廢氣處理设备

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VOC廢氣處理技术

VOC廢氣處理技术

發布日期:2017-12-27 作者: 點擊:


目前,中國的工業發展進入到一個新階段,環境問題的昌益突出影響到了從們的正常工作和生活,環境問題越來越受到人們的關注。所以在這種形勢下,必須控制工業等生産領域有害氣體的排放,減少其對大氣環境的汙染。 東盛VOC 廢氣處理技术,主要包括冷凝处理法、氧化处理法、液体吸附法、生物處理法各吸附法等。 
       众所周知,工业大播放器视频免费观看视频过程中会产生大量对大气环境有危害的有机氣體。当前,中国的大气环境已受到严重污染,北方许多地区出现了严重雾霾天气。在这种情况下,必须加大有机廢氣處理技术的研发力度,通过提高廢氣處理技术来降低其对大气环境的危害。本文从
VOC氣體 的危害入手,分析了其相關處理技術。
       揮發性的有機化合物,簡稱爲VOC(Volatile Organic Compounds)),在工業生産中,通常作爲溶劑來使用,使用之後便散發到大氣中。現階段,其應用比較廣泛的領域包括石油化工、印刷、人造革及電子元器件、烤漆和醫藥等。
       从化学物质的性质来看,在工业大播放器视频免费观看视频等领域,一般用作溶剂的主要包括脂肪族化合物、卤代烃和芳香族化合物等。這些有机溶剂如果挥发到大气环境中,不仅会对大 气环境造成严重污染,而且人体呼入被污染的氣體后,对人体健康产生危害。比如苯,它常常被当作一种溶剂来使用,作为溶剂挥发到大气环境中,不仅可以被人体 的皮肤所吸收,而且还可通过呼吸系统进入人体内部,造成慢性或急性中毒,不过人体的大部分中毒均是由于呼入有毒氣體造成的。
       苯类化合物不仅会对人体的中枢神经造成一定的损害,而且还可能造成神经系统的障碍,进入人体后还会危害血液和造血器官,如果情况比较严重,甚至会有出血症 状或患上败血症。氧化作用下,苯在生物体内可氧化成苯酚,从而造成肝功能异常,对骨骼的生长发育十分不利,诱发再生障碍性贫血。如果苯蒸汽浓度过高,生物 可能因急性中毒而死亡。因此,ACGIH把苯列为潜在致癌物质。卤代烃类化合物会引发神经症候群和血小板的减少、肝脾肿大等不良状况,而且很有可能致癌。 所以,必须控制VOC的排放,這不僅是對環境負責,也是對我們的生命健康負責。

    1、生物處理法
       從處理的基本原理上講,采用生物處理方法處理有機廢氣,是使用微生物的生理過程把有機廢氣中的有害物質轉化爲簡單的無機物,比如CO2H2O和其它简单无机物等。這是一种无害的有机廢氣處理方式。
生物處理有機廢氣過程包括3個基本步驟: 
       a) 有機廢氣中的有機汙染物首先與水接觸,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,可以逐步擴散到生物膜中,進而被附著在生物膜上的微生物吸收;
       c) 被微生物吸收的有機廢氣,在其自身生理代謝過程中,將會被降解,最終轉化爲對環境沒有損害的化合物質。
    2、熱破壞法
       热破坏法是指直接和辅助燃烧有机氣體,也就是VOC,或利用合適的催化劑加快VOC的化學反應,最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。
   
