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1、各類VOC治理方案及其優(yōu)缺點(diǎn)一、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)有機(jī)廢氣種類繁多,來源廣泛,治理難度大,一次性投資和操作費(fèi)用高,基本上無回收利用價(jià)值。成分復(fù)雜的有機(jī)廢氣則更加難以凈化、分離和回收。 揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)作為有機(jī)化合物主要分支,是指在常溫下飽和蒸氣壓大于70Pa、常壓下沸點(diǎn)在260以內(nèi)的有機(jī)化合物。從環(huán)境監(jiān)測(cè)角度來講, 指以氫焰離子檢測(cè)器測(cè)出的非甲烷烴類檢出物的總稱,包括烴類、氧烴類、含鹵烴類、氮烴及硫烴類化合物。VOCs種類繁多,分布面廣,根據(jù)部分國(guó)外主要環(huán)境 優(yōu)先污染物名錄,VOCs占80以上。日本1974l985年環(huán)境普查表明,在檢出的化學(xué)毒物中,鹵代烴類最多共52種,一般
2、烴類次之共43種,含氮 有機(jī)物(主要是硝基苯和苯胺類化合物)共40種,以上三類占總檢出毒物的70。VOCs污染嚴(yán)重,與NOx、CnHm在陽光作用下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng),吸收 地表紅外輻射引起溫室效應(yīng);破壞臭氧層形成臭氧空洞,引起人體致癌和動(dòng)植物中毒。 隨著VOCs污染范圍的不斷擴(kuò)大和人們對(duì)其危害的逐步認(rèn)識(shí),1979年聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)在日內(nèi)瓦召開跨國(guó)大氣污染會(huì)議,重點(diǎn)討論了VOCs控制問 題,1991年11月通過了VOCs跨國(guó)大氣污染議定書,要求簽字國(guó)以1988年VOCs排放量為基準(zhǔn),到1999年每年削減30;1990年,美 國(guó)修訂了清潔空氣法(CAA),要求到2000年將VOCs的排放量減少70
3、。為此,開發(fā)VOCs替代產(chǎn)品,尋找VOCs控制最優(yōu)技術(shù)已成為解決 VOCs污染的必由之路。 隨著世界各國(guó)對(duì)VOC污染的日益重視和環(huán)保法規(guī)不斷嚴(yán)格VOC的排放標(biāo)準(zhǔn),其治理技術(shù)亦在逐漸改進(jìn)和完善。(一)有機(jī)廢氣治理技術(shù) 早在1925年歐洲就開發(fā)出固定床活性碳吸附裝置,1958年日本也開始使用該項(xiàng)技術(shù)。這是一種非常經(jīng)典、成熟的方法,可用于治理任何濃度的常溫有機(jī)廢氣, 但處理低濃度、大風(fēng)量有機(jī)廢氣時(shí),設(shè)備龐大,不經(jīng)濟(jì)。對(duì)于排氣溫度較高的高濃度有機(jī)廢氣的治理,首先由美國(guó)于1950年開發(fā)成功以天然氣為燃料的直接燃燒 技術(shù)。1965年日本與美國(guó)合作,將該項(xiàng)技術(shù)引入日本。該法需將有機(jī)廢氣加熱到760,方可將有
