源和環保設備---七(qī)大VOC廢氣處理技術工藝詳(xiáng)解
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當(dāng)前,VOC廢氣處(chù)理技術主要包括熱破壞法、變壓吸附分(fèn)離與淨化技術、吸附法和氧化處理方法等。
一、VOC廢氣處理技術——熱破壞法
熱破壞法是指(zhǐ)直接和輔助燃燒(shāo)有機氣體,也就是VOC,或利用合適的催化劑(jì)加快VOC的化學反應,最(zuì)終達到降低有機物濃度,使其不再具有危害性的一種處理方法。
熱破壞法對於濃度較低的有機廢氣處(chù)理效果比較好,因此,在處理低濃度廢氣中得到了廣泛應用。這種方法主要分為兩種,即直接火焰燃燒和催化燃燒。直接火焰燃燒對有機(jī)廢氣的熱處理效率相對較高,一般情況下可達到 99%。而催化燃燒指的是在催化床(chuáng)層的作用下,加快有(yǒu)機(jī)廢氣的化學反應速度。這(zhè)種方法比直接燃(rán)燒用(yòng)時更少,是高濃度、小流量有機廢氣淨化的首選技術。
二、VOC廢氣處(chù)理技(jì)術——吸附法(fǎ)
有機廢氣中的吸附法主要適用於低濃度、高通量(liàng)有機(jī)廢氣。現階段,這種有機廢氣的處理(lǐ)方法已經相當成熟,能量消耗比較小,但是處理效率卻非常高,而且可以徹底(dǐ)淨化有害有機廢(fèi)氣。實踐證明,這種處理方法值得推廣應用。
但是這種(zhǒng)方法也存在一定缺陷,它需要的設備體積比較龐大,而且工藝流程比較複雜;如(rú)果廢氣中有大量雜質,則容易(yì)導致工作(zuò)人(rén)員中毒。所以,使用此方法處理廢(fèi)氣的關鍵在於吸附(fù)劑。當前,采用(yòng)吸附法處理有機廢氣(qì),多使用(yòng)活性炭(tàn),主要是因為活性炭細孔結構比較好,吸附性比較強。
此外,經過氧化鐵或臭氧處理,活性炭的(de)吸(xī)附性能(néng)將會更好,有機廢氣的處理將會更加安全和有效。
三、VOC廢氣處理技(jì)術——生物(wù)處理法
從處理的基本原理上(shàng)講,采用生(shēng)物處理方法處理有機廢氣,是使用微生物的生理過程把有(yǒu)機廢氣中的(de)有(yǒu)害物質轉化為簡單的無機物,比如CO2、H2O和其它簡單(dān)無(wú)機物等。這是一種無(wú)害的有機廢氣處(chù)理方式。
一(yī)般情況下,一個完整的生物處理有(yǒu)機廢氣過(guò)程包括3個基本步驟:a) 有機廢氣中的(de)有機汙染物首(shǒu)先與水接(jiē)觸,在水中可以迅速溶解;b) 在液膜中溶解的有機物,在液態濃度低的情況下,可以逐步擴(kuò)散到(dào)生物膜(mó)中,進而被附著在生物膜(mó)上(shàng)的微生物吸收;c) 被微生物(wù)吸收的有機廢氣,在其自身生理代謝過程中,將會被降解,最終轉化為對環境(jìng)沒有損害的化合物質。
四、VOC廢氣處理技術——變壓吸(xī)附分離與淨化技(jì)術(shù)
變壓吸(xī)附分離與淨化技術是利(lì)用氣體組分可吸附在固(gù)體材料上的特性,在(zài)有機廢氣與分離淨化裝置中,氣體的壓力會出現一定的變化,通過這種壓力變化來處理有機廢氣。
PSA 技術主要應用的是物(wù)理法,通過物理法來(lái)實現有機廢氣的淨化,使(shǐ)用材料主要是(shì)沸石分子篩。沸石分子篩,在吸附(fù)選擇性和吸附量兩方麵有一定優勢。在一定溫度(dù)和壓力下,這(zhè)種沸石分(fèn)子篩可以吸附有機廢氣中的有機成分,然後把剩餘氣體輸送到(dào)下個環節中。在吸附有機廢氣後,通過一定工序將其轉化,保持(chí)並提高吸(xī)附劑的再生能力,進而可讓吸附劑再次投入使用,然後重複上步驟工(gōng)序(xù),循環反複,直到有(yǒu)機廢氣得到淨化。
