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VOCs废气处理技术工艺详解

未知   作者:废气处理净化设备-橡胶废气处理-橡胶废气净化设备厂家-山东本蓝环保设备工程有限公司   发布时间:2020-09-16 08:50   浏览次数

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VOCs废气处理技术工艺详解
 
现在,咱们知道,挥发性有机化合物,简称为VOC(Volatile Organic Compounds)),在工业生产中,一般作为溶剂来运用,运用之后便散发到大气中。现阶段,其运用比较广泛的领域包含石油化工、印刷、人造革及电子元器件、烤漆和医药等。这儿就涉及到今日咱们要谈到的论题——VOC废气处理技术!
 
VOC废气处理技术工艺详解
 
当时,VOCs废气处理技术首要包含热损坏法、变压吸附别离与净化技术、吸附法和氧化处理办法等。
 
一、VOC废气处理技术——热损坏法
 
热损坏法是指直接和辅助燃烧有机气体,也就是VOC,或运用适宜的催化剂加速VOC的化学反应,终究到达下降有机物浓度,使其不再具有危害性的一种处理办法。
 
热损坏法关于浓度较低的有机废气处理效果比较好,因而,在处理低浓度废气中得到了广泛运用。这种办法首要分为两种,即直接火焰燃烧和催化燃烧。直接火焰燃烧对有机废气的热处理功率相对较高,一般状况下可到达99%。而催化燃烧指的是在催化床层的效果下,加速有机废气的化学反应速度。这种办法比直接燃烧用时更少,可是假如脱离催化剂辅助,则无法发挥效果。现阶段,可作为催化剂运用的大都是金属、金属盐。这两种催化剂的催化效果虽然比较好,技术也现已适当老练,可是其价格却比较高,所以处理本钱也就比较高。近年来,催化剂研制多会集在非贵金属催化剂方向,取得了比较大的发展。
 
此外,在催化有机废气过程中,还需求有催化剂的载体,其起着进步催化活性和稳定性的重要效果。当时,多以陶瓷作为催化剂载体,但在未来的催化剂研讨傍边,应加速研制高效活性催化剂及其载体。
 
二、VOC废气处理技术——吸附法
 
有机废气中的吸附法首要适用于低浓度、高通量有机废气。现阶段,这种有机废气的处理办法现已适当老练,能量耗费比较小,可是处理功率却十分高,并且能够完全净化有害有机废气。实践证明,这种处理办法值得推广运用。
 
可是这种办法也存在必定缺点,它需求的设备体积比较巨大,并且工艺流程比较复杂;假如废气中有很多杂质,则简略导致工作人员中毒。所以,运用此办法处理废气的关键在于吸附剂。当时,选用吸附法处理有机废气,多运用活性炭,首要是因为活性炭细孔结构比较好,吸附性比较强。
 
此外,经过氧化铁或臭氧处理,活性炭的吸附功能将会更好,有机废气的处理将会愈加安全和有用。
 
三、VOC废气处理技术——生物处理法
 
从处理的根本原理上讲,选用生物处理办法处理有机废气,是运用微生物的生理过程把有机废气中的有害物质转化为简略的无机物,比方CO2、H2O和其它简略无机物等。这是一种无害的有机废气处理办法。
 
一般状况下,一个完好的生物处理有机废气过程包含3个根本过程:a)有机废气中的有机污染物首要与水触摸,在水中能够敏捷溶解;b)在液膜中溶解的有机物,在液态浓度低的状况下,能够逐渐分散到生物膜中,然后被附着在生物膜上的微生物吸收;c)被微生物吸收的有机废气,在其本身生理代谢过程中,将会被降解,终究转化为对环境没有危害的化合物质。
 
四、VOC废气处理技术——变压吸附别离与净化技术
 
变压吸附别离与净化技术是运用气体组分可吸附在固体材料上的特性,在有机废气与别离净化设备中,气体的压力会呈现必定的改动,经过这种压力改动来处理有机废气[6]。
 
PSA技术首要运用的是物理法,经过物理法来完结有机废气的净化,运用材料首要是沸石分子筛。沸石分子筛,在吸附选择性和吸附量两方面有必定优势。在必定温度和压力下,这种沸石分子筛能够吸附有机废气中的有机成分,然后把剩下气体输送到下个环节中。在吸附有机废气后,经过必定工序将其转化,坚持并进步吸附剂的再生才能,然后可让吸附剂再次投入运用,然后重复上过程工序,循环反复,直到有机废气得到净化。
 
近年来,该技术开端在工业生产中运用,关于气体别离有杰出效果。该技术的首要优势有:能源耗费少、本钱比较低、工序操作自动化及别离净化后混合物纯度比较高、环境污染小等。运用该技术关于回收和处理有必定价值的气体效果杰出,商场发展前景宽广,成为未来有机废气处理技术的发展方向。
 
五、VOC废气处理技术——氧化法
 
关于有毒、有害,并且不需求回收的VOC,热氧化法是最适合的处理技术和办法。氧化法的根本原理:VOC与O2产生氧化反应,生成CO2和H2O,化学方程式如下:
 