4、機(jī)溶劑氧化分解為無害的CO2和H2O,其缺點(diǎn)是燃料費(fèi) 高,故在歐美等天然氣便宜的地區(qū)應(yīng)用廣泛。后來人們開發(fā)出催化燃燒技術(shù),由于催化劑的作用可在300350的低溫下將有機(jī)溶劑氧化分解,因此大大降低 了燃料費(fèi)并且產(chǎn)生的NOx量非常少。其缺點(diǎn)是需對(duì)廢氣中易引起催化劑中毒的物質(zhì)和粉塵進(jìn)行前處理,另外,在催化燃燒裝置中使用的熱交換器換熱效率較低,約 在50。為了提高熱效率,降低運(yùn)行成本,美國(guó)于1975年開發(fā)出換熱效率在90以上的蓄熱式燃燒裝置。由于其運(yùn)行費(fèi)用的降低,因此,可用于治理中等濃 度有機(jī)廢氣。隨后歐洲也開展了該項(xiàng)技術(shù)的開發(fā)。日本針對(duì)美國(guó)蓄熱燃燒方式又開發(fā)出催化燃燒裝置的改良型蓄熱催化氧化方法,并
5、于1977年由日鐵化工機(jī) 首先售出產(chǎn)品。該產(chǎn)品可較經(jīng)濟(jì)地對(duì)高、中濃度的、溫度較高的有機(jī)廢氣進(jìn)行治理。 總體而言,按照處理的方法,有機(jī)廢氣處理的方法主要有兩類:一類是回收法,另一類是消除法。回收法主要有炭吸附、變壓吸附、冷凝法及膜分離技術(shù),回收法是通過物理方法,用溫度、壓力、選擇性吸附劑和選擇性滲透膜等方法來分離VOC的。消除法有熱氧化、催化燃燒、生物氧化及集成技術(shù);消除法主要是通過化學(xué)或生 化反應(yīng),用熱、催化劑和微生物將有機(jī)物轉(zhuǎn)變成為CO2和水。1、回收技術(shù)(1)炭吸附法 炭吸附是目前最廣泛使用的回收技術(shù),其原理是利用吸附劑(粒狀活性炭和活性炭纖維)的多孔結(jié)構(gòu),將廢氣中的VOC捕獲。將含VOC
6、的有機(jī)廢氣通過活性炭床,其中的VOC被吸附劑吸附,廢氣得到凈化,而排入大氣。 當(dāng)炭吸附達(dá)到飽和后,對(duì)飽和的炭床進(jìn)行脫附再生;通入水蒸汽加熱炭層,VOC被吹脫放出,并與水蒸汽形成蒸汽混合物,一起離開炭吸附床,用冷凝器冷卻蒸汽混 合物,使蒸汽冷凝為液體。若VOC為水溶性的,則用精餾將液體混合物提純;若為水不溶性,則用沉析器直接回收VOC。因涂料中所用的“三苯”與水互不相 溶,故可以直接回收。 炭 吸附技術(shù)主要用于廢氣中組分比較簡(jiǎn)單、有機(jī)物回收利用價(jià)值較高的情況,其廢氣處理設(shè)備的尺寸和費(fèi)用正比于氣體中VOC的數(shù)量,卻相對(duì)獨(dú)立于廢氣流量;因 此,炭吸附床更傾向于稀的大氣量物流,一般用于VOC濃度小于5
7、000PPM的情況。適于噴漆、印刷和粘合劑等溫度不高,濕度不大,排氣量較大的場(chǎng)合,尤 其對(duì)含鹵化物的凈化回收更為有效。(2)冷凝法 冷 凝法是最簡(jiǎn)單的回收技術(shù),將廢氣冷卻使其溫度低于有機(jī)物的露點(diǎn)溫度,使有機(jī)物冷凝變成液滴,從廢氣中分離出來,直接回收。但這種情況下,離開冷凝器的排放 氣中仍含有相當(dāng)高濃度的VOC,不能滿足環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)。要獲得高的回收率,系統(tǒng)需要很高的壓力和很低的溫度,設(shè)備費(fèi)用顯著地增加。 冷凝法主要用于高沸點(diǎn)和高濃度的VOC回收,適用的濃度范圍為5(體積)。(3)膜分離技術(shù) 膜分離系統(tǒng)是一種高效的新型分離技術(shù),其流程簡(jiǎn)單、回收率高、能耗低、無二次污染。 膜分離技術(shù)的基礎(chǔ)就是使用對(duì)
