附、沸石轉(zhuǎn)輪吸附、減風(fēng)增濃等濃縮技術(shù),提高VOCs濃度后凈化處理;對高濃度廢氣,優(yōu)先進(jìn)行溶劑回收,難以回收的,宜釆用高溫焚燒、催化燃燒等技術(shù)。油氣(溶劑)回收宜采用冷凝+吸附、吸附+吸收、膜分離+吸附等技術(shù)。水溶性、酸堿VOCs廢氣一般選用多級化學(xué)吸收等處理技術(shù),惡臭類廢氣還應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)除臭處理。低溫等離子、光催化、光氧化技術(shù)主要適用于惡臭異味等治理;生物法主要適用于低濃度VOCs廢氣治理和惡臭異味治理。采用一次性活性炭吸附技術(shù)的,應(yīng)定期更換活性炭,廢舊活性炭應(yīng)再生或處理處置。幾種典型VOCs組合處理技術(shù)介紹5.1.VOCs循環(huán)脫附分流回收吸附技術(shù)該技術(shù)采用活性炭作為吸附劑,釆用惰性氣體循環(huán)加熱脫附分流冷凝回收的工藝對有機(jī)氣體進(jìn)行凈化和回收?;厥找和ㄟ^后續(xù)的精制工藝可實現(xiàn)有機(jī)物的循環(huán)利用。工藝原理示意圖如下:吸附圖IVOCs循環(huán)脫附分流回收吸附工藝原理示意圖整個系統(tǒng)由來氣預(yù)處理、吸附、循環(huán)加熱脫附、冷凝回收和自動控制等主要部分構(gòu)成。含VOCs的氣體通過預(yù)處理后進(jìn)入吸附段吸附后達(dá)標(biāo)排放,吸附段通常并聯(lián)設(shè)置有吸附罐并通過切換閥控制實現(xiàn)氣體的連續(xù)吸附操作。吸附到設(shè)定程度的吸附罐通過切換閥切換形成再生循環(huán)回路。循環(huán)回路可通過充入惰性氣體置換系統(tǒng)內(nèi)氣體的方式減少氣相中的含氧量,從而減少再生過程中某些類型溶劑的氧化副產(chǎn)物的生成。通過循環(huán)風(fēng)機(jī)和加熱器可形成循環(huán)氣流加熱吸附罐進(jìn)行脫附,同時通過分流冷凝系統(tǒng)冷凝回收溶劑。目前該技術(shù)成熟、穩(wěn)定,可實現(xiàn)自動化運行。單位投資大致為9-24萬元/千(m3/h),回收的有機(jī)物成本700-3000元/t。對有機(jī)氣體成分的凈化回收效率一般大于90%,也可達(dá)95%以上。適用于石油,化工及制藥工業(yè),涂裝、印刷、涂布,漆包線、金屬及薄膜除油,食品,煙草,種子油萃取工業(yè),及其他使用有機(jī)溶劑或C4-C12石油炷的工藝過程。5.2.高效吸附-脫附-燃燒VOCs治理技術(shù)該技術(shù)利用高吸附性能的活性碳纖維、顆粒炭、蜂窩炭和耐高溫高濕整體式分子篩等固體吸附材料對工業(yè)廢氣中的VOCs進(jìn)行富集,對吸附飽和的材料進(jìn)行強(qiáng)化脫附工藝處理,脫附出的VOCs進(jìn)入高效催化材料床層進(jìn)行催化燃燒或蓄熱催化燃燒工藝處理,進(jìn)而降解VOCSo主要工藝流程包括預(yù)處理、吸附、脫附-燃燒三個階段。預(yù)處理:含VOCs廢氣在吸附凈化前一般先經(jīng)高效纖維過濾器或高效干濕復(fù)合過濾器過濾,對廢氣粉塵等進(jìn)行攔截凈化。吸附階段:去除塵雜后的廢氣,經(jīng)合理布風(fēng),使其均勻地通過固定吸附床內(nèi)的吸附材料層過

