VOCs的污染防治工作逐渐向精细化、规范化的方向发展,除了更加重视源头替代以外,废气的收集和预处理技术越来越受到重视,末端治理技术也越来越规范。
废气收集技术:随着《挥发性有机物无组织排放标准》和《行业挥发性有机物综合治理方案》的发布,加强生产工艺过程控制、强化废气收集以降低无组织排放成为实现VOCs减排的一个重要方面。企业越来越重视废气收集技术的研发积累,包括集风方式、收集系统设计、集气罩选型等。
废气预处理技术:
废气预处理的好坏将直接影响到末端治理的效果。多级干式过滤技术、喷淋吸收技术、冷凝降温除湿技术等废气预处理技术不断发展,其它如除漆雾、除焦油等净化技术成为企业发展的核心技术之一。
三箱式活性炭吸附脱附+RCO催化燃烧设备安装在化工厂区
末端治理技术:吸附、焚烧、催化燃烧和生物净化等传统的治理技术依然是VOCs治理的主流技术。
为克服单一技术的局限性,针对不同条件一般需采用多技术耦合工艺,如吸附浓缩+催化燃烧、吸附浓缩+高温焚烧、吸附浓缩+吸收、低温等离子体降解+吸收等。
不论何种技术,均有一定的适用条件,需要根据技术经济可行性合理选择,并重视各类技术的科学规范应用。
活性碳吸附废气处理: 它对200mg/m³浓度以下的废气处理效果明显,处理成本低。但是对高浓度的处理由于要经常更换活性炭,耗材使用及饱和后的活性炭危废处置费用都非常高。缺点:吸附量小,物理吸附存在吸附饱和问题,随着吸附剂的消耗,吸附能力也变弱,使用一段时间后可能会出现吸附量小或失去吸附功能;
吸附时,存在吸附的专一性问题,对混合气体,可能吸附性会减弱,同时也存在分子直径与活性炭孔径不匹配,造成脱附现象;
光氧催化废气处理设备:投入成本及运行成本也比较低,但是对废气300-500mg/m³以上的浓度的废气治理不是太,需要和其它废气处理工艺结合使用。特别是对喷漆行业,由于含有大量漆雾会粘附在灯管上,大大降低光氧设备的处理效率,其前面要有水帘柜或喷淋塔先处理掉漆雾。
催化燃烧工艺(RCO):是近几年年内发展起来的新技术,净化率高,适应性强,能耗在燃烧法中低,适用于石油、化工、橡胶、油漆,涂料、制鞋粘胶、塑胶制品、印铁制罐、印刷油墨、电缆及漆包线等生产线的废气处理,尤其适用于需要热能回收的企业或烘干线废气处理,可将能源回收用于烘干线,从而达到节约能源的目的。
可处理的有机物质种类=。催化剂价格较贵,且要求废气中不得含有会导致催化剂失活的成分。催化燃烧工艺虽然目前来看处理效果高但是它的投入成本特别高
活性炭吸附法
活性炭吸附是将有机废气由排气风机送人吸附床,有机废气在吸附床被活性炭吸附剂吸附而使气体得到净化,净化后的气体排向大气即完成净化过程。
工艺流程图如下:
优点:吸附率高,运行能耗低,费用成本低,安全可靠,适用于有爆炸的危险场所,吸附剂可以回收,节能环保。
缺点:不耐高温,在湿润的条件下不能保持很好的吸附能力;易燃,较快达到饱和吸附而失去效用;产生二次固体或液体污染物。
7生物法
生物法是微生物将有机成分作为碳源和能源,并将其分解为CO2和H2O过程的一种方法。
工艺流程:
优点:设备简单、投资少、运行费用低、无二次污染,处理VOCs废气效果理想。
缺点:反应装置占地面积大、反应时间较长。
活性炭吸附塔的工作原理:
