VOC廢氣處理技術(shù)工藝詳解

 

現(xiàn)在，我們知道，揮發(fā)性的有機(jī)化合物，簡稱為VOC(Volatile Organic Compounds))，在工業(yè)生產(chǎn)中，一般作為溶劑來運(yùn)用，運(yùn)用之后便散發(fā)到***氣中。現(xiàn)階段，其運(yùn)用比較廣泛的***域包括石油化工、印刷、人造革及電子元器件、烤漆和醫(yī)藥等。這兒就涉及到今天我們要談到的論題——VOC廢氣處理技術(shù)! 

 

VOC廢氣處理技術(shù)工藝詳解

 

其時(shí)，VOC廢氣處理技術(shù)***要包括熱損壞法、變壓吸附分別與凈化技術(shù)、吸附法和氧化處理方法等。 

 

一、VOC廢氣處理技術(shù)——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)用合適的催化劑加快VOC的化學(xué)反應(yīng)，終抵達(dá)下降有機(jī)物濃度，使其不再具有危***性的一種處理方法。 

 

熱損壞法關(guān)于濃度較低的有機(jī)廢氣處理作用比較***，因此，在處理低濃度廢氣中得到了廣泛運(yùn)用。這種方法***要分為兩種，即直接火焰燃燒和催化燃燒。直接火焰燃燒對(duì)有機(jī)廢氣的熱處理功率相對(duì)較高，一般狀況下可抵達(dá) 99%。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，但是假定脫離催化劑輔佐，則無法發(fā)揮作用?，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作用雖然比較***，技術(shù)也現(xiàn)已恰當(dāng)老到，但是其價(jià)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(huì)合在非貴金屬催化劑方向，取得了比較***的展開。 

 

此外，在催化有機(jī)廢氣進(jìn)程中，還需求有催化劑的載體，其起著跋涉催化活性和穩(wěn)定性的重要作用。其時(shí)，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)加快研制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。現(xiàn)階段，這種有機(jī)廢氣的處理方法現(xiàn)已恰當(dāng)老到，能量消耗比較小，但是處理功率卻十分高，并且可以徹底凈化有***有機(jī)廢氣。實(shí)踐證明，這種處理方法值得推廣運(yùn)用。 

 

但是這種方法也存在缺點(diǎn)，它需求的設(shè)備體積比較巨***，并且工藝流程比較復(fù)雜;假定廢氣中有許多雜質(zhì)，則簡略導(dǎo)致工作人員中毒。所以，運(yùn)用此方法處理廢氣的關(guān)鍵在于吸附劑。其時(shí)，選用吸附法處理有機(jī)廢氣，多運(yùn)用活性炭，***要是因?yàn)榛钚蕴考?xì)孔結(jié)構(gòu)比較***，吸附性比較強(qiáng)。 

 

此外，通過氧化鐵或臭氧處理，活性炭的吸附功用將會(huì)更***，有機(jī)廢氣的處理將會(huì)愈加安全和有用。 

 

三、VOC廢氣處理技術(shù)——生物處理法 

 

從處理的根柢原理上講，選用生物處理方法處理有機(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***物質(zhì)轉(zhuǎn)化為簡略的無機(jī)物，比如CO2、H2O和其它簡略無機(jī)物等。這是一種無***的有機(jī)廢氣處理方法。 

 

一般狀況下，一個(gè)無缺的生物處理有機(jī)廢氣進(jìn)程包括3個(gè)根柢進(jìn)程：a) 有機(jī)廢氣中的有機(jī)污染物***要與水接觸，在水中可以活絡(luò)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，可以逐漸渙散到生物膜中，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(huì)被降解，終轉(zhuǎn)化為對(duì)環(huán)境沒有危***的化合物質(zhì)。 

 

四、VOC廢氣處理技術(shù)——變壓吸附分別與凈化技術(shù) 

 

變壓吸附分別與凈化技術(shù)是運(yùn)用氣體組分可吸附在固體材料上的***性，在有機(jī)廢氣與分別凈化設(shè)備中，氣體的壓力會(huì)出現(xiàn)的改動(dòng)，通過這種壓力改動(dòng)來處理有機(jī)廢氣[6]。 

 

PSA 技術(shù)***要運(yùn)用的是物理法，通過物理法來結(jié)束有機(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***勢(shì)。在溫度和壓力下，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，通過工序?qū)⑵滢D(zhuǎn)化，堅(jiān)持并跋涉吸附劑的再生才干，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)初步在工業(yè)生產(chǎn)中運(yùn)用，關(guān)于氣體分別有超卓作用。該技術(shù)的***要***勢(shì)有：動(dòng)力消耗少、本錢比較低、工序操作自動(dòng)化及分別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)于回收和處理有價(jià)值的氣體作用超卓，商場(chǎng)展開遠(yuǎn)景廣闊，成為未來有機(jī)廢氣處理技術(shù)的展開方向。 