近年來,該技術開始在工業生產中(zhōng)應用,對於氣體分離有良好效果(guǒ)。該技術(shù)的主要優勢有:能源消耗少、成本比較低、工序(xù)操作自動化及(jí)分離淨化後混(hún)合物純(chún)度比較高、環境汙染小等(děng)。使用該技術對於回收和處理有一定價值的氣體效果良好(hǎo),市場發展前景廣闊,成為未來有機廢氣處理技術的發展方向。
五、VOC廢氣(qì)處理技術(shù)——氧化法
對於有毒、有害,而且(qiě)不需要回(huí)收的VOC,熱氧化法是最適合(hé)的處理技術和方法。氧化法的基本原理:VOC與O2發生氧(yǎng)化反應,生(shēng)成CO2和H2O,化學方程(chéng)式如下:
從化學(xué)反應方程式(shì)上看,該氧化反應和化學上的燃燒過程相(xiàng)類似,但其由於VOC濃(nóng)度比較低,在化學反應中(zhōng)不會產(chǎn)生肉眼(yǎn)可見的火焰。一(yī)般情況下,氧化法通(tōng)過兩種方法可確保氧化反應的順利進行:a) 加熱。使含有VOC的有機廢氣(qì)達到反應溫度;b) 使用(yòng)催化劑。如果溫(wēn)度比較(jiào)低,則氧(yǎng)化反應可在催化劑表(biǎo)麵進行。所以,有機廢氣處理的氧化法分為以下兩種方法:
a) 催化(huà)氧化法。現階段(duàn),催化(huà)氧化法使(shǐ)用的催化劑有兩種,即(jí)貴金屬催化劑和非(fēi)貴金屬催化劑。貴金屬催(cuī)化劑主要包括Pt、Pd等,它們以細(xì)顆粒形式依附在催化劑載(zǎi)體上,而催化劑載體通常是金屬或陶瓷蜂窩,或散裝(zhuāng)填料;非貴金屬催化劑主要是由過渡元素金屬氧化物,比如MnO2,與粘合劑經過一定比例混合,然後製成的催化劑。為有效防止(zhǐ)催化劑中毒後(hòu)喪失催化活性,在處理前必須徹底清除可使催化劑中毒的物質,比如Pb、Zn和Hg等。如果有機廢氣中的催化劑毒物、遮蓋質無法清除,則不可使用(yòng)這種(zhǒng)催化氧化法處(chù)理VOC。
b) 熱氧(yǎng)化法。熱氧化法當前分(fèn)為三種:熱力燃燒式(shì)、間壁式、蓄(xù)熱式(shì)。三種方(fāng)法的主要區(qū)別在於熱(rè)量回(huí)收方(fāng)式。這三(sān)種方法均能催化法結合,降低化學反應的反(fǎn)應溫度。
熱力燃(rán)燒式熱氧化器,一(yī)般情況下是指氣體焚燒爐。這種氣體焚燒爐(lú)由助燃劑、混合區和燃燒室三部分組成。其中,助燃劑(jì),比如天然氣(qì)、石油等,是輔(fǔ)助燃料,在燃燒過程中,焚燒爐內(nèi)產生(shēng)的熱混合區可對(duì)VOC廢(fèi)氣預熱,預熱後便可為有機廢氣的處理提供足夠(gòu)空間、時間(jiān),最終實現有機廢氣的無害化處理。
在供氧充足(zú)條(tiáo)件下,氧(yǎng)化(huà)反(fǎn)應的反應程度——VOC去除率——主要取決於“三T條件”:反應溫度(Temperat)、時間(Time)、湍(tuān)流混合(hé)情況(kuàng)(Turbulence)。這“三T條件”是相互聯係的,在一定範圍內,一個(gè)條件的改善可使另外兩個條件降(jiàng)低。熱力燃燒式熱氧化器(qì)的缺點在於:輔助燃料價(jià)格高,導致裝置(zhì)操作費用(yòng)比較高。