因为活性炭表面上存在着未平衡和未饱和的分子引力或化学健力,因此活性炭与气体接触时,就能吸引有机废气分子,使其浓聚并保持在活性炭表面,有机废气分子从而被吸附,有机废气经过滤后,实现达标排放,经过活性炭吸附浓缩后的高浓度废气,进入催化燃烧系统,进行脱附,实现循环使用(单单只靠活性炭吸附塔,是达不到排放标准的)
某工厂工程案例实景
活性炭吸附塔的优化与建议:
活性炭吸附塔在使用过程,因为炭的吸收会出现饱和状态,饱和状态下的炭,就不会再吸收有机废气,那么势必会产生固废;活性炭吸附塔在处理废气时,要通过当前的环境保护条例,就与其他工艺相互结合、搭配;当活性炭吸附塔与催化燃烧设备相互搭配下,能够将饱和状态的活性炭进行脱附,达到循环使用,减少固废产生。
某工厂工程案例实景
活性炭吸附塔的应用范围:
广泛用于喷涂、食品加工、印刷电路板、半导体制造、化工、电子、制皮业、乳胶制皮业、造纸、家具厂等行业均可使用。
活性碳有机废气净化箱工作原理
目前处理有机废气的方法主要有吸附法、催化燃烧法、活性炭吸附、催化燃烧法和吸收法。考虑方法的可行性、运行费用、设备投资费用、以及二次污染的问题适当选用处理办法。工业废气处理设备主要是利用过滤以及吸附法,过滤采用中效过滤,吸附采用活性炭吸附,材料的多微孔及的表面张力等特性将废气中的有机物质去除,所含方法有过滤、吸附、臭氧消毒。利用活性炭本身高强度的吸附力,结合风机作用将有机废气分子吸附住,对苯、醇、酮、酯、汽油类等有机溶剂的废气有很好的吸附作用。在吸附中现采用颗粒状活性炭,为炭层具有适宜的孔隙率,减少气体通过的阻力,应预先除去进气中的固体颗粒物及液滴,需要对进入活性炭吸附床的有机废气进行颗粒物处理,一般要确保活性炭床进口废气内颗粒粉尘的浓度,吸附剂吸附吸附质后,其吸附能力将逐渐降低,为了吸附效率,对失去吸附能力的吸附剂应进行定期更换。
活性炭吸附浓缩——RCO催化氧化装置作为一种VOCs深度处理新技术能够满足现行排放要求。
优点:
该项技术净化设备结构简单、投资成本低、运营维护较方便,特别是针对中低浓度的VOCs有较高的净化效率。
缺点:
由于活性炭吸附容量有限、用于吸附的填料需定期更换,且更换周期相对较短,导致运行成本较高。
活性炭吸附浓缩——RCO催化氧化装置主要由干式预过滤器、活性炭吸附箱、RCO催化燃烧室、脱附风机系统、进出风管道及阀门控制组构成。
废气净化过程
通过对现场生产设施的分析与测量,针对该喷漆生产线设计采用活性炭吸附浓缩——RCO催化氧化装置净化喷漆VOCs有机废气,漆雾采用2级预处理净化,即采用喷漆车间地沟铺设漆雾过滤折板纸+漆雾过滤棉进行无尘处理。RCO催化氧化装置选用铂金贵金属催化剂,为了使温控准确,采用电加热方式提供热源。
影响因素与对策
1、颗粒物浓度。当喷漆废气中含有较多颗粒物时,该工艺对预过滤材料、过滤面积、更换周期都有较高要求,确保进入活性炭吸附浓缩段内颗粒物几乎被清除,才能活性炭吸附性能不受影响。一般采用喷淋塔配合干式过滤棉进行预处理。
2、进口温度。当喷漆废气混入烘干等高温废气时,活性炭吸附浓缩——RCO催化氧化装置需考虑降温措施,进入活性炭吸附浓缩段废气温度低于40℃,温度过高将直接影响活性炭填料的吸附性能,一般可采用水冷或风冷降温措施。
3、催化氧化床温度。催化氧化床温度宜控制在350~400℃,温度过低VOCs催化氧化反应不,温度过高则能耗较大,运行费用过高。为较高的净化效率及较低的能耗,可采用热交换器进行换热节能。
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