§ 什麽是熱(rè)破壞法VOC廢氣處理工(gōng)藝?
§ 什麽是蜂窩煤輪式濃縮技術(shù)?
§ 什麽是膜分離技術(shù)?
§ 熱(rè)氧化法怎樣處理VOC廢氣?
§ 活性炭吸附技術(shù)和(hé)變壓吸附技術(shù)有什麽不同?
VOCs氣體
在石油化工(gōng)、印刷、人(rén)造革及電子元器件、烤漆和(hé)醫(yī)藥等化工(gōng)領域,揮發性的有機化合物(wù),簡稱為(wèi)VOC(Volatile Organic Compounds)),通(tōng)常作(zuò)為(wèi)溶劑來使用。這(zhè)些有機溶劑如(rú)果揮發到大氣環境中,不僅會對大氣環境造成嚴重污染,而且人(rén)體呼入被污染的氣體後,對人(rén)體健康産生危害。
比如(rú),苯作(zuò)為(wèi)溶劑揮發到大氣環境中,不僅可(kě)以被人(rén)體的皮膚所吸收,而且還可(kě)通(tōng)過呼吸系統進入人(rén)體內(nèi)部,造成慢(màn)性或急性中毒。 苯類化合物(wù)不僅會對人(rén)體的中樞神經造成一(yī)定的損害,而且還可(kě)能(néng)造成神經系統的障礙,進入人(rén)體後還會危害血液和(hé)造血器官,甚至會有出血症狀或患上(shàng)敗血症。氧化作(zuò)用下(xià),苯在生物(wù)體內(nèi)可(kě)氧化成苯酚,從(cóng)而造成肝功能(néng)異常,對骨骼的生長(cháng)發育十分不利,誘發再生障礙性貧血。因此,ACGIH把苯列為(wèi)潛在緻癌物(wù)質。鹵代烴類化合物(wù)會引發神經症候群和(hé)血小闆的減少(shǎo)、肝脾腫大等不良狀況,而且很(hěn)有可(kě)能(néng)緻癌。
所以,須控制VOC的排放,這(zhè)不僅是對環境負責,也是對我們的生命健康負責。
VOC廢氣處理工(gōng)藝
當前,VOC廢氣處理技術(shù)主要(yào)包括熱(rè)破壞法、變壓吸附分離與淨化技術(shù)、吸附法和(hé)氧化處理方法等。
熱(rè)破壞法
熱(rè)破壞法是指直接和(hé)輔助燃燒VOC氣體,或利用合适的催化劑加快(kuài)VOC的化學反應,終達到降低(dī)有機物(wù)濃度,使其不再具有危害性的一(yī)種處理方法。
熱(rè)破壞法對于濃度較低(dī)的有機廢氣處理效果比較好,因此,在處理低(dī)濃度廢氣中得到了(le)廣泛應用。
這(zhè)種方法主要(yào)分為(wèi)兩種,即直接火(huǒ)焰燃燒和(hé)催化燃燒。直接火(huǒ)焰燃燒對有機廢氣的熱(rè)處理效率相對較高,一(yī)般情況下(xià)可(kě)達到 99%。而催化燃燒指的是在催化床層的作(zuò)用下(xià),加快(kuài)有機廢氣的化學反應速度。這(zhè)種方法比直接燃燒用時(shí)更少(shǎo),是高濃度、小流量有機廢氣淨化的先選技術(shù)。
活性炭吸附法
利用吸附劑(粒狀活性炭和(hé)活性炭纖維)的多孔結構,将廢氣中的VOC捕獲。将含VOC的有機廢氣通(tōng)過活性炭床,其中的VOC被吸附劑吸附,廢氣得到淨化,而排入大氣。
炭吸附法主要(yào)用于脂肪和(hé)芳香族碳氫化合物(wù)、大部分含氯溶劑、常用醇類、部分酮類和(hé)酯類等的回收。