8、有機(jī)物具有選擇滲透性的聚合物膜,該膜對(duì)有機(jī)蒸氣較空氣更易于滲透10100倍,從而實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的分離。 最簡(jiǎn)單的膜分離為單級(jí)膜分離系統(tǒng),直接使壓縮氣體通過膜表面,實(shí)現(xiàn)VOC的分離,但單級(jí)膜因分離程度很低,難以達(dá)到分離要求,而多級(jí)膜分離系統(tǒng)則會(huì)大大增加設(shè)備投資。 MTR開發(fā)了一種新型的集成膜系統(tǒng),僅使用單級(jí)膜,就可以大大提高回收率,并降低系統(tǒng)的費(fèi)用。 該技術(shù)結(jié)合壓縮冷凝和膜分離兩種技術(shù)的特點(diǎn),來集成實(shí)現(xiàn)分離。用壓縮機(jī)先將進(jìn)料氣提高到一定壓力,然后將進(jìn)料氣送到冷卻器冷凝,使部分VOC冷凝下來,冷凝 液直接放入儲(chǔ)罐。離開冷凝器的非凝氣體仍含相當(dāng)數(shù)量的有機(jī)物,并具有很高的壓力,可以作為膜滲透的驅(qū)動(dòng)力,使膜
9、分離不再需要附加的動(dòng)力。將非凝氣送到膜系 統(tǒng),有機(jī)選擇滲透膜將氣體分成兩股物流,脫除了VOC的未滲透?jìng)?cè)的凈化氣被排放;滲透物流為富集了有機(jī)物的蒸汽,該滲透物流循環(huán)到壓縮機(jī)的進(jìn)口。系統(tǒng)通常 可以從進(jìn)料氣中移出VOC達(dá)99以上,并使排放氣中的VOC達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。該系統(tǒng)的特點(diǎn)是末滲透物流的濃度獨(dú)立于進(jìn)料氣的濃度,該濃度由冷凝器的壓力和溫度決定。(4)變壓吸附技術(shù) 該 技術(shù)利用吸附劑在一定壓力下,先吸附有機(jī)物。當(dāng)吸附劑吸附飽和后,進(jìn)行吸附劑的再生。再生不是利用蒸汽,而是通過壓力變換來將有機(jī)物脫附。當(dāng)壓力降低時(shí), 有機(jī)物從吸附劑表面脫附放出。其特點(diǎn)是無污染物,回收效率高,可以回收反應(yīng)性有機(jī)物。但是該
10、技術(shù)操作費(fèi)用較高,吸附需要加壓,脫附需要減壓,環(huán)保中應(yīng)用較少。回收技術(shù)的適用范圍:粒狀活性炭主要用于脂肪和芳香族碳?xì)浠衔?、大部分含氯溶劑、常用醇類、部分酮類和酯類等的回收。常見的有:苯、甲苯、二甲苯、己烷、庚烷、甲基乙基酮、丙酮、四氯化碳、醋酸乙酯等,活性炭纖維吸附則可回收苯乙烯和丙烯晴等反應(yīng)性單體,但費(fèi)用較粒狀活性炭吸附要高的多。吸附法已廣泛用在噴漆行業(yè)的“三苯”、 醋酸乙酯、制鞋行業(yè)的“三苯”,印刷行業(yè)的甲苯、醋酸乙酯、電子行業(yè)的二氯甲烷和三氯乙烷的回收。炭吸附法要求廢氣中的VOC不能超過5000PPM,并 且濕度不能50;當(dāng)濃度5000PPM時(shí),則需在吸附前稀釋,對(duì)部分酮、醛、酯等含活
11、性的物質(zhì)不適用,該類VOC會(huì)與活性炭或在活性炭表面發(fā)生反 應(yīng),堵塞炭孔,使活性炭失活。 冷凝法對(duì)高沸點(diǎn)的有機(jī)物效果較好,對(duì)中等和高揮發(fā)的有機(jī)物回收效果不好,該法適合VOC濃度5的情況,回收率不高。而大部分廢氣中均存在水分,溫度低于0時(shí)會(huì)結(jié)冰,降低系統(tǒng)的可靠性,故很少單獨(dú)使用。 膜分離方法適合于處理較濃的物流,即0.1VOC濃度10,膜系統(tǒng)的費(fèi)用與進(jìn)口流速成正比,與濃度則關(guān)系不大。它適于高濃度、高價(jià)值的有機(jī)物回收,其設(shè)備費(fèi)用較高。 工業(yè)上已經(jīng)從聚烯烴裝置的沖洗氣中回收烯烴單體和氦氣。在環(huán)保領(lǐng)域,從加油站回收碳?xì)浠衔铮粡闹评湓O(shè)備、氣霧劑及泡沫塑料的生產(chǎn)和使用過程中回收CFC, 從PVC加工中回收
