VOC廢氣處理技術工藝詳解

 

現(xiàn)在，咱們知道，揮發(fā)性有機化合物，簡稱為VOC(Volatile Organic Compounds))，在工業(yè)生產(chǎn)中，一般作為溶劑來運用，運用之后便散發(fā)到***氣中。現(xiàn)階段，其運用比較廣泛的范疇包含石油化工、印刷、人造革及電子元器件、烤漆和醫(yī)藥等。這兒就涉及到今日咱們要談到的論題——VOC廢氣處理技術!

 

當時，VOC廢氣處理技術***要包含熱損壞法、變壓吸附別離與凈化技術、吸附法和氧化處理辦法等。

 

一、VOC廢氣處理技術——熱損壞法

 

熱損壞法是指直接和輔佐燃燒有機氣體，也就是VOC，或運用適宜的催化劑加速VOC的化學反應，終究到達下降有機物濃度，使其不再具有危害性的一種處理辦法。

 

熱損壞法關于濃度較低的有機廢氣處理效果比較***，因而，在處理低濃度廢氣中得到了廣泛運用。這種辦法***要分為兩種，即直接火焰燃燒和催化燃燒。直接火焰燃燒對有機廢氣的熱處理功率相對較高，一般狀況下可到達99%。而催化燃燒指的是在催化床層的效果下，加速有機廢氣的化學反應速度。這種辦法比直接燃燒用時更少，可是假如脫離催化劑輔佐，則無法發(fā)揮效果?，F(xiàn)階段，可作為催化劑運用的***都是金屬、金屬鹽。這兩種催化劑的催化效果雖然比較***，技術也現(xiàn)已適當老練，可是其價格卻比較高，所以處理本錢也就比較高。近年來，催化劑研制多會集在非貴金屬催化劑方向，取得了比較***的發(fā)展。

 

此外，在催化有機廢氣過程中，還需求有催化劑的載體，其起著進步催化活性和穩(wěn)定性的重要效果。當時，多以陶瓷作為催化劑載體，但在未來的催化劑研討當中，應加速研制高效活性催化劑及其載體。

 

二、VOC廢氣處理技術——吸附法

 

有機廢氣中的吸附法***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辦法現(xiàn)已適當老練，能量耗費比較小，可是處理功率卻十分高，并且能夠完全凈化有害有機廢氣。實踐證明，這種處理辦法值得推廣運用。

 

可是這種辦法也存在必定缺點，它需求的設備體積比較巨***，并且工藝流程比較復雜;假如廢氣中有很多雜質(zhì)，則簡略導致工作人員中毒。所以，運用此辦法處理廢氣的關鍵在于吸附劑。當時，選用吸附法處理有機廢氣，多運用活性炭，***要是因為活性炭細孔結(jié)構(gòu)比較***，吸附性比較強。

 

此外，經(jīng)過氧化鐵或臭氧處理，活性炭的吸附功能將會更***，有機廢氣的處理將會愈加安全和有用。

 

三、VOC廢氣處理技術——生物處理法

 

從處理的根本原理上講，選用生物處理辦法處理有機廢氣，是運用微生物的生理過程把有機廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為簡略的無機物，比方CO2、H2O和其它簡略無機物等。這是一種無害的有機廢氣處理辦法。

 

一般狀況下，一個完***的生物處理有機廢氣過程包含3個根本過程：a)有機廢氣中的有機污染物***要與水觸摸，在水中能夠敏捷溶解;b)在液膜中溶解的有機物，在液態(tài)濃度低的狀況下，能夠逐漸分散到生物膜中，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廢氣，在其本身生理代謝過程中，將會被降解，終究轉(zhuǎn)化為對環(huán)境沒有危害的化合物質(zhì)。

 

四、VOC廢氣處理技術——變壓吸附別離與凈化技術

 

變壓吸附別離與凈化技術是運用氣體組分可吸附在固體材料上的***性，在有機廢氣與別離凈化設備中，氣體的壓力會呈現(xiàn)必定的改動，經(jīng)過這種壓力改動來處理有機廢氣[6]。

 

PSA技術***要運用的是物理法，經(jīng)過物理法來完結(jié)有機廢氣的凈化，運用材料***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必定***勢。在必定溫度和壓力下，這種沸石分子篩能夠吸附有機廢氣中的有機成分，然后把剩下氣體輸送到下個環(huán)節(jié)中。在吸附有機廢氣后，經(jīng)過必定工序?qū)⑵滢D(zhuǎn)化，堅持并進步吸附劑的再生才能，然后可讓吸附劑再次投入運用，然后重復上過程工序，循環(huán)反復，直到有機廢氣得到凈化。

 

近年來，該技術開端在工業(yè)生產(chǎn)中運用，關于氣體別離有杰出效果。該技術的***要***勢有：能源耗費少、本錢比較低、工序操作自動化及別離凈化后混合物純度比較高、環(huán)境污染小等。運用該技術關于回收和處理有必定價值的氣體效果杰出，商場發(fā)展前景寬廣，成為未來有機廢氣處理技術的發(fā)展方向。

 

五、VOC廢氣處理技術——氧化法

 

關于有毒、有害，并且不需求回收的VOC，熱氧化法是***適合的處理技術和辦法。氧化法的根本原理：VOC與O2產(chǎn)生氧化反應，生成CO2和H2O，化學方程式如下：

 

