工业有机废气处理技术现状分析

范文1:工业有机废气处理技术现状分析

全球范围内的水污染与大气污染的程度日趋严峻,我国中东部地区近期多次出现持续大范围的雾霆天气和水污染事件,也引起了政府、理论界及人们的普遍关注。工业生产活动中产生含污染物的废气是不可避免,虽然现在污染治理不能做到污染物的零排放,但可将污染物的排放量和浓度控制在一定的范围内,即达标排放。随着人们对环境污染的关注与重视,山东昊威环保科技有限公司,有机废气的治理技术越来越成熟,工业废气处理技术也在不断的改进和创新。1、挥发性有机废气治理技术

挥发性有机废气是指含苯、甲苯、二甲苯等挥发性有机化合物的废气,一般的家具、汽车、金属及非金属构件加工、丝印等工序均会产生挥发性有机废气。有机废气的治理技术有很多,吸收法、吸附法、直接燃烧法、催化燃烧法、吸附+催化燃烧法、生物法等。口前应用较为广泛的是活性炭吸附法,因其具有设计简单、占地而积少,一次投资费用低和运行能耗低等优点。

活性炭吸附法有前置漆雾预处理装置,主要是由于部分有机废气中含有漆渣颗粒物,漆渣会堵塞活性炭吸附孔或粘附在吸附设备上,要先采用过滤或洗涤等预处理措施去除渣。活性炭吸附法适合处理温度在40℃以下的大风量、低浓度的有机废气。高浓度、高温的有机废气有易燃危险,一般宜采用直接燃烧法或催化燃烧法。从技术上说,活性炭吸附技术较为简单,但难以保证废气连续达排标放,因为活性炭吸附饱和后就失去吸附能力,若不对它进行脱附再生或更换,活性炭吸附设备就如同虚设,若对活性炭进行定期脱附或更换,其费用就大大增加,所以应用活性炭吸附法处理有机废气的超标排放较多。2、粉尘废气处理技术

一般研磨、破碎、抛光、打磨和木加工等工序均会产生含尘废气,粉尘废气的处理技术较多,根据处理过程是否用到水可分为:干式、湿式和干式+湿式。湿式除尘器会造成水体二次污染,增加污水处理费,不便于粉尘回收利用。在工程应用中干式除尘器较常见,如旋风除尘器、布袋除尘器、脉冲反冲滤芯除尘器、电除尘器等。湿式除尘器一般适用处理于处理高温、高比阻、易燃、易爆的粉尘废气。干式+湿式除尘器有旋风+水喷淋组合式除尘器,其一级除尘是干式除尘,粉尘通过旋风除尘去除较大颗粒,二级除尘是湿式除尘,通过水喷淋或水膜除尘去除细小粉尘,组合式除尘器占地而积小,除尘效率高,可以去除二氧化硫等有害物质,减轻人工捞渣工作量,相对其它组合式除尘器投资金费用低,较适用处理炉窑等烟尘废气。

除尘器种类较多,在选择时要考虑环保与经济结合,即在满足相关环保排放标准的前提下,选择投资较小、运行和保养费用较低的除尘器。从技术上说,粉尘的粒径和粒径分布是除尘器选择的重要依据,一般地说,重力沉降室对50 N,m以上、惯性除尘器对10- 20 N,m以上,离心式除尘器对10 N,m以上粉尘的净化效果比较明显,10 N,m以下微粒占有较大比重时,则应选用洗涤、过滤或电除尘器。

3、燃料废气处理技术

燃料废气是指燃料在燃烧过程中产生含二氧化硫、氮氧化物和炭黑颗粒等污染物的废气,设备不同、燃料不同产生废气污染物也有所不同,以柴油发电机组为例,发电机尾气的处理工艺有干式和湿式,干式是催化法,其原理是通过催化反应使废气中的有害物质HC,CO转化为无害物质CO H,O,N,。对于发电机烟气中的碳颗粒、一氧化碳、碳氢化合物的除去率高达90%以上,治理后的气体的烟色黑度达到一级,凭肉眼不能观察到烟色,消除了烟气中大部分刺激性的味道。与传统湿法相比,由于净化器工作时不需要用水,大大节省了水的资源,不会对水造成的二次污染,免去了污水的处理费,而且也不需添加化学药剂,操作简单,是新型发电机尾气治理技术,但该法投资相对较高。湿法采用碱法吸收较多,碱性吸收剂有石灰石、石灰、碳酸钠和氢氧化钠,常见处理设备有旋流塔板脱硫除尘喷淋塔。