 

五、VOC廢氣處理技術(shù)——氧化法

 

關(guān)于有毒、有***，并且不需求回收的VOC，熱氧化法是合適的處理技術(shù)和方法。氧化法的根柢原理：VOC與O2發(fā)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)程相類似，但其因?yàn)閂OC濃度比較低，在化學(xué)反應(yīng)中不會(huì)發(fā)生肉眼可見的火焰。一般狀況下，氧化法通過兩種方法可保證氧化反應(yīng)的順利進(jìn)行：a) 加熱。使含有VOC的有機(jī)廢氣抵達(dá)反應(yīng)溫度;b) 運(yùn)用催化劑。假定溫度比較低，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?，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***要包括Pt、Pd等，它們以細(xì)顆粒方法依附在催化劑載體上，而催化劑載體一般是金屬或陶瓷蜂窩，或散裝填料;非貴金屬催化劑***要是由過渡元素金屬氧化物，比如MnO2，與粘合劑通過份額混合，然后制成的催化劑。為有用避免催化劑中毒后丟失催化活性，在處理前有徹底根除可使催化劑中毒的物質(zhì)，比如Pb、Zn和Hg等。假定有機(jī)廢氣中的催化劑毒物、隱秘質(zhì)無法根除，則不可運(yùn)用這種催化氧化法處理VOC; 

 

b) 熱氧化法。熱氧化法其時(shí)分為三種：熱力燃燒式、間壁式、蓄熱式。三種方法的***要差異在于熱量回收方法。這三種方法均能催化法結(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，比如天然氣、石油等，是輔佐燃料，在燃燒進(jìn)程中，燃燒爐內(nèi)發(fā)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)廢氣的處理供應(yīng)滿足空間、時(shí)間，終結(jié)束有機(jī)廢氣的無***化處理。 

 

在供氧滿足條件下，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(shí)間(Time)、湍流混合狀況(Turbulence)。這“三T條件”是互相聯(lián)絡(luò)的，在范圍內(nèi)，一個(gè)條件的改進(jìn)可使其他兩個(gè)條件下降。熱力燃燒式熱氧化器的缺點(diǎn)在于：輔佐燃料價(jià)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，參與間壁式熱交換器，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)熱結(jié)束后便可促進(jìn)氧化反應(yīng)。現(xiàn)階段，間壁式熱交換器的熱回收率高可達(dá)85%，因此***幅下降了輔佐燃料的消耗。一般狀況下，間壁式熱交換器有三種方法：管式、殼式和板式。因?yàn)闊嵫趸瘻囟扔锌刂圃?00 ℃～1 000 ℃范圍內(nèi)，因此，間壁式熱交換有由不銹鋼或合金材料制成。所以間壁式熱交換器的造價(jià)恰當(dāng)高，而這也是其缺點(diǎn)地址。此外，材料的熱應(yīng)力也很難消除，這是間壁式熱交換的其他一個(gè)缺點(diǎn)。 

 

蓄熱式熱氧化器，簡稱為RTO，在熱氧化設(shè)備中計(jì)入蓄熱式熱交換器，在結(jié)束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現(xiàn)已抵達(dá)了95%，且其占用空間比較小，輔佐燃料的消耗也比較少。因?yàn)槠鋾r(shí)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(gè)或多個(gè)陶瓷填充床組成，通過切換閥門來抵達(dá)改動(dòng)氣流方向的目的，詳見圖1。 

 

六、VOC廢氣處理技術(shù)——液體吸收法

 

液體吸收法指的是通過吸收劑與有機(jī)廢氣接觸，把有機(jī)廢氣中的有***分子轉(zhuǎn)移到吸收劑中，然后結(jié)束分別有機(jī)廢氣的目的。這種處理方法是一種典型的物理化學(xué)作用進(jìn)程。有機(jī)廢氣轉(zhuǎn)移到吸收劑中后，選用解析方法把吸收劑中有***分子去除掉，然后回收，結(jié)束吸收劑的重復(fù)運(yùn)用和運(yùn)用。 

 

從作用原理的角度差異，此方法可分為化學(xué)方法和物理方法。物理方法是指運(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***分子去除掉，但是關(guān)于不溶于水的廢氣，比如苯，則只能通過化學(xué)方法根除，也就是通過有機(jī)廢氣與溶劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，然后予以去除。 

 

七、VOC廢氣處理技術(shù)——冷凝回收法

 

在不同溫度下，有機(jī)物質(zhì)的飽和度不同，冷凝回收法就是運(yùn)用有機(jī)物這一***點(diǎn)來發(fā)揮作用，通過下降或跋涉系統(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。其缺點(diǎn)是操作難度比較***，在常溫下也不簡略用冷卻水來結(jié)束，需求給冷凝水降溫，所以需求較多費(fèi)用。這種處理方法***要適用于濃度高且溫度比較低的有機(jī)廢氣處理。