有機(jī)廢氣處理技術(shù)匯總

1、TVOCs有機(jī)廢氣處理技術(shù)匯總吸附技術(shù)、催化燃燒技術(shù)和熱力焚燒技術(shù)是傳統(tǒng)的有機(jī)廢氣治理技術(shù)，也仍然是目前應(yīng)用最廣泛的VOCs實用治理技術(shù)。催化燃燒技術(shù)催化燃燒裝置（RCO）催化燃燒裝置（RCO）：首先通過除塵阻火系統(tǒng)。然后進(jìn)入換熱器，再送到加熱室，使氣體達(dá)到燃燒反應(yīng)溫度，再通過催化床的作用，使有機(jī)廢氣分解成二氧化碳和 水，再進(jìn)入換熱器與低溫氣體進(jìn)行熱交換，使進(jìn)入的氣體溫度升高達(dá)到反應(yīng)溫度。如達(dá)不到反應(yīng)溫度，加熱系統(tǒng)科通過自控系統(tǒng)實現(xiàn)補(bǔ)償加熱。利用催化劑做中間 體，使有機(jī)氣體在較低的溫度下，變成無害的水和二氧化碳?xì)怏w，即：產(chǎn)品性能特點： 操作方便，設(shè)備工作時，實現(xiàn)自動控制，安全可靠。設(shè)備啟動，僅

2、需1530分鐘升溫至起燃溫度，能耗低。采用當(dāng)今先進(jìn)的貴金屬鈀、鉑浸漬的蜂窩狀陶瓷載體催化劑，比表面積大，阻力小，凈化率高。余熱可返回烘道，降低原烘道中消耗功率；也可作其它方面的熱源。使用壽命長，催化劑一般兩年更換，并且載體可再生。應(yīng)用范圍1苯、醇、酮、醛、酯、酚、醚、烷等混合有機(jī)廢氣處理。2適用于化工、塑料、橡膠、制藥、印刷、農(nóng)藥、制鞋等行業(yè)的有機(jī)廢氣凈化。催化劑在催化燃燒系統(tǒng)中起著重要作用。用于有機(jī)廢氣凈化的催化劑主要是金屬和金屬鹽 ,金屬包括貴金屬和非貴金屬。目前使用的金屬催化劑主要是 Pt、 Pd,技術(shù)成熟 ,而且催化活性高 ,但價格比較昂貴而且在處理鹵素有機(jī)物 ,含 N、 S、 P等元

3、素時 ,有機(jī)物易發(fā)生氧化等作用使催化劑失活。非金屬催化劑有過渡族元素鈷、 稀土等。近年來催化劑的研制無論是國內(nèi)還是國外進(jìn)行得較多 ,而且多集中于非貴金屬催化劑并取能得了很多成果。例如 V2O5 +MOX (M:過渡族金屬 ) +貴金屬制成的催化劑用于治理甲硫醇廢氣 , Pt + Pd + Cu催人劑用于治理含氮有機(jī)醇廢氣。由于有機(jī)廢氣中常出現(xiàn)雜質(zhì),很容易引起催化劑中毒,導(dǎo)致催化劑中毒的毒物(抑制劑主要有磷、鉛、鉍砷、錫、汞、亞鐵離子鋅、鹵素等。催化劑載體起到節(jié)省催化劑,增大催化劑有效面積,使催化劑具有一定機(jī)械強(qiáng)度,減少燒結(jié),提高催化活性和穩(wěn)定性的作用。能作為載體的材料主要有AL2O3、鐵釩、石

4、棉、陶土、活性炭、金屬等,最常用的是陶瓷載體一般制成網(wǎng)狀、球狀、柱狀、峰窩狀。另外近年來研究較多且成功的有絲光沸石等。蓄熱式焚燒爐（RTO）RTO（Regenerative Thermal Oxidizer，蓄熱室氧化器），其工作原理是在高溫下（800左右）將有機(jī)廢氣氧化生成CO2和H2O，從而凈化廢氣，并回收分解。安居樂RTO工藝示意圖：產(chǎn)品性能特點： 可實現(xiàn)全自動化控制，操作簡單，運(yùn)行穩(wěn)定，安全可靠性高。 VOC的分解效率99%以上； 采用多項先進(jìn)技術(shù)，使設(shè)備簡化，易于維修，并降低了運(yùn)行成本。 廢氣在爐內(nèi)停留時間長,爐內(nèi)無死區(qū)； 不產(chǎn)生NOX等二次污染。 操作費用低，超低燃料費。有機(jī)廢氣濃