工业废气是工业污染的重要组成之一,与大气空气质量息息相关。虽然有相关的环保标准限制废气污染物的排放,但口前工业废气污染仍比较严重。工业废气污染防治一方面要从污染源头解决或减少污染物的排放,推行清洁生产。清洁生产是以节能、降耗、减污为口标,以技术、管理为手段,通过对生产全过程的排污审计,筛选并实施污染防治措施,以消除和减少工业生产对人类健康与生态环境的影响。有机废气的产生,是由于企业使用有机溶剂,有机溶剂中的有机化合物绝大部分经挥发进入到大气中,造成有机废气污染。若能采用清洁原材料代替或部分代替有机溶剂,做到不排或少排有机污染物,是解决有机废气污染的有效途径。燃料废气的产生,是由于使用含硫等燃料,不同的燃料产生的污染物含量不一样,若能采用清洁能源代替含硫燃料,就能解决燃料废气的污染,另外改善燃烧方法,改变燃烧条件等,也可以减少燃烧过程中氮氧化物的生成。另一方面要推动环保产业的发展,不断改进和研究经济实用的废气处理技术。环保产业的发展离不开政策支持,技术创新,而环保企业自身的技术创新的能力比较薄弱,通过政策的鼓励和支J决技术的创新和推广应用。

范文2:有机废气处理技术

有机废气(VOCs)处理技术综述

近年来随着经济的发展,化工企业的大量新起,在加上环保投资力度的不够,导致了大量工业有机废气的排放,使得大气环境质量下降,给人体健康来严重危害,给国民经济造成巨大损失,因此,需要加大对有机废气的处理。对有机废气的治理,人们早就有研究,而且已经开发出一些卓有成效的控制技术,如广泛采用并且研究较多的有热破坏法、冷凝法、吸收法等,近年来形成的新控制技术有生物膜法、电晕法、等离子体分解法等。本文将对上述方法作较为详细的介绍。

1有机废气处理技术1 .1 热破坏法

热破坏是目前应用比较广泛也是研究较多的有机废气治理方法,特别是对低浓度有机废气,有机化合物的热破坏可分为直接火焰燃烧和催化燃烧。直接火焰燃烧是一种有机物在气流中直接燃烧和辅助燃料燃烧的方法。多数情况下,有机物浓度较低,不足以在没有辅助燃料时燃烧。直接火焰燃烧在适当温度和保留时间条件下,可以达到99%的热处理效率。

催化燃烧是有机物在气流中被加热,在催化床层作用下,加快有机物化学反应(或破坏效率的方法) ,催化剂的存在使有机物在热破坏时比直接燃烧法需要更少的保留时间和更低的温度。催化剂在催化燃烧系统中起着重要作用。用于有机废气净化的催化剂主要是金属和金属盐,金属包括贵金属和非贵金属。目前使用的金属催化剂主要是 Pt、 Pd,技术成熟,而且催化活性高,但价格比较昂贵而且在处理卤素有机物,含 N、 S、 P等元素时,有机物易发生氧化等作用使催化剂失活。非金属催化剂有过渡族元素钴、稀土等。近年来催化剂的研制无论是国内还是国外进行得较多,而且多集中于非贵金属催化剂并取能得了很多成果。例如 V2O5+MOX (M:过渡族金属) +贵金属制成的催化剂用于治理甲硫醇废气, Pt + Pd + Cu催人剂用于治理含氮有机醇废气。

由于有机废气中常出现杂质,很容易引起催化剂中毒,导致催化剂中毒的毒物(抑制剂主要有磷、铅、铋砷、锡、汞、亚铁离子锌、卤素等。催化剂载体起到节省催化剂,增大催化剂有效面积,使催化剂具有一定机械强度,减少烧结,提高催化活性和稳定性的作用。能作为载体的材料主要有 AL2O3、铁钒、石棉、陶土、活性炭、金属等,最常用的是陶瓷载体一般制成网状、球状、柱状、峰窝状。另外近年来研究较多且成功的有丝光沸石等。对催化燃烧而言,今后研究的重点与热点仍将是探索高效高活性的催化剂及其载体,催化氧化机理。

1. 2液体吸收法

液体吸收法是利用液体吸收液与有机废气的相似相溶性原理而达到处理有机废气的目的。通常为强化吸收效果用液体石油类物质、表面活性剂和水组成的混合液来作为吸收液。近年来,日本人研究利用了用环糊精作为有机卤化物的吸收材料,根据环糊精对有机卤化物亲合性极强的原理,将环糊精的水溶液作为吸收剂对有机卤化物气体进行吸收。这种吸收剂具有无毒不污染,捕集后解吸率高,回收节省能源,可反复使用的优点。