12、氯乙烯單體。此技術(shù)非常有前途,隨著新高效膜的出現(xiàn)和系統(tǒng)造價(jià)的降低,它會(huì)成為一種重要的回收手段。2、消除技術(shù)(1)熱氧化 熱氧化系統(tǒng)就是火焰氧化器,通過燃燒來消除有機(jī)物的,其操作溫度高達(dá)7001,000。這樣不可避免地具有高的燃料費(fèi)用,為降低燃料費(fèi)用,需要回收離開氧化器的排放氣中的熱量?;厥諢崃坑袃煞N方式,傳統(tǒng)的間壁式換熱和新的非穩(wěn)態(tài)蓄熱換熱技術(shù)。 間壁式熱氧化是用列管或板式間壁換熱器來捕獲凈化排放氣的熱量,它可以回收4070的熱能,并用回收的熱量來預(yù)熱進(jìn)入氧化系統(tǒng)的有機(jī)廢氣。預(yù)熱后的廢氣再通過火焰來達(dá)到氧化溫度,進(jìn)行凈化,間壁換熱的缺點(diǎn)是熱回收效率不高。蓄熱式熱氧化(簡(jiǎn)稱RTO)回收熱量采用一
13、種新的非穩(wěn)態(tài)熱傳遞方式。主要原理是:有機(jī)廢氣和凈化后的排放氣交替循環(huán),通過多次不斷地改變流向,來最大限度地捕獲熱量,蓄熱系統(tǒng)提供了極高的熱能回收。 在 某個(gè)循環(huán)周期內(nèi),含VOC的有機(jī)廢氣進(jìn)入RTO系統(tǒng),首先進(jìn)入耐火蓄熱床層1(該床層已被前一個(gè)循環(huán)的凈化氣加熱),廢氣從床層1吸收熱能使溫度升高,然 后進(jìn)入氧化室;VOC在氧化室內(nèi)被氧化成CO2和H2O,廢氣得到凈化;氧化后的高溫凈化氣離開燃燒室,進(jìn)入另一個(gè)冷的蓄熱床層2,該床從凈化排放氣中吸 收熱量,并儲(chǔ)存起來(用來預(yù)熱下一個(gè)循環(huán)的進(jìn)入系統(tǒng)的有機(jī)廢氣),并使凈化排放氣的溫度降低。此過程進(jìn)行到一定時(shí)間,氣體流動(dòng)方向被逆轉(zhuǎn)、有機(jī)廢氣從床層 2進(jìn)入系統(tǒng)
14、。此循環(huán)不斷地吸收和放出熱量,作為熱阱的蓄熱床也不斷地以進(jìn)口和出口的操作方式改變,產(chǎn)生了高效熱能回收,熱回收率可高達(dá)95,VOC的消 除率可達(dá)99。(2)催化燃燒 催化燃燒是一種類似熱氧化的方式來處理VOC的,它凈化有機(jī)物是用鉑、鈀等貴金屬催化劑及過渡金屬氧化物催化劑來代替火焰,操作溫度較熱氧化低一半,通常為 250500。由于溫度降低,允許使用標(biāo)準(zhǔn)材料來代替昂貴的特殊材料,大大地降低設(shè)備費(fèi)用和操作費(fèi)用。與熱氧化相似,系統(tǒng)仍可分為間壁式和蓄熱式兩 類熱量回收方式。 間壁式催化燃燒是在催化床后設(shè)一個(gè)換熱器,該換熱器在降低排放氣溫度的同時(shí),也預(yù)熱含VOC的有機(jī)廢氣,其熱回收達(dá)6075。該類氧化器早
15、已用于工業(yè)過程。 蓄熱催化燃燒(簡(jiǎn)稱為RCO)是一種新的催化技術(shù)。它具有RTO高效回收能量的特點(diǎn)和催化反應(yīng)的低溫操作及能量有效性的優(yōu)點(diǎn),將催化劑置于蓄熱材料的頂部,來使凈化達(dá)到最優(yōu),其熱回收率高達(dá)9598。 RCO系統(tǒng)性能的關(guān)鍵是使用專用的催化劑,浸漬在鞍狀或是蜂窩狀陶瓷上的貴金屬或過渡金屬催化劑,允許氧化發(fā)生在RTO系統(tǒng)溫度的一半,既降低了燃料消耗,又降低了設(shè)備造價(jià)。 現(xiàn)在,有的國(guó)家已經(jīng)開始使用RCO技術(shù)進(jìn)行有機(jī)廢氣的消除處理,很多RTO設(shè)備已開始轉(zhuǎn)變成RCO,這樣可以削減操作費(fèi)用達(dá)3375,并增加排放氣流量達(dá)2040。(3)集成技術(shù)(炭吸附催化氧化) 對(duì) 于大流量、低濃度的有機(jī)廢氣,單一使