5、度在500PPM以上時，RTO裝置基本不需添加輔助燃料。熱氧化法可分為三種: 熱力燃燒式、間壁式和蓄熱式。它們的主要區(qū)別在于熱量回收方式的不同。三種方法都可以和催化法結(jié)合起來以降低反應(yīng)溫度。a. 熱力燃燒式熱氧化器。熱力燃燒式熱氧化器一般指的是氣體焚燒爐。它由助燃劑、混合區(qū)和燃燒室組成。助燃劑 (天然氣、 石油等) 作為輔助燃料, 燃燒產(chǎn)生的熱在混合區(qū)對 VOC 廢氣進(jìn)行預(yù)熱,燃燒室為預(yù)熱后的廢氣提供足夠大的空間和足夠長的時間以完成最終的氧化反應(yīng)。在供氧充足的前提條件下, 氧化反應(yīng)的程度(影響最終的VOC 去處率)取決于“三T條件” ：反應(yīng)溫度(Temperature)、駐留時間(Time)、

6、湍流混合情況(Turbulence)。這 “三T條件”是互相聯(lián)系的，在一定范圍內(nèi)改善一個條件可使另外兩個條件降低。熱力燃燒式熱氧化器的一個最大缺點是輔助燃料價格太高, 致使裝置的操作費用很高。b. 間壁式熱氧化器。間壁式熱氧化是指在熱氧化裝置中加入間壁式熱交換器, 熱交換器把從燃燒室排出的高溫氣體所帶的熱量傳遞給氧化裝置進(jìn)口處的低溫氣體, 預(yù)熱后發(fā)生氧化反應(yīng)。由于目前的間壁式熱交換器最高可獲得85%的熱回收率,所以極大地降低了輔助燃料的消耗。間壁式熱交換器通常設(shè)計成管式、殼式或板式。由于通常的熱氧化溫度要保持在 8001000, 所以間壁式熱交換器必須由耐熱、耐腐蝕的不銹鋼或合金材料制成。這就

7、使得間壁式熱交換器的造價很高, 這是間壁式熱氧化器的一個缺點。同時材料的熱應(yīng)力也不易消除, 這是間壁式熱氧化器的另一個缺點。c. 蓄熱式熱氧化器。蓄熱式熱氧化器(Regenerative Thermal Oxidizer , 以下簡稱RTO), 是在熱氧化裝置中加入蓄熱式熱交換器, 預(yù)熱 VOC 廢氣,再進(jìn)行氧化反應(yīng)。隨著蓄熱材料的發(fā)展,目前蓄熱式熱交換器的熱回收率已能達(dá)到95%以上, 而且占用空間越來越小。這樣輔助燃料的消耗很少(甚至不用輔助燃料,且當(dāng) VOC 的濃度達(dá)到一定值以上時, 還可從 RTO 輸出熱量)。同時, 由于目前的蓄熱材料都選用陶瓷填料, 所以可處理腐蝕性或含有顆粒物的 V

8、OC 廢氣。RTO裝置又可分為閥門切換式和旋轉(zhuǎn)式。閥門切換式RTO是最常見的一種 RTO。其由兩個或多個陶瓷填充床, 通過閥門的切換, 改變氣流的方向, 從而達(dá)到預(yù)熱VOC 廢氣的目的。圖 1 是典型的兩床式RTO示意圖及工作原理。兩床式RTO主體結(jié)構(gòu)由燃燒室、兩個陶瓷填料蓄熱床和兩個切換閥組成。當(dāng) VOC 廢氣由引風(fēng)機(jī)送入蓄熱床1后, 該床放熱, VOC 廢氣被加熱, 在燃燒室氧化燃燒,氣體通過蓄熱床2, 該床吸熱, 燃燒后的潔凈氣被冷卻, 通過切換閥后排放。在達(dá)到規(guī)定的切換時間后, 閥切換, VOC 廢氣從蓄熱床 2 進(jìn)入, 蓄熱床 2放熱, VOC廢氣被氧化燃燒, 氣體通過蓄熱床 1,