流斷面,在一定停留時間內(nèi),由于吸附材料表面與有機(jī)廢氣分子間相互作用發(fā)生物理吸附,廢氣中的有機(jī)成份吸附在活性炭表面積,使廢氣得到凈化:實際應(yīng)用中,凈化裝置一般設(shè)置兩臺以上吸附床,以確保一臺處于脫附再生或備用,保證吸附過程連續(xù)性,不影響實際生產(chǎn)。③脫附-燃燒:達(dá)到飽和狀態(tài)的吸附床應(yīng)停止吸附轉(zhuǎn)入脫附再生,脫附后的廢氣進(jìn)入燃燒階段,即RTO或RCO廢氣處理工藝。圖2RTO廢氣處理工藝原理示意圖圖3RCO廢氣處理工藝原理示意圖催化燃燒技術(shù)(RCO)是利用催化劑做中間體,使有機(jī)氣體在較低的溫度下,變成無害的H2。和CO?氣體,艮卩:

催化劑@200°C~3"C催化劑@200°C~3"CnCO2+yH2O+熱量兩種燃燒技術(shù)的去除率、達(dá)標(biāo)能力是一致的,但也存在一些不同,見表1。表1RT。與RCO的對比項目■熱式熱力凳蜘RTO(RegenerativeThermalOxidezer)■熱式催化氣化RCO(Regeneration(atalyticOxidizer)反應(yīng)溫度800?1000C300?500C是否產(chǎn)生NOx產(chǎn)生不產(chǎn)生是否產(chǎn)生二噁英處理含氯廢氣時產(chǎn)生不產(chǎn)生技術(shù)投資高低運行費用高低反應(yīng)停留時間長短<■^365總的來說,RTO技術(shù)會產(chǎn)生二次污染,同時存在投資大、運行費用高、風(fēng)險高等問題。RCO技術(shù)具有明顯優(yōu)勢。目前該技術(shù)成熟、穩(wěn)定,可實現(xiàn)自動化運行。設(shè)備投資基本上是200?300萬元(以處理風(fēng)量為50000m3/h),運行費用30?50萬元,主體設(shè)備壽命10?15年。VOCs去除效率一般大于95%,可達(dá)98%以上。在石油、化工、電子、機(jī)械、涂裝等行業(yè)大風(fēng)量、低濃度或濃度不穩(wěn)定的有機(jī)廢氣治理中得到應(yīng)用。5.3.冷凝與變壓吸附聯(lián)用VOCs治理技術(shù)該技術(shù)釆用多級冷凝技術(shù),使廢氣的有機(jī)成分在常壓下凝結(jié)成液體析出,經(jīng)凈化后的廢氣進(jìn)入吸附器進(jìn)一步吸附富集,同時確保達(dá)標(biāo)排放。吸附飽和后的吸附劑(活性炭、沸石等)等釆用負(fù)壓脫附方式再生吸附劑,并將高濃度VOCs送回前端冷凝裝置。??????圖4冷凝與變壓吸附工藝原理示意圖工藝流程主要包括冷凝和吸附兩大單元。冷凝單元一般設(shè)置三級冷凝,第一級從常溫冷凝到3°C、第二級從3°C冷凝到-35C、第三級從-35°C冷凝到-70C。第三級的冷凝余氣返回第一級前面的前置換熱器,冷量回用,將進(jìn)入回收處理裝置的含VOCs廢氣預(yù)冷,有節(jié)能效果。吸附單元一般配置吸附罐兩只和脫附真空泵一臺,以及用于切換吸附脫附的電動或氣動閥門若干。真空泵還需要配備冷卻系統(tǒng)。冷凝與吸附聯(lián)用技術(shù)能夠克服單純冷凝技術(shù)在應(yīng)用過程中能耗大、運行成本高的現(xiàn)象,同時彌補(bǔ)單純吸附技術(shù)在應(yīng)用過程中,設(shè)備體積大、吸附溫升對安全運行有影響、長期運行吸附材料易失活等問題。單位投資大致為0.4-0.8萬/m3,單位小時運行成本為0.08-0.2元/m3。凈化效率一般大于98%。主要適用于石油化工、有機(jī)化工、油氣儲運等行業(yè)。