當炭吸附達到飽和(hé)後,對飽和(hé)的炭床進行(xíng)脫附再生;通(tōng)入水蒸汽加熱(rè)炭層,VOC被吹脫放出,并與水蒸汽形成蒸汽混合物(wù),一(yī)起離開(kāi)炭吸附床,用冷(lěng)凝器冷(lěng)卻蒸汽混合物(wù),使蒸汽冷(lěng)凝為(wèi)液體。
對于水溶性VOC氣體,用精餾将液體混合物(wù)提純;水不溶性VOC氣體,用沉析器直接回收VOC。比如(rú),塗料中所用的“三苯”與水互不相溶,故可(kě)以直接回收。
炭吸附技術(shù)主要(yào)用于廢氣中組分比較簡單、有機物(wù)回收利用價值較高的情況,适于噴漆、印刷和(hé)粘合劑等溫度不高,濕度不大,排氣量較大的場合,尤其對含鹵化物(wù)的淨化回收更為(wèi)有效。
冷(lěng)凝法
廢氣中分離出來,直接回收。但(dàn)這(zhè)種情況下(xià),離開(kāi)冷(lěng)凝器的排放氣中仍含有相當高濃度的VOC,不能(néng)滿足環境排放标準。要(yào)獲得高的回收率,系統需要(yào)很(hěn)高的壓力和(hé)很(hěn)低(dī)的溫度,設備費(fèi)用顯著地(dì)增加。
這(zhè)種處理方法主要(yào)适用于濃度高且溫度比較低(dī)的有機廢氣處理。
通(tōng)常适用于VOC含量高(百分之幾),氣體量較小的有機廢氣的回收處理,由于大部分VOC是易燃易爆氣體,受到爆炸極限的限制,氣體中的VOC含量不會太高,所以要(yào)達到較高的回收率,需采用很(hěn)低(dī)溫度的冷(lěng)凝介質或高壓措施,這(zhè)勢必會增加設備投資和(hé)處理成本,因此,該技術(shù)一(yī)般是作(zuò)為(wèi)處理技術(shù)并與其它技術(shù)結合使用。
膜分離技術(shù)
膜分離技術(shù)的基礎就是使用對有機物(wù)具有選擇滲透性的聚合物(wù)膜,該膜對有機蒸氣較空氣更易于滲透10-100倍,從(cóng)而實現有機物(wù)的分離。适于高濃度、高價值的有機物(wù)回收,其設備費(fèi)用較高。
簡單的膜分離為(wèi)單級膜分離系統,直接使壓縮氣體通(tōng)過膜表面,實現VOC的分離。單級膜因分離程度很(hěn)低(dī),難以達到分離要(yào)求,而多級膜分離系統則會大大增加設備投資,故而在這(zhè)方面的技術(shù)還有很(hěn)大的研究空間(jiān)。
變法吸附技術(shù)
吸附劑在一(yī)定壓力下(xià)吸附有機物(wù);當吸附劑吸附飽和(hé)後,通(tōng)過壓力變換來“釋放”脫附的有機物(wù)。其特點是無污染物(wù),回收效率高,可(kě)以回收反應性有機物(wù)。但(dàn)是該技術(shù)操作(zuò)費(fèi)用較高,吸附需要(yào)加壓,脫附需要(yào)減壓,環保中應用較少(shǎo)。
熱(rè)氧化法
通(tōng)過燃燒來消除有機物(wù)的,其操作(zuò)溫度高達700℃-1,000℃,這(zhè)樣不可(kě)避免地(dì)具有高的燃料費(fèi)用;為(wèi)降低(dī)燃料費(fèi)用,需要(yào)回收熱(rè)量,有兩種方式:傳統的間(jiān)壁式換熱(rè),新型非穩态蓄熱(rè)換熱(rè)技術(shù)。
間(jiān)壁式熱(rè)氧化是用列管或闆式間(jiān)壁換熱(rè)器來捕獲淨化排放氣的熱(rè)量,它可(kě)以回收40%-70%的熱(rè)能(néng),并用回收的熱(rè)量來預熱(rè)進入氧化系統的有機廢氣。預熱(rè)後的廢氣再通(tōng)過火(huǒ)焰來達到氧化溫度,進行(xíng)淨化,間(jiān)壁換熱(rè)的缺點是熱(rè)回收效率不高。