9、該床吸熱, 燃燒后的潔凈氣被冷卻, 通過切換閥后排放。如此周期性切換, 就可連續(xù)處理 VOC 廢氣。近年來, 國外又研制開發(fā)出旋轉(zhuǎn)式RTO。該裝置由一個燃燒室、一個圓柱形分成幾瓣獨立區(qū)域的陶瓷蓄熱床和一個旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)向器組成。通過旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)向器的旋轉(zhuǎn), 就可改變陶瓷蓄熱床不同區(qū)域的氣流方向, 從而連續(xù)地預(yù)熱 VOC 廢氣, 在燃燒室氧化燃燒后就可去除 VOC。相對于閥門切換式RTO,旋轉(zhuǎn)式RTO由于只有一個活動部件(旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)向器) , 所以運(yùn)行更可靠, 維護(hù)費用更低, 但缺點是旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)向器不易密封,泄露量大, 影響VOC的凈化率。RTO設(shè)備的特點：1）產(chǎn)品設(shè)計考慮客戶的生產(chǎn)工藝，重視前端控制和末端治

10、理的結(jié)合；2）凈化效率高，旋轉(zhuǎn)RTO可達(dá)到99%以上；3）對余熱進(jìn)行綜合利用，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益；4）優(yōu)化設(shè)計的結(jié)構(gòu)、通風(fēng)系統(tǒng)，確保最好的處理效果和使用體驗；5）充分考慮系統(tǒng)的安全與防護(hù)，為客戶提供安全可靠的后抽離設(shè)備與技術(shù)。RTO設(shè)備應(yīng)用范圍：含苯系物、酚類、醛類、酮類、醚類、酯類等有機(jī)成分的石油、化工、塑料、橡膠、制藥、印刷、農(nóng)藥、制鞋、電力電纜生產(chǎn)行業(yè)等。有機(jī)廢氣濃度在100PPM20000PPM之間。 光催化凈化技術(shù)（一般與預(yù)處理技術(shù)合用）光催化凈化處理技術(shù)一般采用生物噴淋進(jìn)行預(yù)處理，再進(jìn)入光催化凈化裝置，在催化劑的作用下，常溫下使有機(jī)廢氣轉(zhuǎn)化為CO2和H2O的一種環(huán)保設(shè)備。目前，此裝置已被

11、國內(nèi)外用戶廣泛使用，均取得良好的凈化效果。光催化劑技術(shù)的主要成分是銳鈦型二氧化鈦（TiO2），光催化是利用TiO2作為催化劑的光催化過程，反應(yīng)條件溫和，光解迅速，產(chǎn)物為CO2和H2O或其它，而且適用范圍廣，包括烴、醇、醛、酮、氨等有機(jī)物，都能通過TiO2光催化清除。其機(jī)理如下：低溫等離子體技術(shù)低溫等離子體凈化技術(shù)是近年來發(fā)展起來的廢氣治理新技術(shù)。等離子體被稱為物質(zhì)的第4種形態(tài)，由電子、離子、自由基和中性粒子組成。低溫等離子體有機(jī)氣體凈化就是利用介質(zhì)放電所產(chǎn)生的等離子體以極快的速度反復(fù)轟擊廢氣中的異味氣體分子，去激活、電離、裂解廢氣中的各種成分，通過氧化等一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，打開污染物分子內(nèi)部

12、的化學(xué)鍵，使復(fù)雜的大分子污染物轉(zhuǎn)變?yōu)橐恍┬》肿拥陌踩镔|(zhì)（如二氧化碳和水），或使有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒無害或低毒低害物質(zhì)。實際上，要將不同的化學(xué)鍵打開，需要的能量不同，如C-H、C-O、C-N、C-S、O-H、S-H等等。當(dāng)功率較低，放電所產(chǎn)生的活性粒子能量不足時，一些大分子物質(zhì)只是被擊碎，形成一些小分子化合物，并沒有被徹底氧化。特別是對于混合氣體的凈化，有些分子容易被破壞并被徹底氧化，而有些分子則不易被破壞或者只是降解而未被徹底氧化。研究表明，C-S和S-H鍵比較容易被打開，因此低溫等離子體技術(shù)對于臭味的凈化具有良好的效果，并且在橡膠廢氣、食品加工廢氣等的除臭中得到了應(yīng)用。對于苯系物的凈化，