主要適用于儲油庫、煉油廠、石油化工廠等成品油/化工品裝車油氣回收;液體儲罐呼吸氣VOCs治理;油品、化工品碼頭裝船油氣回收。5.4.沸石轉(zhuǎn)輪與蓄熱燃燒VOCs治理技術(shù)該技術(shù)采用高濃縮倍率沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備將廢氣濃度濃縮5-20倍,富集的廢氣進(jìn)入燃燒爐或催化爐(RTO/RCO)進(jìn)行燃燒處理,VOCs被徹底分解成CO?和H20o同時反應(yīng)后的高溫?zé)煔膺M(jìn)入特殊結(jié)構(gòu)的陶瓷蓄熱體,80-95%以上的熱量被蓄熱體吸收,使得出口氣體溫度降至接近進(jìn)口溫度。不同蓄熱體通過切換閥或者旋轉(zhuǎn)裝置隨時間進(jìn)行轉(zhuǎn)換,分別進(jìn)行吸熱和放熱,對系統(tǒng)熱量進(jìn)行有效回收和利用。工藝流程主要由沸石轉(zhuǎn)輪濃縮(吸附區(qū)域、脫附區(qū)域、冷卻區(qū)域)、脫附系統(tǒng)、蓄熱式燃燒系統(tǒng)(RTO爐體、陶瓷蓄熱體、燃燒系統(tǒng)等)及控制系統(tǒng)等部分組成。吸附脫附:沸石分子篩轉(zhuǎn)輪分為吸附區(qū)、脫附區(qū)和冷卻區(qū)三個功能區(qū)域,沸石分子篩轉(zhuǎn)輪吸附濃縮系統(tǒng)利用吸附-脫附-冷卻這一連續(xù)性過程,對VOCs廢氣進(jìn)行吸附濃縮。首先,廢氣進(jìn)入沸石分子篩轉(zhuǎn)輪的吸附區(qū),VOCs被沸石分子篩吸附除去,被凈化后排出。吸附在分子篩轉(zhuǎn)輪中的VOCs,在脫附區(qū)經(jīng)過約200°C小風(fēng)量的熱風(fēng)處理而被脫附、濃縮。再生后的沸石分子篩轉(zhuǎn)輪在冷卻區(qū)被冷卻,如此反復(fù)。蓄熱式燃燒:脫附后的高濃度小風(fēng)量廢氣進(jìn)入蓄熱式燃燒處理系統(tǒng),首先進(jìn)入蓄熱室A的陶瓷介質(zhì)層,陶瓷釋放熱量,溫度降低,而有機(jī)廢氣吸收熱量,溫度升高,廢氣離開蓄熱室后以較高的溫度進(jìn)入氧化室。在氧化室中,有機(jī)廢氣由燃燒器加熱升溫至設(shè)定的氧化溫度800°C以上,使其中的VOCs分解成CO2和七0后排放。廢氣流經(jīng)蓄熱室A升溫后進(jìn)入氧化室氧化,凈化后的高溫氣體離開氧化室,進(jìn)入蓄熱室B,釋放熱量,降溫排出,而蓄熱室B吸收大量熱量后升溫,同時清掃蓄熱室C。循環(huán)完成后,進(jìn)氣與出氣閥門進(jìn)行一次切換,進(jìn)入下一個循環(huán),廢氣由蓄熱室B進(jìn)入,蓄熱室C排岀,清掃蓄熱室A。如此交替。由于廢氣己在蓄熱室內(nèi)預(yù)熱,燃料耗量大為減少,運行成本大大降低。目前技術(shù)成熟、穩(wěn)定,可實現(xiàn)自動化運行。單位投資大致為9-24萬元/千(m3/h),回收的有機(jī)物成本700-3000元/t。熱回收效率可達(dá)90-95%,處理效率可達(dá)95-99%。主要適用于有機(jī)化工、石油化工、涂裝、印刷等行業(yè)及大風(fēng)量低濃度行業(yè)。5.5.低濃度多組分工業(yè)廢氣生物凈化技術(shù) 該技術(shù)利用高效復(fù)合功能菌劑與擴(kuò)培技術(shù),強(qiáng)化廢氣生物凈化的反應(yīng)過程,針對不同類型廢氣應(yīng)用新型的生物凈化工藝,強(qiáng)化廢氣生物凈化的傳質(zhì)過程,裝填具有高比表面積和生物固著力的生物填料,解決微生物附著難、系統(tǒng)運行不穩(wěn)定的問題。