VOCs廢氣處(chù)理技術(shù)的幾大方法
來源:国内精品久久久久久久影视麻豆盛環保 發布時間:2021-01-25
1、熱破壞法
熱破壞(huài)法是指直(zhí)接和輔助燃燒有機氣體,也就是VOCs,或利用合適的催化劑加快VOCs的化學反應,*終達到降低有機物濃度,使其不再(zài)具有危害性(xìng)的一種處理方(fāng)法。
熱破壞(huài)法對於濃度較低(dī)的(de)有機廢氣(qì)處理效果比較好(hǎo),因此,在處理(lǐ)低濃度廢氣中得到了廣泛應用。這種方法主要分為(wéi)兩(liǎng)種,即直接火焰燃燒和催化燃燒。直接火焰燃燒(shāo)對有機廢氣的熱處理效(xiào)率相對較(jiào)高,一般情(qíng)況下可達到99%。而催化燃燒指的是(shì)在催化床(chuáng)層的作用下,加快有機廢氣的化學反應速度。這種方法比直接燃燒用時更少(shǎo),是高濃度、小流量有機廢氣淨化的*選技術。
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2、吸附法
有機廢氣(qì)中(zhōng)的吸附(fù)法主(zhǔ)要適用於低濃度、高通量有機廢氣。現階段,這種有機廢氣的處(chù)理方法已經相當成熟,能量消耗比較小,但是處理效率卻非常高,而且可以(yǐ)徹底淨化有害有(yǒu)機廢氣(qì)。實踐(jiàn)證明,這種處理方法值得推(tuī)廣(guǎng)應用(yòng)。
但是這種方法也(yě)存在一定缺陷(xiàn),它(tā)需要的設備體積比較龐大,而(ér)且工藝流程比較複雜;如(rú)果廢氣中有大量(liàng)雜質,則容易(yì)導致工作人員中毒。所以,使用此方法處理廢氣的關鍵在於吸附(fù)劑(jì)。當前,采用(yòng)吸附法處理有機(jī)廢氣,多使用(yòng)活(huó)性炭,主要是因(yīn)為活性炭細孔結構比較好,吸附性(xìng)比較強。
此外,經過氧化鐵或臭氧處理,活性炭的吸附性能將會更好(hǎo),有機廢氣的處理將會(huì)更加安(ān)全和有效。
3、生物處理法
從處理的基(jī)本原理上講,采用生物(wù)處理方法處理有機廢氣,是使用微生(shēng)物的生理過程把有機廢氣中的(de)有(yǒu)害物質(zhì)轉化為簡(jiǎn)單的無機物,比如CO2、H2O和其它簡單無機物等。這是一種無害的有機廢氣處理方式(shì)。
一般情況下,一個(gè)完整的(de)生物處理有機廢氣過(guò)程包(bāo)括3個基本步驟:
有機廢氣中的有機(jī)汙染物*先與水(shuǐ)接觸(chù),在水中可以迅(xùn)速溶解;
在液膜中溶解的有機物,在液態濃度低的情況下,可以逐步(bù)擴散到生(shēng)物膜中,進而被附(fù)著在生物膜上的微生物吸收;
被微生物吸收的有機廢氣,在(zài)其自身生理代謝過程中,將會被降解,*終轉化為對環境沒有損害的化合(hé)物質。
4、變壓吸附分離與淨化技術
變壓吸附分離與淨化(huà)技術是利用(yòng)氣體組分可吸附在固體材料上的特性,在有機廢氣與分離淨化裝置(zhì)中,氣體的壓力會出現一(yī)定的變化,通(tōng)過這(zhè)種壓力變化來處理有機廢氣[6]。
PSA 技術主要應用的是物理法,通過物理法來實現有機廢氣的淨化(huà),使用材料主要是(shì)沸石分子篩。沸石(shí)分子篩,在(zài)吸附選擇性和吸附量兩方麵有一(yī)定優勢。在一定(dìng)溫度(dù)和壓力(lì)下,這種沸石分子篩可以吸附有機廢(fèi)氣中的有機成分,然後把剩餘氣體輸送到下個環(huán)節中。在吸附有機廢氣後,通過一定工序將其轉化,保(bǎo)持並提高吸附劑的再生能力,進而可讓吸附劑再次投(tóu)入(rù)使用,然後重複上步驟工序,循環(huán)反複,直到有機廢氣得到淨化。
近年來,該技術開始在工業生產(chǎn)中應用,對於氣體分離有良好效(xiào)果。該技術的主要優勢有:能源消耗少(shǎo)、成本比較低、工序操作自動化及分離(lí)淨化(huà)後混(hún)合物純度比較高、環境汙染小等。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(lái)有機廢氣處理技術(shù)的發展方向。
5、氧化法
對於有毒、有害,而且不需要回收的VOC,熱氧化(huà)法是*適合的處理技術和方法。氧化法的基本(běn)原理:VOC與O2發生氧化反應,生成CO2和H2O,化學方程式(shì)如(rú)下:
從(cóng)化學反(fǎn)應方程式上看,該氧化反(fǎn)應和化學上的燃燒過程相類似,但其由於VOC濃度比較低,在化學(xué)反應中不會產生肉眼可見的火焰。一般情(qíng)況下,氧化法通過兩種方法可(kě)確保氧化反應的順利進行:a) 加熱。使含有VOC的有機廢氣達到反(fǎn)應溫(wēn)度;b) 使用催化劑。如果(guǒ)溫度比較低,則氧化反應可在(zài)催化劑表麵進行[7]。所以,有機廢氣(qì)處理的氧化法分為以下兩種方法:
a) 催(cuī)化氧化法。現階(jiē)段,催化氧化(huà)法使用的催化劑(jì)有兩種,即貴金屬催(cuī)化劑和非貴金屬催化劑。貴金屬催化劑主要包括Pt、Pd等,它們以細顆粒形式依附在催化劑載體上,而催化劑載體通常是金(jīn)屬或陶瓷蜂窩,或散裝填料(liào);非(fēi)貴金屬催化劑主要是由過渡元素金屬氧化物(wù),比如MnO2,與粘合劑經過一定比例混合,然(rán)後(hòu)製成(chéng)的催化劑。為有效(xiào)防止催(cuī)化劑中毒後喪失催化活性,在處理前必須徹底清除可使催化劑中毒的物質,比(bǐ)如(rú)Pb、Zn和Hg等。如果有機廢氣中的催化劑毒(dú)物、遮蓋質無法清除,則不可使用這種催化氧化法處理VOC;
b) 熱氧化(huà)法。熱(rè)氧化法當前分為三種:熱力燃燒式、間壁式、蓄熱式。三種方法的(de)主(zhǔ)要區別在(zài)於(yú)熱量回收方式。這(zhè)三種方法均能催(cuī)化法結(jié)合,降低化(huà)學反應的反(fǎn)應溫(wēn)度。
熱(rè)力燃燒(shāo)式熱氧化(huà)器,一般情況下是指氣(qì)體焚燒爐。這種氣體焚燒爐由助燃劑、混合區和燃燒室三部分組成(chéng)。其中(zhōng),助(zhù)燃劑,比如天然氣、石油等,是輔助燃料,在燃燒過程中,焚燒爐內(nèi)產生的熱混合區(qū)可對VOC廢氣預熱,預(yù)熱後便可為有機廢氣的處理提供足夠空(kōng)間、時間,*終實現有機(jī)廢氣的無害化處理。
在供氧充足條件下,氧化反應的反應程度——VOC去除率(lǜ)——主要取決於“三T條件”:反應溫度(Temperat)、時間(Time)、湍流混合情況(Turbulence)。這(zhè)“三T條件”是相互聯係的,在一定範(fàn)圍內,一個條件的改善可使(shǐ)另外兩個條(tiáo)件降低。熱(rè)力燃燒式(shì)熱氧化器的缺點在於:輔助燃料價格高,導致裝置操作費用比較高。
間壁(bì)式熱氧化器指的是(shì)在熱(rè)氧化裝置中,加入間壁式熱交換器,進(jìn)而把(bǎ)燃燒室(shì)排出氣體的熱量(liàng)傳送給氧化裝置進口處溫度(dù)比較低的氣體,預熱完成後便可促成氧化反應(yīng)。現階段,間壁式熱交換(huàn)器(qì)的熱回收率*高可達85%,因此大幅降低了輔助燃料的消耗。一般情況下,間壁(bì)式熱交換器有三種形式:管式、殼式和板式。由於熱氧化(huà)溫度必須控製在800 ℃~1 000 ℃範圍內,因此,間壁式熱交換必須由不(bú)鏽鋼或合(hé)金材料製成。所以(yǐ)間壁式熱交換器的(de)造(zào)價(jià)相當高,而這也是其(qí)缺點所在。此外,材料的熱應力也很難消除,這是間壁式熱交換的另外一個缺點。
蓄熱式熱氧化器,簡稱(chēng)為RTO,在熱氧化(huà)裝置中計入蓄熱式熱交換器(qì),在完成VOC預熱後便可進行氧化反應(yīng)。現(xiàn)階段,蓄熱(rè)式(shì)熱氧化器的熱回收(shōu)率已經達到了95%,且其占用空間比較小,輔助(zhù)燃料(liào)的消耗也比較少。由於當前的蓄熱材料可(kě)使用陶瓷填料,其可處理腐蝕性或含有顆粒物的VOC氣體。
現階段,RTO裝置分為旋轉式和閥門切換式兩種,其中,閥門切換式是*常見的一種,由2個或多個陶瓷填充床組成,通過切換閥門來達到改變(biàn)氣(qì)流(liú)方(fāng)向的目的(de)。
6、液體吸收法
液體吸收法指的是通過吸收劑與有機廢氣接觸,把有機廢氣中的有害分子(zǐ)轉移到吸收劑中,從而實現分離有機廢氣的目的(de)。這種處理方法是一種典型的物(wù)理化學(xué)作用過程。有機廢氣轉移到吸(xī)收(shōu)劑中後,采用解析方法把吸收劑中有害分子去除掉,然(rán)後回(huí)收,實現吸收劑的重(chóng)複使用和利用。
從作用原理的角度劃分(fèn),此方法可分為化學方法和物理方法。物理方法是指利用物(wù)質(zhì)之間相溶的(de)原理,把水看作吸收劑,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(běn),則(zé)隻能通(tōng)過化學方法(fǎ)清除,也就是通過有(yǒu)機廢氣與溶劑(jì)發生化學反應,然後予以去除。
7、冷(lěng)凝回(huí)收法
在(zài)不同溫度(dù)下,有機物質的飽和度不同,冷凝(níng)回收法(fǎ)便是利用有機物(wù)這一特點來發揮作用,通過降低或(huò)提高係統(tǒng)壓力,把處於蒸汽環境中的有機物質通過冷凝方式提取出來。冷凝提取後,有機廢氣便可得到比較高的淨化。其缺點是操作難度比較大(dà),在(zài)常溫下也不容易(yì)用冷卻(què)水來完成,需要給(gěi)冷(lěng)凝水降溫,所以需要較多費用。這種(zhǒng)處理方法主要適用於濃度高且溫度比較(jiào)低的有機廢氣處理。