13、研究表明在等離子體發(fā)生系統(tǒng)的能量匹配時，也具有一定的效果，當(dāng)甲苯濃度為300mg/m3以下時，凈化效率可以達(dá)到60%70%。因此，在低濃度噴涂廢氣凈化中也可以得到一定的應(yīng)用。低溫等離子體用于廢氣的凈化具有很多的優(yōu)勢。1）由于等離子體反應(yīng)器幾乎沒有阻力，系統(tǒng)的動力消耗非常低；2）裝置簡單，反應(yīng)器為模塊式結(jié)構(gòu)，造價低，并且容易進(jìn)行搬遷和安裝；3）由于不需要任何的預(yù)熱時間，所以該裝置可以即時開啟與關(guān)閉；4）所占空間比現(xiàn)有的其他技術(shù)更小；5）抗顆粒物干擾能力強(qiáng)，便于維護(hù)。低溫等離子體治理技術(shù)的關(guān)鍵在于等離子體發(fā)生器的設(shè)計是否合理。作為一項新技術(shù)，目前人們對于其作用機(jī)理的研究還不夠充分，對于不同化合物如

14、何有針對性地進(jìn)行等離子體發(fā)生器的設(shè)計，目前還沒有形成規(guī)律性的認(rèn)識?？傮w上該技術(shù)對有機(jī)化合物的凈化效率還比較低，一般低于70%，如果反應(yīng)器設(shè)計不當(dāng)，則凈化效率會更低，因而限制了它的實際應(yīng)用。生物法凈化技術(shù)生物處理工藝主要分為生物過濾床、生物洗滌床和生物滴濾床三種形式。生物過濾床是一種在其中填入具有吸附性濾料的過濾凈化裝置，在過濾床中加入pH調(diào)節(jié)劑和N、P、K等營養(yǎng)元素，當(dāng)具有一定濕度的廢氣進(jìn)入過濾床時，通過生物填料層，填料層中的微生物將有機(jī)物捕獲并消化降解。生物洗滌床通常由一個洗滌塔和一個再生池組成，在洗滌塔中，循環(huán)液通過噴淋或鼓泡的形式將廢氣中的污染物和氧氣轉(zhuǎn)入液相，實現(xiàn)質(zhì)量傳遞。吸收了廢氣成

15、分的洗滌液流入再生池，通入空氣充氧后再生，在再生池中污染物被消化分解。生物滴濾床中使用的是各種不具有吸附能力的填料，在填料的表面形成一層生物膜，廢氣由滴濾床底部進(jìn)入，回流液從上部噴淋并沿填料上的生物膜滴流而下，溶解于水中的有機(jī)物被生物膜中的微生物吸收分解。生物洗滌床適用于風(fēng)量小、濃度較高、易溶解且生物代謝速率較慢的廢氣凈化；對于大風(fēng)量、低濃度的廢氣則采用生物過濾床；對于負(fù)荷較高，且降解后產(chǎn)生酸性物質(zhì)的廢氣則宜采用生物滴濾床。生物法在今后將會成為有機(jī)廢氣治理的主要技術(shù)之一。吸附濃縮技術(shù)沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮技術(shù)沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮技術(shù)在今后將會成為國內(nèi)低濃度VOCs治理的關(guān)鍵技術(shù)。沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮技術(shù)就是