營養(yǎng)液 .1 廢孔?風(fēng)機(jī).生物清濾一—排放筒?? ?達(dá)標(biāo)排放I廢液排放 ?是,環(huán)潮5圖6低濃度多組分工業(yè)廢氣生物凈化技術(shù)工藝流程以生物氧化為主、化學(xué)吸收為輔,主要通過生物處理去除廢氣中的絕大部分污染物,化學(xué)吸收單元則可在進(jìn)氣濃度發(fā)生異常時,為系統(tǒng)的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放提供進(jìn)一步保證。主體技術(shù)生物滴濾箱由濾床、營養(yǎng)液循環(huán)噴淋系統(tǒng)、參數(shù)控制系統(tǒng)等組成。廢氣進(jìn)入生物箱體后,通過附著在填料上的微生物的代謝作用,廢氣中的污染物被降解為簡單的無機(jī)物。其中,VOCs分解為CO2、h2o以及其他簡單的無機(jī)物;含氮污染物中的氮元素轉(zhuǎn)化為硝酸鹽或氮氣;含硫惡臭污染物中的硫元素轉(zhuǎn)化為硫酸鹽。此項技術(shù)適用范圍廣,適用于低濃度多組分工業(yè)廢氣排放控制,與傳統(tǒng)生物技術(shù)相比,拓寬了生物處理法的應(yīng)用范圍。運行管理方便,二次污染少。工程主體設(shè)備投資約為250萬元,年運行費用約35萬元。VOCs的去除率可達(dá)80-90%,對H2S的去除率可達(dá)95%以上。主要用于低濃度多組分工業(yè)廢氣的處理。6.VOCS常用末端治理的裝置的相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范VOCs污染防治技術(shù)體系主要包括源頭替代、過程控制、末端治理和精細(xì)控制四個部分囹。6.1.VOCs原輔料替代材料的來源石化/化學(xué)工業(yè)使用低(無)VOCs含量和低反應(yīng)性的原輔材料,加速芳姪和含鹵有機(jī)化合物的綠色替代。包裝印刷行業(yè)可以選擇低揮發(fā)性有機(jī)化合物含量的水基、輻射固化和植物基油墨??梢赃x擇水基、熱熔、無溶劑、輻射固化、改性和生物降解等低揮發(fā)性有機(jī)化合物含量的粘合劑。 可以選擇低VOCs含量、低反應(yīng)性的清洗劑。(3)工業(yè)涂料工業(yè)可選擇水性、粉末、高固含量、無溶劑、輻射固化等低VOCs含量的涂料。6.2.低揮發(fā)性有機(jī)化合物材料產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)目前公布的低揮發(fā)性原輔料產(chǎn)品技術(shù)要求包括:生態(tài)環(huán)境部:(HJ2537-2014)、(HJ371-2018)、(HJ/T370-2007)、(HJ2541-2016)、[工業(yè)和信息化部:《環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品技術(shù)要求水性涂料》(HG/T5172—2017)、《環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品技術(shù)要求凹印油墨和柔印油墨》(HG/T5173—2017)、《環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品技術(shù)要求膠印油墨》(HG/T5175—2017)、(Hg/T5180—)。