蓄熱(rè)式熱(rè)氧化(簡稱RTO)回收熱(rè)量采用一(yī)種新的非穩态熱(rè)傳遞方式。主要(yào)原理是:有機廢氣和(hé)淨化後的排放氣交替循環,通(tōng)過多次不斷地(dì)改變流向,來大限度地(dì)捕獲熱(rè)量,蓄熱(rè)系統提供了(le)極高的熱(rè)能(néng)回收。
催化燃燒法
漆廢氣經阻火(huǒ)器進入催化淨化裝置,在闆式熱(rè)交換器內(nèi)與高溫尾氣進行(xíng)熱(rè)量交換,經預熱(rè)的廢氣進入加熱(rè)室(內(nèi)設有電加熱(rè)管)進一(yī)步升溫,達到起燃溫度的廢氣繼續進入催化床內(nèi),在貴金(jīn)屬Pt、Pd催化劑的作(zuò)用下(xià),使有機溶劑完全氧化分解為(wèi)H2O和(hé)CO2,并釋放出大量反應熱(rè),可(kě)維持催化燃燒所需的起燃溫度,達到熱(rè)平衡。
闆式熱(rè)交換器将高溫尾氣與進口低(dī)溫廢氣進行(xíng)熱(rè)量交換,部分熱(rè)量得以回收,減少(shǎo)了(le)預熱(rè)能(néng)耗。經回收部分熱(rè)量的高溫尾氣在引風(fēng)機抽力的作(zuò)用下(xià)通(tōng)過排氣筒達标排放。
系統達到熱(rè)平衡後自(zì)動關閉電加熱(rè)裝置,此後,催化燃燒系統就靠廢氣中的有機溶劑燃燒時(shí)産生的熱(rè)能(néng),在無須外(wài)加能(néng)源的基礎上(shàng)使催化燃燒繼續進行(xíng)直至結束。考慮到淨化裝置需要(yào)維修,在過濾阻火(huǒ)器前設置旁路管和(hé)旁路閥。
在使用有機溶劑的行(xíng)業中,汽車塗裝、印刷等行(xíng)業,有機溶劑濃度低(dī)、風(fēng)量大,若采用上(shàng)述方法都(dōu)将使用龐大的設備,耗用大量經費(fèi)。目前對這(zhè)類低(dī)濃度、大風(fēng)量的有機廢氣,主要(yào)采用下(xià)面幾種方法進行(xíng)治理。
蜂窩輪式濃縮系統
該系統采用蜂窩輪,連續不斷地(dì)将低(dī)濃度、大風(fēng)量的排氣中的有機溶劑吸附、分離;然後,再用小風(fēng)量的熱(rè)風(fēng)脫附得到高濃度、小風(fēng)量的含有機溶劑氣體。濃縮後的氣體再與小型的催化燃燒或活性炭回收裝置組合,構成經濟的處理系統。
脫附後的排氣隻要(yào)用吸附風(fēng)量十幾分之一(yī)的裝置就可(kě)以進行(xíng)處理了(le)。該系統體積小,費(fèi)用低(dī),在國(guó)外(wài)已成為(wèi)治理低(dī)濃度、大風(fēng)量有機廢氣的先選方法,并得到廣泛應用。
液體吸收法
通(tōng)過有機廢氣與液體吸收劑接觸,使其中的有機溶劑被吸收劑所吸收,再經解吸,将有機溶劑除去或回收,井使吸收劑獲得再生重複利用。
生物(wù)法
生物(wù)脫臭使用微(wēi)生物(wù)将有機溶劑分解。因耗能(néng)非常低(dī),運轉費(fèi)也很(hěn)便宜而受到人(rén)們重視(shì),特别是在歐洲,以德國(guó)為(wèi)中心進行(xíng)技術(shù)開(kāi)發,應用實例逐漸增多。