有機(jī)廢氣處理技術(shù)

1、VOCs 治理技術(shù)治理技術(shù)VOCs常用處理工藝常用處理工藝活性炭吸附法活性炭吸附法活性炭吸附活性炭吸附活性炭再生活性炭再生(吸附脫附）吸附脫附）物質(zhì)吸收法物質(zhì)吸收法化學(xué)反應(yīng)吸收法化學(xué)反應(yīng)吸收法吸收回收法吸收回收法能量切割氧化法能量切割氧化法低溫等離子體法低溫等離子體法光催化氧化法光催化氧化法燃燒法燃燒法蓄熱式燃燒蓄熱式燃燒催化燃燒催化燃燒直接燃燒直接燃燒生物法生物法生物過濾法生物過濾法活性污泥法活性污泥法VOCs常用處理工藝常用處理工藝活性炭技術(shù)活性炭技術(shù)通常使用的活性炭有：煤質(zhì)型顆粒炭通常使用的活性炭有：煤質(zhì)型顆粒炭 果殼型顆粒炭果殼型顆粒炭 蜂窩型活性炭蜂窩型活性炭 丙烯腈系炭纖維丙烯腈系

2、炭纖維 柱狀活性炭柱狀活性炭 椰殼活性炭椰殼活性炭1、依靠自身獨特的孔隙結(jié)構(gòu)活性炭是一種主要由含碳材料制成的外觀呈黑色，內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、比表面積大、吸附能力強(qiáng)的一類微晶質(zhì)碳素材料?；钚蕴坎牧现杏写罅咳庋劭床灰姷奈⒖祝?克活性炭材料中微孔，將其展開后表面積可高達(dá)8001500平方米，特殊用途的更高。也就是說，在一個米粒大小的活性炭顆粒中，微孔的內(nèi)表面積可能相當(dāng)于一個客廳面積的大小。正是這些高度發(fā)達(dá)，如人體毛細(xì)血管般的孔隙結(jié)構(gòu)，使活性炭擁有了優(yōu)良的吸附性能。、2、分子之間相互吸附的作用力也叫“凡德瓦引力”。雖然分子運動速度受溫度和材質(zhì)等原因的影響，但它在微環(huán)境下始終是不停運動的。由于分子之間擁有

3、相互吸引的作用力，當(dāng)一個分子被活性炭內(nèi)孔捕捉進(jìn)入到活性炭內(nèi)孔隙中后，由于分子之間相互吸引的原因，會導(dǎo)致更多的分子不斷被吸引，直到添滿活性炭內(nèi)孔隙為止。活性炭吸附原理活性炭吸附原理（1）升溫脫附。物質(zhì)的吸附量是隨溫度的升高而減小的，將吸附劑的溫度升高，可以使已）升溫脫附。物質(zhì)的吸附量是隨溫度的升高而減小的，將吸附劑的溫度升高，可以使已被吸附的組分脫附下來，這種方法也稱為變溫脫附，整個過程中的溫度是周期變化的。被吸附的組分脫附下來，這種方法也稱為變溫脫附，整個過程中的溫度是周期變化的。（2）減壓脫附。物質(zhì)的吸附量是隨壓力的升高而升高的，在較高的壓力下吸附，降低壓力）減壓脫附。物質(zhì)的吸附量是隨壓力的

4、升高而升高的，在較高的壓力下吸附，降低壓力或者抽真空，可以使吸附劑再生，這種方法也稱為變壓吸附。此法常常用于氣體脫附。或者抽真空，可以使吸附劑再生，這種方法也稱為變壓吸附。此法常常用于氣體脫附。（3）沖洗脫附。用不被吸附的氣體）沖洗脫附。用不被吸附的氣體(液體液體)沖洗吸附劑，使被吸附的組分脫附下來。采用這沖洗吸附劑，使被吸附的組分脫附下來。采用這種方法必然產(chǎn)生沖洗劑與被吸附組分混合的問題，需要用別的方法將它們分離，因此這種方種方法必然產(chǎn)生沖洗劑與被吸附組分混合的問題，需要用別的方法將它們分離，因此這種方法存在多次分離的不便性。法存在多次分離的不便性。（4）置換脫附。置換脫附的工作原理是用比被