間壁式熱氧(yǎng)化器指的是(shì)在熱氧化裝置中,加入間壁式熱交換器,進而把燃(rán)燒室排出氣體的熱量傳送給(gěi)氧化裝置(zhì)進口(kǒu)處溫度比較低的氣體,預熱完成後便可促成氧化反應。現階段,間壁式熱(rè)交換器的熱回收率最高可達85%,因此大幅(fú)降(jiàng)低(dī)了輔助燃料的消耗。一(yī)般情況下,間壁(bì)式熱交換器有三種形式:管式、殼式和(hé)板式(shì)。由於熱氧化溫度必須控製在800 ℃~1 000 ℃範圍內,因此(cǐ),間(jiān)壁式熱交換必須由不鏽鋼或(huò)合金材料製成。所以間壁式熱交換(huàn)器的造價相當高,而這也是其缺點所在。此外,材料的熱應力也很難消除,這是間壁式熱交(jiāo)換的(de)另外一個缺點。
蓄熱式熱氧化器,簡稱(chēng)為RTO,在熱氧化(huà)裝置中計入蓄熱(rè)式熱交換器(qì),在(zài)完成VOC預熱後便可進(jìn)行氧化反應。現階段,蓄熱式熱氧化器的熱回收(shōu)率已經達到了95%,且其占用空間比較(jiào)小,輔(fǔ)助燃料的消耗也比較少。由於當前的(de)蓄熱(rè)材料(liào)可使用陶瓷填料(liào),其可處理腐蝕性或含有(yǒu)顆粒物的VOC氣體(tǐ)。
現(xiàn)階段,RTO裝置(zhì)分為旋(xuán)轉式和閥門(mén)切換式兩種,其中,閥門切換式是最常見的(de)一種,由(yóu)2個或多個陶瓷填充床組成,通過切換閥門來達到改變氣流方向的目的。
六、VOC廢氣處理技術——液體(tǐ)吸收法
液體吸收法指的是通過吸收劑與有機廢氣(qì)接觸,把有機廢氣中的有害分子轉移到吸收劑中,從而實現分離有(yǒu)機廢氣(qì)的目的。這種處理方法是一種典型的物理化學作用過程。有機(jī)廢氣轉移到吸(xī)收劑中後,采用解析方(fāng)法把吸收劑中有害分子(zǐ)去除掉(diào),然後回(huí)收,實現吸收劑的重複使用和(hé)利用。
從作用(yòng)原理的角度劃(huá)分,此方法可分(fèn)為化學方法和物理方法。物理方法是指利用(yòng)物質之間相溶的原理,把水看作吸(xī)收劑,把有機廢氣中的有害分子去除掉,但是對於不溶於水的廢氣,比如苯,則隻能通過化學方法清除,也就是通過有機廢氣與溶劑發生化學反應,然後予以(yǐ)去除。
七(qī)、VOC廢氣(qì)處理技術——冷凝回(huí)收法
在不同(tóng)溫度(dù)下,有(yǒu)機物質的飽和度不同,冷凝回收法便是利用有機物這一特點來發揮作用,通過降低或提高係統壓力,把處於蒸汽環境(jìng)中的有機(jī)物質(zhì)通過冷凝方式提取出來。冷凝提取後,有機廢(fèi)氣便(biàn)可得到比較高的淨化。其缺點是操作難度比較大(dà),在常溫下也不容易(yì)用冷卻水來完(wán)成,需要給冷凝水降溫,所以需要較多費用。這種處理方法主要適用於濃度高且溫度比較低的有機廢氣處(chù)理。
源和環保主(zhǔ)導產(chǎn)品:廢氣洗滌設備、集塵(chén)設備脈衝式濾袋集塵機、廢氣(NOX、SO2酸、堿、VOC、PECVD矽烷等廢氣)、靜電油煙機、濃縮轉輪(lún)、ROT(儲熱式熱(rè)力焚化爐)、NMP回收裝置, FRP、PP風機、風管配製(FRP、PP、PVC、鐵件)等環保相關產品。產品廣泛應用於太陽能、PCB、橡膠、半導體(tǐ)、電子、電鍍、化工(gōng)、計算機、機械、衛浴(yù)、塗料、樹脂、鑄造、DOP、VOC廢氣,拋光打(dǎ)磨等行業。為客(kè)戶提供設(shè)計-設備製造(zào)-安(ān)裝-售後服務一條龍服務。
(來源:環保(bǎo)在線)