   热破坏法对于浓度较低的有机廢氣處理效果比较好,因此,在处理低浓度废气中得到了广泛应用。這种方法主要分为两种,即直接火焰燃烧和催化燃烧。直接火焰燃 燒對有機廢氣的熱處理效率相對較高,一般情況下可達到 99%。而催化燃烧指的是在催化床层的作用下,加快有機廢氣的化学反应速度。這种方法比直接燃烧用时更少,但是如果离开催化剂辅助,则无法发挥作用。现阶 段,可作为催化剂使用的大都是金属、金属盐。這两种催化剂的催化效果虽说比较好,技术也已经相当成熟,但是其价格却比较高,所以处理成本也就比较高。近年 来,催化剂研制多集中在非贵金属催化剂方向,取得了比较大的进展。
       此外,在催化
有機廢氣過程中,還需要有催化劑的載體,其起著提高催化活性和穩定性的重要作用。當前,多以陶瓷作爲催化劑載體,但在未來的催化劑研究當中,應加快研發高效活性催化劑及其載體。
    3、吸附法
    有機廢氣中的吸附法主要适用于低浓度、高通量有機廢氣。現階段,这种有機廢氣的处理方法已经相当成熟,能量消耗比较小,但是处理效率却非常高,而且可以彻底净化有害有機廢氣。实践证明,这种处理方法值得推广应用。
    但是这种方法也存在一定缺陷,它需要的设备体积比较庞大,而且工艺流程比较复杂;如果废气中有大量杂质,则容易导致工作人员中毒。所以,使用此方法处理废 气的关键在于吸附剂。当前,采用吸附法处理有機廢氣,多使用活性炭,主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,活性炭的吸附性能将会更好,有機廢氣的处理将会更加安全和有效。
    4、变压吸附分离与净化技术
    变压吸附分离与净化技术是利用氣體组分可吸附在固体材料上的特性,在有機廢氣与分离净化装置中,氣體的压力会出现一定的变化,通过这种压力变化来处理有機廢氣。
    PSA 技术主要应用的是物理法,通过物理法来实现有機廢氣的净化,使用材料主要是沸石分子筛。沸石分子筛,在吸附选择性和吸附量两方面有一定优势。在一定温度和 压
力下,这种沸石分子筛可以吸附有機廢氣中的有机成分,然后把剩余氣體输送到下个环节中。在吸附有機廢氣后,通过一定工序将其转化,保持并提高吸附剂的再 生能力,进而可让吸附剂再次投入使用,然后重复上步骤工序,循环反复,直到有機廢氣得到净化。
    近年来,该技术开始在工业大播放器视频免费观看视频中应用,对于氣體分离有良好效果。该技术的主要优势有:能源消耗少、成本比较低、工序操作自动化及分离净化后混合物纯度比较 高、环境污染小等。使用该技术对于回收和处理有一定价值的氣體效果良好,市场发展前景广阔,成为未来有机廢氣處理技术的发展方向。
   5、氧化法
   對于有毒、有害,而且不需要回收的VOC,熱氧化法是最適合的處理技術和方法。氧化法的基本原理:VOC與O2發生氧化反應,生成CO2和H2O,化學方程式如下:
   從化學反應方程式上看,該氧化反應和化學上的燃燒過程相類似,但其由于VOC濃度比較低,在化學反應中不會産生肉眼可見的火焰。
   氧化法通过两种方法可确保氧化反应的顺利进行:
   a) 加热。使含有VOC的有機廢氣达到反应温度;
   b) 使用催化劑。如果溫度比較低,則氧化反應可在催化劑表面進行。
   有机廢氣處理的氧化法分为以下两种方法:
   a) 催化氧化法。現階段,催化氧化法使用的催化剂有两种,即贵金属催化剂和非贵金属催化剂。贵金属催化剂主要包括Pt、Pd等,它们以细颗粒形式依附在催化剂 载体上,而催化剂载体通常是金属或陶瓷蜂窝,或散装填料;非贵金属催化剂主要是由过渡元素金属氧化物,比如MnO2,与粘合剂经过一定比例混合,然后制成 的催化剂。为有效防止催化剂中毒后丧失催化活性,在处理前必须彻底清除可使催化剂中毒的物质,比如PbZn和Hg等。如果有機廢氣中的催化剂毒物、遮盖 质无法清除,则不可使用这种催化氧化法处理VOC;
    b) 熱氧化法。熱氧化法當前分爲三種:熱力燃燒式、間壁式、蓄熱式。三種方法的主要區別在于熱量回收方式。這三種方法均能催化法結合,降低化學反應的反應溫度。