5、吸附組分的吸附力更強(qiáng)的物質(zhì)將被吸組分置）置換脫附。置換脫附的工作原理是用比被吸附組分的吸附力更強(qiáng)的物質(zhì)將被吸組分置換下來。其后果是吸附劑上又吸附了置換上去的物質(zhì)，必須用別的方法使它們分離。例如，換下來。其后果是吸附劑上又吸附了置換上去的物質(zhì)，必須用別的方法使它們分離。例如，活性炭對活性炭對Ca2+、C1-有一定的吸附能力，這些離子占據(jù)了吸附活性中心，可對活性炭吸附無有一定的吸附能力，這些離子占據(jù)了吸附活性中心，可對活性炭吸附無機(jī)單質(zhì)或有機(jī)物產(chǎn)生不利影響。因此，用活性炭吸附待分離溶液中的物質(zhì)后，選用機(jī)單質(zhì)或有機(jī)物產(chǎn)生不利影響。因此，用活性炭吸附待分離溶液中的物質(zhì)后，選用CaCl2作作為脫附劑可降

6、低活性炭對吸附質(zhì)的吸附穩(wěn)定性，從而達(dá)到降低脫附活化能的目的。為脫附劑可降低活性炭對吸附質(zhì)的吸附穩(wěn)定性，從而達(dá)到降低脫附活化能的目的。（5）磁化脫附。由于單分子水的性質(zhì)比簇團(tuán)中的水分子活潑得多，能充分顯示它的偶極子）磁化脫附。由于單分子水的性質(zhì)比簇團(tuán)中的水分子活潑得多，能充分顯示它的偶極子特性，從而使水的極性增強(qiáng)。預(yù)磁處理能增大水的極性，這就能充分解釋經(jīng)過預(yù)磁處理后活特性，從而使水的極性增強(qiáng)。預(yù)磁處理能增大水的極性，這就能充分解釋經(jīng)過預(yù)磁處理后活性炭的吸附容量減小的現(xiàn)象。當(dāng)磁場強(qiáng)度增大時，分離出的單個水分子越多，則阻礙作用就性炭的吸附容量減小的現(xiàn)象。當(dāng)磁場強(qiáng)度增大時，分離出的單個水分子越多，則阻

7、礙作用就越越 大，從而吸附容量減小得也就越多。大，從而吸附容量減小得也就越多?；钚蕴棵摳椒椒ㄅc原理活性炭脫附方法與原理活性炭吸附示意圖活性炭吸附示意圖活性炭吸附蒸汽脫附簡易流程圖活性炭吸附蒸汽脫附回收法活性炭吸附蒸汽脫附回收法 成分：甲苯風(fēng)量：3000Nm3 /h溫度：209000Nm3/h活性炭吸附催化燃燒脫附活性炭吸附催化燃燒脫附 化學(xué)反應(yīng)吸收法化學(xué)反應(yīng)吸收法工作原理：工作原理：有機(jī)廢氣與吸收液（有機(jī)廢氣與吸收液（如柴油、煤油、如柴油、煤油、水水，堿液，堿液等介質(zhì)等介質(zhì)）采用采用錯流式接觸方錯流式接觸方式，讓式，讓VOCs氣體與吸收劑充分接觸氣體與吸收劑充分接觸，根據(jù)相似相溶原理，讓，根據(jù)

8、相似相溶原理，讓VOCs氣體氣體溶解在吸收液中或與吸收液發(fā)生化學(xué)溶解在吸收液中或與吸收液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（酸堿中和反應(yīng)），達(dá)到去除反應(yīng)（酸堿中和反應(yīng)），達(dá)到去除VOCs的目的。的目的。廢氣由下往上進(jìn)入吸收塔，吸收液由上往下在吸收塔內(nèi)與廢氣做逆流接觸。通過吸收后的吸收液由循環(huán)泵打入解析塔。中途先通過螺旋板換熱器對吸收液進(jìn)行加溫，升溫后的吸收液有利于解析。解析后的吸收液中還含有丁醇，再經(jīng)過再沸器進(jìn)行加溫將水和丁醇的混合溶液通過共沸點蒸餾出來。（吸收液可通過冷卻塔冷卻后循環(huán)使用）解析氣體和蒸餾出來的共沸物水蒸汽，通過冷凝器冷凝回收下來。（不凝氣體通入廢氣管進(jìn)行再吸收工作）冷凝后產(chǎn)生水飽和的丁醇溶液和丁醇