16、用上述方法處理費(fèi)用太高,不經(jīng)濟(jì)。利用炭吸附具有處理低濃度和大氣量的優(yōu)勢(shì),先用活性炭捕獲廢氣中的有機(jī)物,然后用小 得多流量的熱空氣來脫附,這樣可使VOC富集1015倍,大大地減少了處理廢氣的體積,使后處理設(shè)備的規(guī)模也大幅度地降低。把濃縮后的氣體送到催化燃燒 裝置中,利用催化燃燒適于處理較高濃度的特點(diǎn)來消除VOC。催化燃燒放出的熱量可以通過間壁換熱器,來預(yù)熱進(jìn)入炭吸附床的脫附氣,降低系統(tǒng)的能量需要量。 該技術(shù)利用炭吸附處理低濃度和大氣量的持點(diǎn),又利用催化床處理適中流量、高濃度的優(yōu)勢(shì),形成一種非常有效的集成技術(shù)。國(guó)內(nèi)也已開始利用此技術(shù),用于噴漆、印刷和制鞋等排放大流量、低濃度有機(jī)廢氣行業(yè)的治理。消除
17、技術(shù)的使用范圍:(1)熱氧化熱氧化系統(tǒng)在7001000下操作,適于流量為200050,000m3/h,VOC濃度為1002000PPM的情況。 間壁式較蓄熱式的優(yōu)點(diǎn)是,用簡(jiǎn)單的金屬換熱器來捕獲熱量,僅在幾分鐘即達(dá)到所需的操作條件,最適于循環(huán)操作。 蓄熱熱氧化具有非常高的氧化溫度,可以處理難以熱分解的有機(jī)物,該系統(tǒng)9899的VOC消除率是很常見的。熱回收效率為8595。僅需少量或不需燃料即可運(yùn)行,特別是對(duì)具有相對(duì)低VOC含量的氣體,它們比間壁熱氧化費(fèi)用更低。 熱氧化的缺點(diǎn)是:在高溫燃燒中產(chǎn)生了NOx,它也為危險(xiǎn)排放物,需要進(jìn)一步治理;較慢的熱反應(yīng);不能滿意地處理鹵化物,必需加后處理裝置洗滌塔,來
18、處理酸性氣體;進(jìn)氣濃度不能25LEL;高的設(shè)備投資費(fèi)用。(2)催化氧化 催化氧化是在比熱氧化低的溫度下進(jìn)行,通常為250500,其處理能力為200020,000m3/h,適于VOC濃度為1002000 PPM,其消除效率高達(dá)95以上。低的操作溫度結(jié)合間壁換熱器,可以降低啟動(dòng)所需的燃料。 催 化燃燒較熱氧化有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):反應(yīng)溫度較熱氧化低一半,節(jié)省了燃料;停留時(shí)間短,降低了設(shè)備尺寸;由于燃料減少,生成的CO也少,CO和VOC一起被 轉(zhuǎn)換;較熱氧化系統(tǒng)需更少的啟動(dòng)和冷卻時(shí)間;低的操作溫度,排除了NOx的生成;因溫度降低,允許使用標(biāo)準(zhǔn)材料來代替昂貴的特殊材料,RCO系統(tǒng)的 整個(gè)機(jī)械壽命將增加。 催化氧
19、化也有不足:催化劑易被重金屬或顆粒覆蓋而失活;處理鹵化物和硫化物時(shí),會(huì)產(chǎn)生酸性氣體,需用洗滌塔進(jìn)一步處理;廢催化劑如不能循環(huán)使用,也要處理;進(jìn)氣濃度不能25。(3)集成技術(shù)(炭吸附催化燃燒) 炭吸附進(jìn)行VOC回收已廣泛用于噴漆、印刷和電子工業(yè)等行業(yè),消除率可達(dá)9095,但對(duì)低濃度廢氣,從經(jīng)濟(jì)上考慮,回收不經(jīng)濟(jì),故采用消除技術(shù)。 集成技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)就是用較低的費(fèi)用來處理低濃度、大氣量的廢氣,通過濃縮廢氣,降低了需處理廢氣的體積,用較小體積的催化燃燒氧化器來處理大流量的廢氣,降低設(shè)備費(fèi)用和操作費(fèi)用。 該法也有不足,此技術(shù)均不適合廢氣中含有高活性、易反應(yīng)的VOC和相對(duì)濕度大于50的情況,對(duì)含鹵化合物的廢