1. 3吸附法

吸附法的应用广泛,具有能耗低、工艺成熟、去除率高、净化彻底、易于推广的优点,有很好的环境和经济效益。缺点是设备庞大,流程复杂,当废气中有胶粒物质或其他杂质时,吸附剂易中毒。吸附法主要用于低浓度,高通量可挥法性有机物(VOCs)的处理。决定吸附法处理 VOCs的关键是吸附剂,吸附剂应具有密集的细孔结构、内表面积大、吸附性能好、化学性质稳定、不易破碎、对空气阻力小等性能,常用的有活性炭、氧化铝、硅胶、人工沸石等。

目前,多数采用活性炭,其去除效率高。活性炭有粒状和纤维状两类。颗粒状活性炭结构气孔均匀,除小孔外,还有10~100nm的中孔和1 .5~5um的大孔,处理气体从外向内扩散,吸附脱附都较慢;而纤维活性炭孔径分布均匀,孔径小且绝大多数是1 .5~3nm的微孔,由于小孔都向外,气体扩散距离短,因而吸附脱附快。经过氧化铁或氢氧化钠或臭氧处理的活性炭往往具有更好的吸附性能。

1. 4冷凝法

冷凝法是利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸汽压这一性质,采用降低系统温度或提高系统压力,使处于蒸汽状态的污染物冷凝并从废气中分离出来的过程。冷凝过程可在恒定温度的条件下用提高压力的办法来实现,也可在恒定压力的条件下用降低温度的办法来实现,一般多采用后者。利用冷凝的办法,能使废气得到很高程度的净化,但是高的净化要求,往往是室温下的冷却水所不能达到的。净化要求愈高,所需冷却的温度愈低,必要时还得增大压力,这样就会增加处理的难度和费用。因而,冷凝法往往与吸附、燃烧和其他净化手段联合使用,以回收有价值的产品。

1. 5生物法

生物净化实质上是一种氧化分解过程:附着在多孔、潮湿介质上的活性微生物以废气中有机组分作为其生命活动的能源或养分,转化为简单的无机物(CO2、 H2O)或细胞组成物质。现阶段主要工艺包括:生物过滤床、生物滴滤床以及生物洗涤床。1 .5 .1 生物过滤床生物过滤床是一种在其中填入具有吸附性滤料(如泥炭、土壤、活性炭等物质)的净化装置。挂生物膜前,在过滤床中掺入 pH缓冲剂和 N、 P、 K等营养元素(如 NH4NO3和 K2HPO3) ,当具有一定湿度的废气进入生物滤床,通过约0 .5~1m厚的生物活性填料层时,滤料中的微生物(主要是细菌、放线菌、原生动物、藻类等)即可通过接触而捕获废气中的有机物并将其作为自身生长的碳源。因此,废气通过生物过滤床后即可被净化,而滤料层中的微生物在生化降解污染物的过程中不断生长繁殖,从而使生物滤池的操作得以持续进行。滤料使用一年后一般呈酸性,要定期进行维护和保养。

1. 5. 2生物滴滤床生物滴滤池与生物滤池的结构相似,不同之处在于其顶部设有喷淋装置。生物滴滤床使用的是粗碎石、塑料蜂窝状填料、塑料波纹板填料、陶瓷、不锈钢拉西环、树皮、活性炭纤维、微孔硅胶等一类不具吸附性的填料,填料的表面是微生物形成的几毫米厚的生物膜。废气通过滴滤池时,废气中的污染物被微生物降解,生物滴滤池在营养供给和微生物生长环境的调节方面具有优势,可承受比生物滤池更大的污染负荷,同时具有很大的缓冲能力,操作条件也易于控制, 可通过调节循环液的 pH,加入 K2HPO4、 NH4NO3等物质得以实现。

1. 5. 3生物洗涤塔生物洗涤塔通常由一个装有填料的洗涤器和一个具有活性污泥的生物反应器构成。洗涤器里的喷淋装置将循环液逆着气流喷洒, 使废气中的污染物与填料表面的水接触,被水吸收而转入液相,从而实现质量传递过程。吸收了废气组分的洗涤液,流入活性污泥池中,通入空气充氧后再生, 被吸收的气态污染物通过微生物氧化作用,被活性污泥悬浮液从液相中除去,生物洗涤塔工艺中的液相是流动的,这有利于控制反应条件,便于添加营养液、缓冲剂和更换液体,除去多余的产物。

不同成分、浓度及气量的气态污染物各有其有效的生物净化系统。生物洗涤塔适宜于处理净化气量较小、浓度大、易溶且生物代谢速率较低的废气;对于气量大、浓度低的废气可采用生物过滤床;而对于负荷较高以及污染物降解后会生成酸性物质的则以生物滴滤床为好。