9、飽和的水溶液。丁醇飽和的水溶液處于分層罐下層流入解析塔再進(jìn)行解析工作。水飽和的丁醇溶液，其中含水量約在25%。流入脫水塔進(jìn)行蒸餾脫水工作。將溶液溫度升至共沸點，蒸餾出水分和部分丁醇后，留下部分液體將是較高純度的丁醇。蒸餾出去的共沸物水蒸汽含水量在約40%。通過冷凝后將析出部分水分得到25%的水飽和丁醇溶液?；旌辖馕龀鰜淼睦淠汉筮M(jìn)入脫水塔再次脫水。丁醇回收方案丁醇回收方案廢氣由下往上進(jìn)入吸收塔，吸收液由上往下在吸收塔內(nèi)與廢氣做逆流接觸。通過吸收后的吸收液由循環(huán)泵打入解析塔。中途先通過螺旋板換熱器對吸收液進(jìn)行加溫，升溫后的吸收液有利于解析。解析后的吸收液中還含有丁醇，再經(jīng)過再沸器進(jìn)行加溫將水和丁

10、醇的混合溶液通過共沸點蒸餾出來。（吸收液可通過冷卻塔冷卻后循環(huán)使用）解析氣體和蒸餾出來的共沸物水蒸汽，通過冷凝器冷凝回收下來。（不凝氣體通入廢氣管進(jìn)行再吸收工作）冷凝后產(chǎn)生水飽和的丁醇溶液和丁醇飽和的水溶液。丁醇飽和的水溶液處于分層罐下層流入解析塔再進(jìn)行解析工作。水飽和的丁醇溶液，其中含水量約在25%。流入脫水塔進(jìn)行蒸餾脫水工作。將溶液溫度升至共沸點，蒸餾出水分和部分丁醇后，留下部分液體將是較高純度的丁醇。蒸餾出去的共沸物水蒸汽含水量在約40%。通過冷凝后將析出部分水分得到25%的水飽和丁醇溶液?；旌辖馕龀鰜淼睦淠汉筮M(jìn)入脫水塔再次脫水。丁醇回收方案丁醇回收方案低溫等離子技術(shù)原理：污染物在外加

11、電場的作用下，介質(zhì)等離子體放電產(chǎn)生的大量攜能電子轟擊污染物分子，使其電離、解離和激發(fā)，然后便引發(fā)了一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)反應(yīng)，使復(fù)雜大分子污染物轉(zhuǎn)變?yōu)楹唵涡》肿影踩镔|(zhì)，或使有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變成無毒無害或低毒低害的物質(zhì)，從而使污染物得以降解去除。低溫等離子反應(yīng)過程：(1)電場電子高能電子(2)高能電子分子(或原子)(受激原子、受激基團(tuán)、游離基團(tuán))活性基團(tuán)(3)活性基團(tuán)分子(原子)生成物+熱(4)活性基團(tuán)活性基團(tuán)生成物+熱低溫等離子技術(shù)光催化氧化法分為光氧化和光微波二種基本原理：通過光氧化和光微波產(chǎn)生的高強(qiáng)度納米紫外線照射污染物分子，使所有有機(jī)物廢氣的分子鏈完全打斷，裂解、改變物質(zhì)結(jié)構(gòu)，將高分子污