從化學反應方程式上看，該氧化反應和化學上的燃燒過程相相似，但其因為VOC濃度比較低，在化學反應中不會產(chǎn)生肉眼可見的火焰。一般狀況下，氧化法經(jīng)過兩種辦法可保證氧化反應的順利進行：a)加熱。使含有VOC的有機廢氣到達反應溫度;b)運用催化劑。假如溫度比較低，則氧化反應可在催化劑外表進行[7]。所以，有機廢氣處理的氧化法分為以下兩種辦法：

 

a)催化氧化法。現(xiàn)階段，催化氧化法運用的催化劑有兩種，即貴金屬催化劑和非貴金屬催化劑。貴金屬催化劑***要包含Pt、Pd等，它們以細顆粒辦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，比方MnO2，與粘合劑經(jīng)過必定份額混合，然后制成的催化劑。為有用避免催化劑中毒后損失催化活性，在處理前有必要完全鏟除可使催化劑中毒的物質(zhì)，比方Pb、Zn和Hg等。假如有機廢氣中的催化劑毒物、隱瞞質(zhì)無法鏟除，則不可運用這種催化氧化法處理VOC;

 

b)熱氧化法。熱氧化法當時分為三種：熱力燃燒式、間壁式、蓄熱式。三種辦法的***要差異在于熱量回收辦法。這三種辦法均能催化法結(jié)合，下降化學反應的反應溫度。

 

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，比方天然氣、石油等，是輔佐燃料，在燃燒過程中，燃燒爐內(nèi)產(chǎn)生的熱混合區(qū)可對VOC廢氣預熱，預熱后便可為有機廢氣的處理供給滿足空間、時刻，終究完結(jié)有機廢氣的無害化處理。

 

在供氧足夠條件下，氧化反應的反應程度——VOC去除率——***要取決于“三T條件”：反應溫度(Temperat)、時刻(Time)、湍流混合狀況(Turbulence)。這“三T條件”是彼此聯(lián)絡的，在必定范圍內(nèi)，一個條件的改進可使別的兩個條件下降。熱力燃燒式熱氧化器的缺點在于：輔佐燃料價格高，導致設備操作費用比較高。

 

間壁式熱氧化器指的是在熱氧化設備中，參加間壁式熱交換器，然后把燃燒室排出氣體的熱量傳送給氧化設備進口處溫度比較低的氣體，預熱完結(jié)后便可促進氧化反應?，F(xiàn)階段，間壁式熱交換器的熱回收率***可達85%，因而***幅下降了輔佐燃料的耗費。一般狀況下，間壁式熱交換器有三種辦法：管式、殼式和板式。因為熱氧化溫度有必要控制在800℃～1 000℃范圍內(nèi)，因而，間壁式熱交換有必要由不銹鋼或合金材料制成。所以間壁式熱交換器的造價適當高，而這也是其缺點地點。此外，材料的熱應力也很難消除，這是間壁式熱交換的別的一個缺點。

 

蓄熱式熱氧化器，簡稱為RTO，在熱氧化設備中計入蓄熱式熱交換器，在完結(jié)VOC預熱后便可進行氧化反應?，F(xiàn)階段，蓄熱式熱氧化器的熱回收率現(xiàn)已到達了95%，且其占用空間比較小，輔佐燃料的耗費也比較少。因為當時的蓄熱材料可運用陶瓷填料，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個或多個陶瓷填充床組成，經(jīng)過切換閥門來到達改動氣流方向的意圖，詳見圖1。

 

六、VOC廢氣處理技術——液體吸收法

 

液體吸收法指的是經(jīng)過吸收劑與有機廢氣觸摸，把有機廢氣中的有害分子轉(zhuǎn)移到吸收劑中，然后完結(jié)別離有機廢氣的意圖。這種處理辦法是一種典型的物理化學效果過程。有機廢氣轉(zhuǎn)移到吸收劑中后，選用解析辦法把吸收劑中有害分子去除去，然后回收，完結(jié)吸收劑的重復運用和運用。

 

從效果原理的視點區(qū)分，此辦法可分為化學辦法和物理辦法。物理辦法是指運用物質(zhì)之間相溶的原理，把水看作吸收劑，把有機廢氣中的有害分子去除去，可是關于不溶于水的廢氣，比方苯，則只能經(jīng)過化學辦法鏟除，也就是經(jīng)過有機廢氣與溶劑產(chǎn)生化學反應，然后予以去除。

 

七、VOC廢氣處理技術——冷凝回收法

 

在不同溫度下，有機物質(zhì)的飽和度不同，冷凝回收法就是運用有機物這一***點來發(fā)揮效果，經(jīng)過下降或進步體系壓力，把處于蒸汽環(huán)境中的有機物質(zhì)經(jīng)過冷凝辦法提取出來。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***，在常溫下也不簡略用冷卻水來完結(jié)，需求給冷凝水降溫，所以需求較多費用。這種處理辦法***要適用于濃度高且溫度比較低的有機廢氣處理。

 

總結(jié)：有機廢氣處理除上述處理辦法之外，還包含高溫及觸媒燃燒法、活性炭吸附法、臭氧分解法和電化學氧化法等。這些辦法均適用于有機廢氣處理，但詳細選用何種辦法，則取決于廢氣濃度、設備設備和環(huán)境溫度等條件。此外，還需求考慮操作人員的操作水平。