1. 6脉冲电晕法

脉冲电晕法基本原理是通过前沿陡峭、脉宽窄(纳秒级)的高压脉冲电晕放电,能在常温、常压下获得非平衡等离子体,即产生大量高能电子和 O、 H0等活性粒子,与有害分子进行氧化降解反应,使污染物最终转化为无害物。1988年以来,美国就开展了电晕法降解低浓度的挥发性有机物的研究。研究表明在环境通常温度和压力下,该法能达到较好的效率。

1. 7膜分离法

膜分离法的基本原理是基于气体中各组分透过膜的速度不同,每种组分透过膜的速度与该气体的性质、膜的特性与膜两边的气体分压有关。膜分离法净化有机废气是根据有机蒸气和空气透过膜的能力不同,而将二者分开的。常用膜分离工艺有:蒸气渗透、气体膜分离和膜基吸收法。膜分离技术用于气体净化上的优点是投资费用低、分离因子大、分离效果好(即净化效果好) ,而且膜法净化操作简单、控制方便、操作弹性大。

1. 8光分解法

光分解 VOCs有两种形式:一种是直接光照在波长合适时, VOCs分解;另一种是催化剂存在下,光照 VOCs使之分解。

有研究表明,有机氯化物和氟氯烃在185nm紫外光照射下,两种物质都能在极短的时间内分解,卤代物的分解速度大于氟氯烃;三氯乙烯几秒钟内即能分解成氧气、氯气、氟气等。光分解可产生中间产物,可通过氢氧化钠溶液处理或延长滞留时间等手段最终去除。

光催化降解技术原理是光催化剂如 Ti O2在紫外线的照射下被激活,使 H2O生成 OH自由基,然后 OH自由基将有机污染物氧化成 CO2和 H2O 。用 Ti O2催化剂时可采用普通的荧光灯为光源来消除恶臭和非常低浓度的污染物。受催化剂降解效率的影响,光催化氧化法在工业上的应用还待开发。

1. 9等离子体分解法

等离子体分解氯氟烃的技术已到实用阶段,植松信行研究了利用等离子体的化学作用分解氯氟烃之类难分解气体为无害物的应用。此技术可在短时间内进行大量的氯氟烃等气体的处理。此过程采用二个系统,一系统利用高频等离子体急速加热,使温度达10000℃利用等离子体的化学作用与水蒸汽接触进行分解的超高温加水系统;第二个系统是将高温分解的排气急冷到80℃下的排气系统。该系统是由氯氟烃和水蒸汽的供给装置、等离子体发生装置、反应炉、冷却罐以及排水处理装置等构成。

1. 10微波催化氧化技术

微波空气净化技术是由填料吸附-解吸技术发展而来,是将传统解吸方式转变为微波解吸,微波能的应用大大减少了能量的消耗,并缩短了解吸时间,而且吸附剂经20次解吸后基本上保持原有吸附能力。微波解吸技术对空气的净化基本上与其在水处理中的应用类似,解吸原理都可以用“容器加热理论”和“体积加热理论”加以解释。国内外在水处理中均有此方面的成功应用,而在空气净化中的应用,国外已有小规模的成功范例,国内尚处于起步阶段。

1. 11变压吸附分离与净化的技术

变压吸附分离与净化的技术( PSA)是利用气体组分在固体吸附材料上吸附特性的差异,通过周期性的压力变化过程实现气体的分离与净化。PSA技术是一种物理吸附法。一般采用沸石分子筛作为吸附剂(吸附容量大、吸附选择性强)。在常温及一定压力条件下,可把有机废气中吸附在沸石分子筛上,没有被吸附的气体进入下一个工段。吸附有机废气以后的吸附剂通过降压抽真空把有机物解吸,使吸附剂再生。再生后的吸附剂重新去吸附废气中的有机物,以此循环往复。PSA技术是近几十年来在工业上新崛起的气体分离技术,具有能耗低、投资少、流程简单、自动化程度高、产品纯度高、无环境污染等优点,是各种气体分离与回收的较理想的方法,极富有市场竞争力,在不久的将来将会在工业上迅速推广。

1. 12臭氧分解法

臭氧分解法国内未见报导,国外对此技术的研究也还极少。有研究表明 O3可用于净化地面废气,即能分解土壤中非挥发性有机物多环芳香有机物、脂肪族有机物、酚和杀虫剂,此时用地面气作 O3载体。另外, 研究人员还特别注意了 O3处理后土壤的微生物状态变化,结果显示细菌减少99%,呼吸性能降低。为此, 研究人员通过用纯 O2和未反应的 O3的分解控制技术,减少 O3处理对土壤的生态系统的影响,从而达到安全的目的。