20、氣仍需使用后處理設(shè)備。 由此可見,上述各種方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)和適用對(duì)象,現(xiàn)對(duì)其中幾種常用方法的優(yōu)缺點(diǎn)匯總比較如下。熱力燃燒法TO 1. 凈化效率高2. 可凈化各種有機(jī)廢氣,不需要預(yù)處理,不穩(wěn)定因素少,可靠性高3. 在廢氣濃度高、設(shè)計(jì)合理的條件下,可回用熱能1. 處理溫度高,能耗大2. 存在二次污染3. 燃燒裝置、燃燒室、熱回收裝置造價(jià)高,維修較難4. 處理大流量、低濃度廢氣能耗過大,運(yùn)行費(fèi)用高RTO1. 具有TO的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn),但對(duì)復(fù)雜的有機(jī)廢氣需要預(yù)處理2. 能耗遠(yuǎn)低于TO,可處理大流量低濃度廢氣 1. 處理溫度比TO低,但仍較高,因而仍有少量二次污染2. 造價(jià)較高3. 占地面積大催化燃燒法 CO
21、1. 凈化效率高,無二次污染2. 能耗較低,在相同條件下約比TO低50%,因而運(yùn)行費(fèi)用低 1. 用電能預(yù)熱時(shí),不能處理低濃度廢氣2. 催化劑成本高,且有使用壽命限制3. 復(fù)雜廢氣需預(yù)處理RCO 1. 凈化效率高,無二次污染2. 在各種燃燒法中能耗最低,廢氣濃度在1-1.5g/m3時(shí)即能無耗運(yùn)行3. 能處理各種有機(jī)廢氣 1. 整體式占地面積小,但維修困難2. 分體式占地面積大3. 整體式不宜用于高濃度(4g/m3),否則催化床會(huì)超溫4. 復(fù)雜廢氣需預(yù)處理吸附法1. 可凈化大流量低濃度廢氣2. 對(duì)單一品種廢氣可回收溶劑3. 運(yùn)行費(fèi)用較低1. 吸附劑需補(bǔ)充和再生2. 對(duì)溫度較高廢氣需先行冷卻3. 復(fù)
22、雜廢氣需預(yù)處理4. 管理不便5. 存在二次污染6. 安全性差吸收法 1. 對(duì)親水性溶劑蒸汽用水作吸附劑時(shí),設(shè)備費(fèi)用低,運(yùn)行費(fèi)低,安全2. 可用油、酯等吸收苯類廢氣,凈化率高3. 適用于大流量低濃度廢氣 1. 用水作吸附劑時(shí),需要對(duì)產(chǎn)生的廢水進(jìn)行處理2. 吸收、脫吸控制管理復(fù)雜(二)低濃度、大風(fēng)量有機(jī)廢氣的治理技術(shù)在使用有機(jī)溶劑的行業(yè)中,象汽車涂裝、印刷等工業(yè)排放的有機(jī)廢氣,其特點(diǎn)是有機(jī)溶劑濃度低、風(fēng)量大,若采用上述方法都將使用龐大的設(shè)備,耗用大量經(jīng)費(fèi)。目前世界上對(duì)這類低濃度、大風(fēng)量的有機(jī)廢氣,主要采用下面幾種方法進(jìn)行治理。(1)蜂窩輪式濃縮系統(tǒng)這種系統(tǒng)于19771979年由日本開發(fā)成功,瑞典的