16、針對低濃度VOCs的治理而發(fā)展起來的一種新技術(shù)，與焚燒技術(shù)（催化燃燒或高溫焚燒）或冷凝技術(shù)進(jìn)行組合，形成了“沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮+焚燒技術(shù)”和“沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮+冷凝回收技術(shù)”。低濃度、大風(fēng)量的VOCs排放在目前我國的有機(jī)廢氣污染中占了很大的比例，吸附濃縮技術(shù)是低濃度廢氣治理中最為經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)途徑，從一些大型和較大型企業(yè)的經(jīng)營情況分析，吸附濃縮-催化燃燒集成技術(shù)所占比例最大，占到全部項目數(shù)量的50%以上。之前主要采用的是“固定床吸附濃縮+催化燃燒技術(shù)”，近十多年來在我國的工業(yè)VOCs凈化中占有主導(dǎo)地位，但經(jīng)過多年來的運(yùn)行實踐，該工藝存在一些明顯的缺陷：1）之前主要采用活性炭材料（蜂窩活性炭、顆粒

17、活性炭和活性碳纖維）作為吸附劑，而活性炭材料在采用熱氣流再生時的安全性較差，當(dāng)再生熱氣流的溫度達(dá)到100以上時，吸附床容易著火。2）采用熱氣流吹掃再生活性炭，因為再生溫度低，當(dāng)脫附周期完成后部分高沸點化合物不能徹底脫附，會在活性炭床層中積累而使其吸附能力下降。由于存在安全性問題，通常的再生溫度不能超過120。因此對于沸點高于120的有機(jī)物，如三甲苯等則不能利用該工藝進(jìn)行凈化。3）通常活性炭具有很強(qiáng)的吸水能力，當(dāng)廢氣濕度較高（超過60%）時，對有機(jī)物的凈化能力將會迅速下降，在處理高濕度的廢氣時床層的凈化效率較低。鑒于以上存在的問題，在吸附濃縮工藝中，國外主要采用疏水型蜂窩分子篩（蜂窩沸石）作為吸

18、附劑，移動式的沸石轉(zhuǎn)輪作為吸附裝置。與“固定床吸附濃縮+催化燃燒裝置”相比，具有一些明顯的優(yōu)勢：1）采用沸石作為吸附劑，安全性能好，采用熱氣流再生時不易發(fā)生著火現(xiàn)象；2）采用沸石作為吸附劑，再生溫度可以提高，適用于從低沸點到高沸點各種VOCs的凈化；3）設(shè)備阻力低，運(yùn)行成本低；4）吸附后尾氣中有機(jī)污染物的濃度穩(wěn)定，便于控制；5）設(shè)備體積和占地面積小。硅鋁分子篩本身是一類強(qiáng)極性物質(zhì)，對空氣中的水分具有極強(qiáng)的選擇性吸附能力。采用沸石作為吸附劑，關(guān)鍵在于沸石的疏水改性技術(shù)可以提高其對有機(jī)化合物的選擇性吸附能力。經(jīng)過近年來的不斷努力，我國在疏水型蜂窩分子篩的生產(chǎn)技術(shù)上已經(jīng)取得了突破，打破了美、日等國家

19、在該技術(shù)上的壟斷。由于我國的應(yīng)用市場廣泛，因此沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮技術(shù)在今后將會成為國內(nèi)低濃度VOCs治理的關(guān)鍵技術(shù)。吸附濃縮 + 氮氣保護(hù)再生回收技術(shù)吸附回收技術(shù)利用固體吸附材料選擇吸附廢氣中的VOCs，吸附飽和的材料在氮氣保護(hù)下經(jīng)高溫脫附工藝處理，進(jìn)而回收處理VOCs。該工藝主要包括預(yù)處理、吸附段和脫附段等，預(yù)處理后的廢氣進(jìn)入吸附裝置中吸附凈化后經(jīng)煙囪排放，吸附飽和后用熱氮氣脫附再生。氮氣保護(hù)再生技術(shù)采用了氮氣作為脫附氣體被導(dǎo)入吸附床層，對吸附飽和的吸附材料床層進(jìn)行吹掃，形成惰性氣體和有機(jī)氣體的混合氣體，氣體在冷凝器中冷卻液化回收有機(jī)溶劑，分離后的有機(jī)溶劑進(jìn)行儲存，氮氣循環(huán)利用。氮氣脫附技術(shù)最大的優(yōu)點是安全性好，避免了熱空氣再生時活性炭的著火隱患；相對于水蒸氣再生，回收的溶劑中含水量低，易于分離提純和回收利用。氮氣保護(hù)再生回收技術(shù)可