1. 13电化学氧化法

电化学氧化技术是采用一种内装专利膜和 AgNO3- HNO3溶液的化学电池,在温度为50~100℃和常压的条件下进行氧化,在阳极, VOCs恶臭气体转化为 CO2和 H2O;在阴极,生成亚硝酸,经处理后可循环使用。该法的典型特点: VOCs恶臭物质去除率高,可达99%以上,但运转费用亦高较高。

范文3:有机废气处理技术汇总

TVOCs有机废气处理技术汇总

吸附技术、催化燃烧技术和热力焚烧技术是传统的有机废气治理技术,也仍然是目前应用最广泛的VOCs实用治理技术。

催化燃烧技术

催化燃烧装置(RCO)

催化燃烧装置(RCO):首先通过除尘阻火系统。然后进入换热器,再送到加热室,使气体达到燃烧反应温度,再通过催化床的作用,使有机废气分解成二氧化碳和水,再进入换热器与低温气体进行热交换,使进入的气体温度升高达到反应温度。如达不到反应温度,加热系统科通过自控系统实现补偿加热。利用催化剂做中间体,使有机气体在较低的温度下,变成无害的水和二氧化碳气体,即:

产品性能特点:

①操作方便,设备工作时,实现自动控制,安全可靠。②设备启动,仅需15~30分钟升温至起燃温度,能耗低。

③采用当今先进的贵金属钯、铂浸渍的蜂窝状陶瓷载体催化剂,比表面积大,阻力小,净化率高。

④余热可返回烘道,降低原烘道中消耗功率;也可作其它方面的热源。⑤使用寿命长,催化剂一般两年更换,并且载体可再生。应用范围

1苯、醇、酮、醛、酯、酚、醚、烷等混合有机废气处理。

2适用于化工、塑料、橡胶、制药、印刷、农药、制鞋等行业的有机废气净化。催化剂在催化燃烧系统中起着重要作用。用于有机废气净化的催化剂主要是金属和金属盐,金属包括贵金属和非贵金属。目前使用的金属催化剂主要是 Pt、 Pd,技术成熟,而且催化活性高,但价格比较昂贵而且在处理卤素有机物,含 N、 S、 P等元素时,有机物易发生氧化等作用使催化剂失活。非金属催化剂有过渡族元素钴、稀土等。近年来催化剂的研制无论是国内还是国外进行得较多,而且多集中于非贵金属催化剂并取能得了很多成果。例如 V2O5+MOX (M:过渡族金属) +贵金属制成的催化剂用于治理甲硫醇废气, Pt + Pd + Cu催人剂用于治理含氮有机醇废气。

由于有机废气中常出现杂质,很容易引起催化剂中毒,导致催化剂中毒的毒物(抑制剂主要有磷、铅、铋砷、锡、汞、亚铁离子锌、卤素等。催化剂载体起到节省催化剂,增大催化剂有效面积,使催化剂具有一定机械强度,减少烧结,提高催化活性和稳定性的作用。能作为载体的材料主要有 AL2O3、铁钒、石棉、陶土、活性炭、金属等,最常用的是陶瓷载体一般制成网状、球状、柱状、峰窝状。另外近年来研究较多且成功的有丝光沸石等。蓄热式焚烧炉(RTO)

RTO(Regenerative Thermal Oxidizer,蓄热室氧化器),其工作原理是在高温下(800℃左右)将有机废气氧化生成CO2和H2O,从而净化废气,并回收分解。安居乐RTO工艺示意图:

产品性能特点:

①可实现全自动化控制,操作简单,运行稳定,安全可靠性高。②VOC的分解效率99%以上;

③采用多项先进技术,使设备简化,易于维修,并降低了运行成本。④废气在炉内停留时间长,炉内无死区;⑤不产生NOX等二次污染。

⑥操作费用低,超低燃料费。有机废气浓度在500PPM以上时,RTO装置基本不需添加辅助燃料。

热氧化法可分为三种:热力燃烧式、间壁式和蓄热式。它们的主要区别在于热量回收方式的不同。三种方法都可以和催化法结合起来以降低反应温度。

a.热力燃烧式热氧化器。热力燃烧式热氧化器一般指的是气体焚烧炉。它由助燃剂、混合区和燃烧室组成。助燃剂(天然气、石油等)作为辅助燃料,燃烧产生的热在混合区对 VOC 废气进行预热,燃烧室为预热后的废气提供足够大的空间和足够长的时间以完成最终的氧化反应。