12、染物質(zhì)，裂解、分解成為低分子無害物質(zhì)，如水和二氧化碳等。打斷分解大分子鏈為小分子鏈，再利用臭氧和羥基自由基氧化、催化劑進(jìn)行催化氧化，使有機(jī)物變?yōu)樗投趸?，以達(dá)到去除有機(jī)物的目的。光催化氧化法光催化氧化法原理圖蓄熱式燃燒工作原理：從鼓風(fēng)機(jī)出來的常溫空氣由空氣換向閥切換，進(jìn)入蓄熱式燃燒器B后，被蓄熱體加熱，在極短時間內(nèi)常溫空氣被加熱到接近爐膛溫度后，卷吸爐內(nèi)的周圍煙氣，形成一股含氧量大大低于21%的稀薄貧氧高溫氣流，同時往貧氧高溫空氣中注入燃料（燃油或燃?xì)猓?，燃料在貧氧?15%）狀態(tài)下實現(xiàn)燃燒；與此同時，爐膛內(nèi)燃燒后的熱煙氣經(jīng)過另一個蓄熱式燃燒器A時，將顯熱儲存在蓄熱式燃燒器A的蓄熱體內(nèi)，然

13、后以低于150的低溫?zé)煔饨?jīng)過空氣換向閥，由引風(fēng)機(jī)排出，由此完成一個換向周期。工作溫度不高的空氣換向閥以30200秒的換向周期進(jìn)行切換，使兩個蓄熱室的蓄熱體處于蓄熱與放熱交替工作狀態(tài)。如此周而復(fù)始變換，通過蓄熱體這一媒介，吸收高溫?zé)煔獾奈锢頍?，并釋放給助燃空氣，使得排出的煙氣余熱絕大部分被充分回收利用，從而達(dá)到大幅度節(jié)能和降低NOx排放量的目的。蓄熱式燃燒工作原理圖沸石轉(zhuǎn)輪濃縮沸石轉(zhuǎn)輪濃縮1.沸石轉(zhuǎn)輪濃縮設(shè)備是利用吸附沸石轉(zhuǎn)輪濃縮設(shè)備是利用吸附-脫附脫附-濃縮三項連續(xù)變溫的吸、脫附程濃縮三項連續(xù)變溫的吸、脫附程序序,使低濃度、大風(fēng)量有機(jī)廢氣濃縮為高濃度的濃縮氣體使低濃度、大風(fēng)量有機(jī)廢氣濃縮為高濃

14、度的濃縮氣體.2.其裝置特性適合處理大、低濃度、含多種有機(jī)成分的廢氣其裝置特性適合處理大、低濃度、含多種有機(jī)成分的廢氣.3.通過轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)通過轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn),可在轉(zhuǎn)輪上同時完成氣體的脫附和轉(zhuǎn)輪的再生過程可在轉(zhuǎn)輪上同時完成氣體的脫附和轉(zhuǎn)輪的再生過程.4.進(jìn)入濃縮轉(zhuǎn)輪的有機(jī)廢氣在常溫下被轉(zhuǎn)輪吸附區(qū)吸附凈化后直接排放進(jìn)入濃縮轉(zhuǎn)輪的有機(jī)廢氣在常溫下被轉(zhuǎn)輪吸附區(qū)吸附凈化后直接排放至大氣至大氣.5.接著因轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動而進(jìn)入脫附區(qū)接著因轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動而進(jìn)入脫附區(qū),吸附了有機(jī)物質(zhì)的轉(zhuǎn)輪在此區(qū)內(nèi)脫附吸附了有機(jī)物質(zhì)的轉(zhuǎn)輪在此區(qū)內(nèi)脫附.6.吸附在轉(zhuǎn)輪上的有機(jī)物被分離、脫附、進(jìn)入后續(xù)處理系統(tǒng)吸附在轉(zhuǎn)輪上的有機(jī)物被分離、脫附、進(jìn)

15、入后續(xù)處理系統(tǒng).如此循環(huán)工如此循環(huán)工作作.沸石轉(zhuǎn)輪濃縮工作原理圖沸石轉(zhuǎn)輪濃縮工作原理圖催化燃燒工作原理工作原理;催化燃燒是典型的氣催化燃燒是典型的氣-固相催化反應(yīng)，其實質(zhì)是活性氧參與的深度氧固相催化反應(yīng)，其實質(zhì)是活性氧參與的深度氧化作用。在催化燃燒過程中，催化劑的作用是降低活化能，同時催化作用。在催化燃燒過程中，催化劑的作用是降低活化能，同時催化劑表面具有吸附作用，使反應(yīng)物分子富集于表面提高了反應(yīng)速率化劑表面具有吸附作用，使反應(yīng)物分子富集于表面提高了反應(yīng)速率，加快了反應(yīng)的進(jìn)行。借助催化劑可使有機(jī)廢氣在較低的起燃溫度，加快了反應(yīng)的進(jìn)行。借助催化劑可使有機(jī)廢氣在較低的起燃溫度條件下，發(fā)生無焰燃燒，