从化学反应方程式上看,该氧化反应和化学上的燃烧过程相相似,但其因为VOC浓度比较低,在化学反应中不会产生肉眼可见的火焰。一般状况下,氧化法经过两种办法可保证氧化反应的顺利进行:a)加热。使含有VOC的有机废气到达反应温度;b)运用催化剂。假如温度比较低,则氧化反应可在催化剂外表进行[7]。所以,有机废气处理的氧化法分为以下两种办法:
 
a)催化氧化法。现阶段,催化氧化法运用的催化剂有两种,即贵金属催化剂和非贵金属催化剂。贵金属催化剂首要包含Pt、Pd等,它们以细颗粒办法依附在催化剂载体上,而催化剂载体一般是金属或陶瓷蜂窝,或散装填料;非贵金属催化剂首要是由过渡元素金属氧化物,比方MnO2,与粘合剂经过必定份额混合,然后制成的催化剂。为有用避免催化剂中毒后损失催化活性,在处理前有必要完全铲除可使催化剂中毒的物质,比方Pb、Zn和Hg等。假如有机废气中的催化剂毒物、隐瞒质无法铲除,则不可运用这种催化氧化法处理VOC;
 
b)热氧化法。热氧化法当时分为三种:热力燃烧式、间壁式、蓄热式。三种办法的首要差异在于热量回收办法。这三种办法均能催化法结合,下降化学反应的反应温度。
 
热力燃烧式热氧化器,一般状况下是指气体燃烧炉。这种气体燃烧炉由助燃剂、混合区和燃烧室三部分组成。其间,助燃剂,比方天然气、石油等,是辅助燃料,在燃烧过程中,燃烧炉内产生的热混合区可对VOC废气预热,预热后便可为有机废气的处理供给满足空间、时刻,终究完结有机废气的无害化处理。
 
在供氧足够条件下,氧化反应的反应程度——VOC去除率——首要取决于“三T条件”:反应温度(Temperat)、时刻(Time)、湍流混合状况(Turbulence)。这“三T条件”是彼此联络的,在必定范围内,一个条件的改进可使别的两个条件下降。热力燃烧式热氧化器的缺点在于:辅助燃料价格高,导致设备操作费用比较高。
 
间壁式热氧化器指的是在热氧化设备中,参加间壁式热交换器,然后把燃烧室排出气体的热量传送给氧化设备进口处温度比较低的气体,预热完结后便可促进氧化反应。现阶段,间壁式热交换器的热回收率最高可达85%,因而大幅下降了辅助燃料的耗费。一般状况下,间壁式热交换器有三种办法:管式、壳式和板式。因为热氧化温度有必要控制在800℃~1 000℃范围内,因而,间壁式热交换有必要由不锈钢或合金材料制成。所以间壁式热交换器的造价适当高,而这也是其缺点地点。此外,材料的热应力也很难消除,这是间壁式热交换的别的一个缺点。
 
蓄热式热氧化器,简称为RTO,在热氧化设备中计入蓄热式热交换器,在完结VOC预热后便可进行氧化反应。现阶段,蓄热式热氧化器的热回收率现已到达了95%,且其占用空间比较小,辅助燃料的耗费也比较少。因为当时的蓄热材料可运用陶瓷填料,其可处理腐蚀性或含有颗粒物的VOC气体。
 
现阶段,RTO设备分为旋转式和阀门切换式两种,其间,阀门切换式是最常见的一种,由2个或多个陶瓷填充床组成,经过切换阀门来到达改动气流方向的意图。
 
六、VOC废气处理技术——液体吸收法
 
液体吸收法指的是经过吸收剂与有机废气触摸,把有机废气中的有害分子转移到吸收剂中,然后完结别离有机废气的意图。这种处理办法是一种典型的物理化学效果过程。有机废气转移到吸收剂中后,选用解析办法把吸收剂中有害分子去除去,然后回收,完结吸收剂的重复运用和运用。
 
从效果原理的视点区分,此办法可分为化学办法和物理办法。物理办法是指运用物质之间相溶的原理,把水看作吸收剂,把有机废气中的有害分子去除去,可是关于不溶于水的废气,比方苯,则只能经过化学办法铲除,也就是经过有机废气与溶剂产生化学反应,然后予以去除。
 
七、VOC废气处理技术——冷凝回收法
 
在不同温度下,有机物质的饱和度不同,冷凝回收法就是运用有机物这一特点来发挥效果,经过下降或进步系统压力,把处于蒸汽环境中的有机物质经过冷凝办法提取出来。冷凝提取后,有机废气便可得到比较高的净化。其缺点是操作难度比较大,在常温下也不简略用冷却水来完结,需求给冷凝水降温,所以需求较多费用。这种处理办法首要适用于浓度高且温度比较低的有机废气处理。
 
总结:有机废气处理除上述处理办法之外,还包含高温及触媒燃烧法、活性炭吸附法、臭氧分解法和电化学氧化法等。这些办法均适用于有机废气处理,但详细选用何种办法,则取决于废气浓度、设备设备和环境温度等条件。此外,还需求考虑操作人员的操作水平。

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