6.3.專有名詞的解釋6.3.1.輻射線固化輻射固化是化學(xué)配方物質(zhì)(涂料、油墨和粘合劑)通過能量輻射的方式從液體轉(zhuǎn)化為固體的加工過程。輻射固化技術(shù)的實際應(yīng)用可以追溯到20世紀(jì)60年代,當(dāng)時德國引進(jìn)了第一代UV涂料(UV涂料是指通過UV輻射固化的涂料)。紫外線固化涂料可以應(yīng)用于油墨印刷和暴露于紫外線輻射。其固體含量可高達(dá)100%,因此不含揮發(fā)性成分,不污染環(huán)境。高固含量也使其適用于非常薄的薄膜。紫外光固化涂料也可用于涂覆玻璃和塑料、木材、鋁飲料瓶等。),并己初步應(yīng)用于木器涂料行業(yè)。此后,輻射固化技術(shù)逐漸從單一的木質(zhì)基材擴(kuò)展到紙張、各種塑料、金屬、石材甚至水泥制品、織物、皮革等基材的涂層應(yīng)用。加工產(chǎn)品的外觀也從原來的高光型發(fā)展到啞光型、珠光型、燙金型、質(zhì)感型等等。輻射固化的能源可以是紅外(1R)、紫外(UV)、電子束(EB)等。6.3.2.高固體含量涂層高固含量涂料是指溶劑基涂料,其溶劑含量比傳統(tǒng)涂料低得多。一般指固含量60%?80%的溶劑型涂料。現(xiàn)實中,不同地區(qū)、不同行業(yè)、不同部門對高固含量的定義是不同的。根據(jù)《環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品技術(shù)要求膠粘劑》,對于汽車涂料,高固含量的定義是“中涂層施工中的固含量高于65%,單色涂料施工中的固含量高于60%,閃光涂料施工中的固含量高于45%,清漆施工中的固含量需要高于55%”0根據(jù)中國電器工業(yè)協(xié)會電線電纜分會2015年發(fā)布的一份文件,“目前國際公認(rèn)的漆包線產(chǎn)品適用最高固含量為50%左右,同時沒有成熟的替代產(chǎn)品”。根據(jù)《環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品技術(shù)要求家用洗滌劑》(GB24408—2009),高固含量國家標(biāo)準(zhǔn)>30%。6.4.引進(jìn)先進(jìn)的揮發(fā)性有機(jī)化合物減排技術(shù)目前,通過采用全封閉、連續(xù)、自動化的生產(chǎn)技術(shù)和高效的工藝設(shè)備,有效減少了工藝過程中的無組織排放。揮發(fā)性有機(jī)液體的裝載基于底部裝載。石化和化工行業(yè)重點推廣使用低(無)漏泵、壓縮機(jī)、過濾器、離心機(jī)和干燥設(shè)備,推廣使用油品在線調(diào)合技術(shù)和閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)。工業(yè)涂料行業(yè)重點推廣使用緊湊型涂裝技術(shù),推廣使用滾涂、靜電噴涂、高壓無氣噴涂、空氣輔助無氣噴涂、熱噴涂等涂裝技術(shù),鼓勵企業(yè)釆用自動、智能噴涂設(shè)備代替人工噴涂,減少使用空氣噴涂技術(shù)。包裝印刷行業(yè)大力推廣使用無溶劑復(fù)合、擠出復(fù)合、共擠出復(fù)合技術(shù),鼓勵使用水性凹印、醇水凹印、輻射固化凹印、柔版印刷、無水膠印等印刷工藝。6.5.提高揮發(fā)

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