在供氧充足的前提条件下,氧化反应的程度(影响最终的VOC 去处率)取决于“三T条件”:反应温度(Temperature)、驻留时间(Time)、湍流混合情况(Turbulence)。这“三T条件”是互相联系的,在一定范围内改善一个条件可使另外两个条件降低。热力燃烧式热氧化器的一个最大缺点是辅助燃料价格太高,致使装置的操作费用很高。

b.间壁式热氧化器。间壁式热氧化是指在热氧化装置中加入间壁式热交换器,热交换器把从燃烧室排出的高温气体所带的热量传递给氧化装置进口处的低温气体,预热后发生氧化反应。

由于目前的间壁式热交换器最高可获得85%的热回收率,所以极大地降低了辅助燃料的消耗。

间壁式热交换器通常设计成管式、壳式或板式。由于通常的热氧化温度要保持在800℃1000℃,所以间壁式热交换器必须由耐热、耐腐蚀的不锈钢或合金材料制成。这就使得间壁式热交换器的造价很高,这是间壁式热氧化器的一个缺点。同时材料的热应力也不易消除,这是间壁式热氧化器的另一个缺点。

c.蓄热式热氧化器。蓄热式热氧化器(Regenerative Thermal Oxidizer ,以下简称RTO),是在热氧化装置中加入蓄热式热交换器,预热 VOC 废气,再进行氧化反应。

随着蓄热材料的发展,目前蓄热式热交换器的热回收率已能达到95%以上,而且占用空间越来越小。这样辅助燃料的消耗很少(甚至不用辅助燃料,且当 VOC 的浓度达到一定值以上时,还可从 RTO 输出热量)。同时,由于目前的蓄热材料都选用陶瓷填料,所以可处理腐蚀性或含有颗粒物的 VOC 废气。

RTO装置又可分为阀门切换式和旋转式。

阀门切换式RTO是最常见的一种 RTO。其由两个或多个陶瓷填充床,通过阀门的切换,改变气流的方向,从而达到预热VOC 废气的目的。图1 是典型的两床式RTO示意图及工作原理。

两床式RTO主体结构由燃烧室、两个陶瓷填料蓄热床和两个切换阀组成。当 VOC 废气由引风机送入蓄热床1后,该床放热, VOC 废气被加热,在燃烧室氧化燃烧,气体通过蓄热床2,该床吸热,燃烧后的洁净气被冷却,通过切换阀后排放。在达到规定的切换时间后,阀切换, VOC 废气从蓄热床2 进入,蓄热床2放热, VOC废气被氧化燃烧,气体通过蓄热床1,该床吸热,燃烧后的洁净气被冷却,通过切换阀后排放。如此周期性切换,就可连续处理 VOC 废气。近年来,国外又研制开发出旋转式RTO。该装置由一个燃烧室、一个圆柱形分成几瓣独立区域的陶瓷蓄热床和一个旋转式转向器组成。通过旋转式转向器的旋转,就可改变陶瓷蓄热床不同区域的气流方向,从而连续地预热 VOC 废气,在燃烧室氧化燃烧后就可去除 VOC。

相对于阀门切换式RTO,旋转式RTO由于只有一个活动部件(旋转式转向器), 所以运行更可靠,维护费用更低,但缺点是旋转式转向器不易密封,泄露量大,影响VOC的净化率。

RTO设备的特点:

1)产品设计考虑客户的生产工艺,重视前端控制和末端治理的结合;2)净化效率高,旋转RTO可达到99%以上;3)对余热进行综合利用,产生经济效益;

4)优化设计的结构、通风系统,确保最好的处理效果和使用体验;5)充分考虑系统的安全与防护,为客户提供安全可靠的后抽离设备与技术。 RTO设备应用范围:

含苯系物、酚类、醛类、酮类、醚类、酯类等有机成分的石油、化工、塑料、橡胶、制药、印刷、农药、制鞋、电力电缆生产行业等。有机废气浓度在100PPM20000PPM之间。

光催化净化技术(一般与预处理技术合用)

光催化净化处理技术一般采用生物喷淋进行预处理,再进入光催化净化装置,在催化剂的作用下,常温下使有机废气转化为CO2和H2O的一种环保设备。目前,此装置已被国内外用户广泛使用,均取得良好的净化效果。

光催化剂技术的主要成分是锐钛型二氧化钛(TiO2),光催化是利用TiO2作为催化剂的光催化过程,反应条件温和,光解迅速,产物为CO2和H2O或其它,而且适用范围广,包括烃、醇、醛、酮、氨等有机物,都能通过TiO2光催化清除。其机理如下:

低温等离子体技术低温等离子体净化技术是近年来发展起来的废气治理新技术。等离子体被称为物质的第4种形态,由电子、离子、自由基和中性粒子组成。低温等离子体有机气体净化就是利用介质放电所产生的等离子体以极快的速度反复轰击废气中的异味气体分子,去激活、电离、裂解废气中的各种成分,通过氧化等一系列复杂的化学反应,打开污染物分子内部的化学键,使复杂的大分子污染物转变为一些小分子的安全物质(如二氧化碳和水),或使有毒有害物质转变为无毒无害或低毒低害物质。

实际上,要将不同的化学键打开,需要的能量不同,如C-H、C-O、C-N、C-S、O-H、S-H等等。当功率较低,放电所产生的活性粒子能量不足时,一些大分子物质只是被击碎,形成一些小分子化合物,并没有被彻底氧化。特别是对于混合气体的净化,有些分子容易被破坏并被彻底氧化,而有些分子则不易被破坏或者只是降解而未被彻底氧化。研究表明,C-S和S-H键比较容易被打开,因此低温等离子体技术对于臭味的净化具有良好的效果,并且在橡胶废气、食品加工废气等的除臭中得到了应用。对于苯系物的净化,研究表明在等离子体发生系统的能量匹配时,也具有一定的效果,当甲苯浓度为300mg/m3以下时,净化效率可以达到60%~70%。因此,在低浓度喷涂废气净化中也可以得到一定的应用。

低温等离子体用于废气的净化具有很多的优势。1)由于等离子体反应器几乎没有阻力,系统的动力消耗非常低;2)装置简单,反应器为模块式结构,造价低,并且容易进行搬迁和安装;3)由于不需要任何的预热时间,所以该装置可以即时开启与关闭;4)所占空间比现有的其他技术更小;5)抗颗粒物干扰能力强,便于维护。

低温等离子体治理技术的关键在于等离子体发生器的设计是否合理。作为一项新技术,目前人们对于其作用机理的研究还不够充分,对于不同化合物如何有针对性地进行等离子体发生器的设计,目前还没有形成规律性的认识。总体上该技术对有机化合物的净化效率还比较低,一般低于70%,如果反应器设计不当,则净化效率会更低,因而限制了它的实际应用。

生物法净化技术生物处理工艺主要分为生物过滤床、生物洗涤床和生物滴滤床三种形式。生物过滤床是一种在其中填入具有吸附性滤料的过滤净化装置,在过滤床中加入pH调节剂和N、P、K等营养元素,当具有一定湿度的废气进入过滤床时,通过生物填料层,填料层中的微生物将有机物捕获并消化降解。

生物洗涤床通常由一个洗涤塔和一个再生池组成,在洗涤塔中,循环液通过喷淋或鼓泡的形式将废气中的污染物和氧气转入液相,实现质量传递。吸收了废气成分的洗涤液流入再生池,通入空气充氧后再生,在再生池中污染物被消化分解。

生物滴滤床中使用的是各种不具有吸附能力的填料,在填料的表面形成一层生物膜,废气由滴滤床底部进入,回流液从上部喷淋并沿填料上的生物膜滴流而下,溶解于水中的有机物被生物膜中的微生物吸收分解。

生物洗涤床适用于风量小、浓度较高、易溶解且生物代谢速率较慢的废气净化;对于大风量、低浓度的废气则采用生物过滤床;对于负荷较高,且降解后产生酸性物质的废气则宜采用生物滴滤床。

生物法在今后将会成为有机废气治理的主要技术之一。吸附浓缩技术

沸石转轮吸附浓缩技术沸石转轮吸附浓缩技术在今后将会成为国内低浓度VOCs治理的关键技术。沸石转轮吸附浓缩技术就是针对低浓度VOCs的治理而发展起来的一种新技术,与焚烧技术(催化燃烧或高温焚烧)或冷凝技术进行组合,形成了“沸石转轮吸附浓缩+焚烧技术”和“沸石转轮吸附浓缩+冷凝回收技术”。