   
热力燃烧式热氧化器,一般情况下是指氣體焚烧炉。這种氣體焚烧炉由助燃剂、混合区和燃烧室三部分组成。其中,助燃剂,比如天然气、石油等,是辅助燃料,在 燃烧过程中,焚烧炉内产生的热混合区可对VOC废气预热,预热后便可为有機廢氣的处理提供足够空间、時間,最终实现有機廢氣的无害化处理。
      在供氧充足條件下,氧化反應的反應程度——VOC去除率——主要取決于T條件:反應溫度(Temperat)、時間(Time)、湍流混合情況 (Turbulence)。這T條件是相互联系的,在一定范围内,一个條件的改善可使另外两个條件降低。热力燃烧式热氧化器的缺点在于:辅助燃料价 格高,导致装置操作费用比较高。
      间壁式热氧化器指的是在热氧化装置中,加入间壁式热交换器,进而把燃烧室排出氣體的热量传送给氧化装置进口处温度比较低的氣體,预热完成后便可促成氧化反 应。現階段,间壁式热交换器的热回收率最高可达85%,因此大幅降低了辅助燃料的消耗。一般情况下,间壁式热交换器有三种形式:管式、壳式和板式。由于热 氧化温度必须控制在800
1 000 範圍內,因此,間壁式熱交換必須由不鏽鋼或合金材料制成。所以間壁式熱交換器的造價相當高,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 壁式熱交換的另外一個缺點。
      蓄熱式熱氧化器,簡稱爲RTO,在熱氧化裝置中計入蓄熱式熱交換器,在完成VOC預熱後便可進行氧化反應。現階段,蓄熱式熱氧化器的熱回收率已經達到了 95%,且其占用空間比較小,輔助燃料的消耗也比較少。由于當前的蓄熱材料可使用陶瓷填料,其可處理腐蝕性或含有顆粒物的VOC氣體。
      現階段,RTO裝置分爲旋轉式和閥門切換式兩種,其中,閥門切換式是最常見的一種,由2個或多個陶瓷填充床組成,通過切換閥門來達到改變氣流方向的目的,詳見圖1
      6、液體吸收法
      液体吸收法指的是通过吸收剂与有機廢氣接触,把有機廢氣中的有害分子转移到吸收剂中,从而实现分离有機廢氣的目的。這种处理方法是一种典型的物理化学作用过程。有機廢氣转移到吸收剂中后,采用解析方法把吸收剂中有害分子去除掉,然后回收,实现吸收剂的重复使用和利用。
从作用原理的角度划分,此方法可分为化学方法和物理方法。物理方法是指利用物质之间相溶的原理,把水看作吸收剂,把有機廢氣中的有害分子去除掉,但是对于不溶于水的废气,比如苯,则只能通过化学方法清除,也就是通过有機廢氣与溶剂发生化学反应,然后予以去除。
      7、冷凝回收法
      在不同温度下,有机物质的饱和度不同,冷凝回收法便是利用有机物这一特点来发挥作用,通过降低或提高系统压力,把处于蒸汽环境中的有机物质通过冷凝方式提 取出来。冷凝提取后,有機廢氣便可得到比较高的净化。其缺点是操作难度比较大,在常温下也不容易用冷却水来完成,需要给冷凝水降温,所以需要较多费用。這 种处理方法主要适用于浓度高且温度比较低的有机廢氣處理。
      有机廢氣處理除上述处理方法之外,还包括高温及触媒燃烧法、活性炭吸附法、臭氧分解法和电化学氧化法等。這些方法均适用于有机廢氣處理,但具体采用何种方法,则取决于废气浓度、设备装置和环境温度等條件。此外,还需要考虑操作人员的操作水平。

 


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