16、并氧化分解為條件下，發(fā)生無焰燃燒，并氧化分解為CO2和和H2O，同時放出大量，同時放出大量熱能，從而達(dá)到去除廢氣中的有害物的方法。熱能，從而達(dá)到去除廢氣中的有害物的方法。在將廢氣進(jìn)行催化燃燒的過程中，廢氣經(jīng)管道由風(fēng)機(jī)送入熱交在將廢氣進(jìn)行催化燃燒的過程中，廢氣經(jīng)管道由風(fēng)機(jī)送入熱交換器，將廢氣加熱到催化燃燒所需要的起燃溫度，再通過催化劑床換器，將廢氣加熱到催化燃燒所需要的起燃溫度，再通過催化劑床層使之燃燒，由于催化劑的存在，催化燃燒的起燃溫度約為層使之燃燒，由于催化劑的存在，催化燃燒的起燃溫度約為250-300，大大低于直接燃燒法的燃燒溫度，大大低于直接燃燒法的燃燒溫度650-800，因此能耗遠(yuǎn)比

17、，因此能耗遠(yuǎn)比直接燃燒法為低。直接燃燒法為低。催化燃燒工作原理圖直接燃燒法工作原理工作原理;直接燃燒法也稱為直接火焰燃燒法，把廢氣中可直接燃燒法也稱為直接火焰燃燒法，把廢氣中可燃的有害成分當(dāng)做燃料直接燃燒，使其變?yōu)闊o害燃的有害成分當(dāng)做燃料直接燃燒，使其變?yōu)闊o害物質(zhì)，最終產(chǎn)物主要為二氧化碳和水，不能回收物質(zhì)，最終產(chǎn)物主要為二氧化碳和水，不能回收有用位置，但燃燒時放出的能量可以回收。有用位置，但燃燒時放出的能量可以回收。適用條件：一般用于凈化可燃有害組分濃度較高適用條件：一般用于凈化可燃有害組分濃度較高的廢氣，或者是用于凈化有害組分燃燒時熱值較的廢氣，或者是用于凈化有害組分燃燒時熱值較高的廢氣。高

18、的廢氣。直接燃燒法工藝流程圖生物法生物過濾法基本原理：基本原理：在適宜的環(huán)境條件下，微生物不斷吸收營養(yǎng)物質(zhì)，并按照自己的代謝方式進(jìn)在適宜的環(huán)境條件下，微生物不斷吸收營養(yǎng)物質(zhì)，并按照自己的代謝方式進(jìn)行新行新 陳代謝活動。廢氣中生物處理正是利用微生物新陳代謝過程中需要營養(yǎng)陳代謝活動。廢氣中生物處理正是利用微生物新陳代謝過程中需要營養(yǎng)物質(zhì)這一特物質(zhì)這一特 點，把廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化成簡單的無機(jī)物如二氧化碳、水，點，把廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化成簡單的無機(jī)物如二氧化碳、水，以及細(xì)胞物質(zhì)等。以及細(xì)胞物質(zhì)等。生物過濾法處理過程：生物過濾法處理過程：1)廢氣中的污染物首先同水接觸并溶解于水中（由氣膜擴(kuò)散進(jìn)入液膜廢氣中的污染物首先同水接觸并溶解于水中（由氣膜擴(kuò)散進(jìn)入液膜)；2)溶解于液膜中的污染物在濃度差的推動下進(jìn)一步擴(kuò)散到生物膜，進(jìn)而被其中溶解于液膜中的污染物在濃度差的推動下進(jìn)一步擴(kuò)散到生物膜，進(jìn)而被其中的微的微 生物捕獲并吸收；生物捕獲并吸收；3)微生物將污染物轉(zhuǎn)化為