VOCs廢氣處理的主要工藝
VOCs廢氣處理的主要工藝摘要
揮發性有機化合物(VOCs)通常 在石油化工、印刷、人造革和電子元器件、烤漆、醫藥等化工領域作為溶劑使用。如果這些有機溶劑揮發到大氣環境中,不僅會對大氣環境造成嚴重污染,而
揮發性有機化合物(VOCs)通常在石油化工、印刷、人造革和電子元器件、烤漆、醫藥等化工領域作為溶劑使用。如果這些有機溶劑揮發到大氣環境中,不僅會對大氣環境造成嚴重污染,而且吸入污染氣體后會對人體健康造成危害。因此,我們必須控制VOCs的排放,揮發性有機化合物不僅對環境負責,而且對我們的生活和健康負責。
目前,VOCs廢氣處理技術主要有熱破壞法、沸石輪濃縮技術、吸附法和氧化處理法等。
沸石輪濃縮系統
該系統采用沸石輪連續吸附分離低濃度大風量廢氣中的有機溶劑;然后用小風量的熱空氣解吸,得到高濃度、小風量的含有機溶劑氣體。濃縮氣體與小型催化燃燒或活性炭回收裝置結合,形成一個經濟的處理系統。
解吸后,廢氣只能通過吸收十分之一空氣體積的裝置進行處理。該系統體積小、成本低,已成為國外處理低濃度、大體積有機廢氣的首選,并得到廣泛應用。
活性炭吸附法
廢氣中的VOC被吸附劑(顆粒活性炭和活性炭纖維)的多孔結構捕獲。含有VOC的有機廢氣通過活性炭床,在活性炭床中VOC被吸附劑吸附,廢氣經過凈化后排入大氣。碳吸附法主要用于回收脂肪烴和芳香烴、大多數含氯溶劑、常用的醇類、一些酮類和酯類等。
碳吸附達到飽和后,飽和碳床脫附再生;通入水蒸氣加熱碳層,吹走VOC,與水蒸氣形成蒸汽混合物,一起離開碳吸附床,用冷凝器冷卻蒸汽混合物,將蒸汽冷凝成液體。碳吸附技術主要用于廢氣中成分簡單、有機物回收價值高的情況。適用于溫度不高、濕度不高、排氣量大的場合,尤其適用于鹵化物的凈化回收。
熱氧化法
如果通過燃燒消除有機物,其運行溫度高達700-1000,必然會有較高的燃料成本;為了降低燃料成本,有必要回收熱量。有兩種方式:傳統的間壁式換熱,新型的蓄熱換熱技術。
間壁式熱氧化是用管式或板式隔膜換熱器捕捉凈化廢氣的熱量,可以回收40%-70%的熱能,用回收的熱量預熱進入氧化系統的有機廢氣。預熱后,廢氣通過火焰達到氧化溫度,并得到凈化。間壁換熱的缺點是熱回收效率不高。
蓄熱式熱氧化(簡稱RTO)采用一種新的非穩態傳熱方式來回收熱量。主要原理是有機廢氣和凈化后的廢氣交替循環,通過多次改變流向,最大限度地捕捉熱量。儲熱系統提供極高的熱量回收。
催化燃燒法
廢氣通過阻火器進入催化凈化裝置,在板式換熱器中與高溫尾氣進行熱交換。預熱后的廢氣進入加熱室(裝有電加熱管)進一步升溫,達到起燃溫度的廢氣繼續進入催化床。在貴金屬催化劑的作用下,有機溶劑被完全氧化分解成H2O和CO2,釋放出大量的反應熱,可以維持催化燃燒所需的起燃溫度,達到熱平衡。
板式換熱器在高溫廢氣和進口低溫廢氣之間進行換熱,部分熱量被回收,降低了預熱能耗。回收部分熱量后的高溫尾氣在引風機的作用下通過排氣管排出。系統達到熱平衡后,電加熱裝置自動關閉。此后,催化燃燒系統在沒有額外能量的基礎上繼續催化燃燒,直到結束,這取決于廢氣中的有機溶劑燃燒時產生的熱能。考慮到凈化裝置需要維護,在過濾阻火器前設置旁通管和旁通閥。
在使用有機溶劑的行業,如汽車涂裝、印刷等,有機溶劑濃度低,風量大。如果采用這些方法,將會使用巨大的設備,消耗大量的資金。目前主要采用以下方法處理這類低濃度、大風量的有機廢氣。
熱破壞法
熱破壞法是指直接和輔助燃燒VOC氣體,或者利用合適的催化劑加速VOC的化學反應,最終降低有機物濃度使其不再有害的處理方法。熱破壞法對低濃度有機廢氣的處理具有良好的效果,因此在低濃度廢氣的處理中得到了廣泛的應用。
這種方法主要分為兩種,即直接燃燒和催化燃燒。直接燃燒有機廢氣的熱處理效率相對較高,一般達到99%。催化燃燒是指在催化床的作用下,加速有機廢氣的化學反應。與直接燃燒相比,該方法耗時少,是凈化高濃度、低流量有機廢氣的首選方法。
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