低浓度、大风量的VOCs排放在目前我国的有机废气污染中占了很大的比例,吸附浓缩技术是低浓度废气治理中最为经济有效的技术途径,从一些大型和较大型企业的经营情况分析,吸附浓缩-催化燃烧集成技术所占比例最大,占到全部项目数量的50%以上。之前主要采用的是“固定床吸附浓缩+催化燃烧技术”,近十多年来在我国的工业VOCs净化中占有主导地位,但经过多年来的运行实践,该工艺存在一些明显的缺陷:1)之前主要采用活性炭材料(蜂窝活性炭、颗粒活性炭和活性碳纤维)作为吸附剂,而活性炭材料在采用热气流再生时的安全性较差,当再生热气流的温度达到100℃以上时,吸附床容易着火。2)采用热气流吹扫再生活性炭,因为再生温度低,当脱附周期完成后部分高沸点化合物不能彻底脱附,会在活性炭床层中积累而使其吸附能力下降。由于存在安全性问题,通常的再生温度不能超过120℃。因此对于沸点高于120℃的有机物,如三甲苯等则不能利用该工艺进行净化。3)通常活性炭具有很强的吸水能力,当废气湿度较高(超过60%)时,对有机物的净化能力将会迅速下降,在处理高湿度的废气时床层的净化效率较低。

鉴于以上存在的问题,在吸附浓缩工艺中,国外主要采用疏水型蜂窝分子筛(蜂窝沸石)作为吸附剂,移动式的沸石转轮作为吸附装置。与“固定床吸附浓缩+催化燃烧装置”相比,具有一些明显的优势:1)采用沸石作为吸附剂,安全性能好,采用热气流再生时不易发生着火现象;2)采用沸石作为吸附剂,再生温度可以提高,适用于从低沸点到高沸点各种VOCs的净化;3)设备阻力低,运行成本低;4)吸附后尾气中有机污染物的浓度稳定,便于控制;5)设备体积和占地面积小。

硅铝分子筛本身是一类强极性物质,对空气中的水分具有极强的选择性吸附能力。采用沸石作为吸附剂,关键在于沸石的疏水改性技术可以提高其对有机化合物的选择性吸附能力。经过近年来的不断努力,我国在疏水型蜂窝分子筛的生产技术上已经取得了突破,打破了美、日等国家在该技术上的垄断。由于我国的应用市场广泛,因此沸石转轮吸附浓缩技术在今后将会成为国内低浓度VOCs治理的关键技术。

吸附浓缩+ 氮气保护再生回收技术

吸附回收技术利用固体吸附材料选择吸附废气中的VOCs,吸附饱和的材料在氮气保护下经高温脱附工艺处理,进而回收处理VOCs。该工艺主要包括预处理、吸附段和脱附段等,预处理后的废气进入吸附装置中吸附净化后经烟囱排放,吸附饱和后用热氮气脱附再生。氮气保护再生技术采用了氮气作为脱附气体被导入吸附床层,对吸附饱和的吸附材料床层进行吹扫,形成惰性气体和有机气体的混合气体,气体在冷凝器中冷却液化回收有机溶剂,分离后的有机溶剂进行储存,氮气循环利用。氮气脱附技术最大的优点是安全性好,避免了热空气再生时活性炭的着火隐患;相对于水蒸气再生,回收的溶剂中含水量低,易于分离提纯和回收利用。氮气保护再生回收技术可用于含高沸点有机废气的净化处理。

目前,TVOCs治理技术通常涉及到上述多种技术工艺的组合,如:吸附浓缩+ 燃烧技术;吸附浓缩+ 冷凝回收技术;等离子体+ 光催化复合净化技术等。

国内主要从事有机废气治理的企业(1)燃烧技术:加拿大科迈科(杭州)环保设备公司、恩国环保企业公司、上海东华环保公司、扬州恒通环保公司、苏州苏净环保工程公司等。

(2)吸附+燃烧技术:嘉园环保工程公司、北京绿创环保工程公司、中机工程(西安)启源工程公司、广州怡森环保设备公司、中弘环境工程(北京)公司、广州朗洁环保公司、上海申榕环保设备公司等。

(3)吸附回收技术:中节能天辰环保公司、广州黑马科技公司、福建立邦环境工程公司、泉州天龙环保公司、海湾环境科技公司、河北中环环保设备公司、武汉旭日华科技公司、石家庄天龙环保科技公司、清本环保工程(杭州)公司、广州恒晨环保科技公司等。

(4)等离子体技术:山东派力迪环保公司、宁波兴达环保设备厂、安徽中维环保科技公司等。

(5)生物技术:浙江工业大学环境工程研究中心、青岛金海晟环保设备公司、凯天环保科技公司等。

(6)功能材料(催化剂、炭材料、分子筛)企业:宁夏华辉活性炭公司、景德镇佳奕新材料公司、江苏苏通碳纤维公司、淄博正轩稀土功能材料技术公司等。

以上企业在2013年都取得了较好的业绩,有一些企业开展了有关新技术与新工艺的研发,取得了比较好的效果,如广州黑马的“分子筛转轮吸附回收DMAc技术”、山东派力迪公司的“适用于大风量的介质阻挡放电低温等离子体技术”等。