23、Munter、Zeol公司也于19851986年開發(fā)成功并銷售。1990年左右隨著對(duì)有機(jī)溶劑 排放實(shí)行更嚴(yán)格的總量控制后,歐美地區(qū)也從日本引進(jìn)該技術(shù),其市場(chǎng)急劇擴(kuò)大。該系統(tǒng)采用蜂窩輪,連續(xù)不斷地將低濃度、大風(fēng)量的排氣中的有機(jī)溶劑吸附、分 離。然后,再用小風(fēng)量的熱風(fēng)脫附得到高濃度、小風(fēng)量的含有機(jī)溶劑氣體。濃縮后的氣體再與小型的催化燃燒或活性炭回收裝置組合,構(gòu)成經(jīng)濟(jì)的處理系統(tǒng)。該系統(tǒng) 的關(guān)鍵部件是一圓筒形吸附輪,其是由活性炭或疏水性沸石加工成波紋狀,再卷制形成蜂窩構(gòu)造。整個(gè)蜂窩輪分為吸附區(qū)和再生區(qū),工作中以非常低的速度連續(xù)轉(zhuǎn) 動(dòng),含有機(jī)溶劑的廢氣通過吸附區(qū)時(shí)有機(jī)溶劑被吸附,凈化氣體排出。輪子吸附的
24、有機(jī)溶劑,隨著輪的轉(zhuǎn)動(dòng)被送到再生區(qū),由120140的熱風(fēng)加熱脫附,隨 熱風(fēng)排出。由于脫附風(fēng)量遠(yuǎn)小于吸附風(fēng)量,因此脫附后氣體中的有機(jī)溶劑濃度可以增加1020倍。脫附后的排氣只要用吸附風(fēng)量十幾分之一的裝置就可以進(jìn)行處 理了。該系統(tǒng)體積小,費(fèi)用低,在國(guó)外已成為治理低濃度、大風(fēng)量有機(jī)廢氣的首選方法,并得到廣泛應(yīng)用。但其引進(jìn)價(jià)格昂貴,在我國(guó)推廣經(jīng)濟(jì)上難以承受。國(guó)內(nèi)有 的研究單位取其凈化工藝的優(yōu)點(diǎn),將主要設(shè)備進(jìn)行改造使之適用我國(guó)。如研究采取了以數(shù)個(gè)填充了蜂窩狀活性炭的固定吸附濃縮裝置,取代蜂窩輪濃縮裝置的辦法, 通過數(shù)個(gè)固定床之間的吸附,脫附過程切換,完成蜂窩輪轉(zhuǎn)動(dòng)所起的作用。因這種方法沒有轉(zhuǎn)動(dòng)部件,不存
25、在動(dòng)密封問題,所以設(shè)備制造簡(jiǎn)單,維修方便,價(jià)格便宜 并發(fā)揮了原工藝中濃縮作用的優(yōu)點(diǎn)。在郵電部郵票印制局引進(jìn)法國(guó)六色印刷機(jī)廢氣治理中,采用該工藝設(shè)備完成了處理風(fēng)量2100030000 m3h規(guī)模的微機(jī)全自動(dòng)控制工業(yè)試驗(yàn),通過2年的運(yùn)行考驗(yàn),取得滿意結(jié)果。為我國(guó)治理低濃度、大風(fēng)量有機(jī)廢氣提供了一種適用的方法。(2)液體吸收法該法是通過有機(jī)廢氣與液體吸收劑接觸,使其中的有機(jī)溶劑被吸收劑所吸收,再經(jīng)解吸,將有機(jī)溶劑除去或回收,井使吸收劑獲得再生重復(fù)利用。由于工藝中可選用比吸附,催化燃燒裝置處理氣體能力大數(shù)倍的塔式吸收設(shè)備,因而設(shè)備的體積可做得小很多,設(shè)備費(fèi)也低。但很難找到理想吸收劑,原因是有機(jī)溶劑一般
26、都屬非極性物質(zhì),它們與極性的水分子之間將產(chǎn)生互相排斥作用而難以溶解,而對(duì)有機(jī)溶劑溶解度較大的油類或芳烴萃取劑,一般價(jià)格較高,有些還有異味。國(guó)內(nèi)曾有人研究在水中添加表面活性劑等活性組分的辦法,來提高對(duì)有機(jī)溶劑的溶解度。研究表明,以這種吸收劑來處理含苯噴漆尾氣是可行的,但這一實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果未得到推廣應(yīng) 用,這可能與吸收容量很有限的吸收劑的再生問題尚未解決有關(guān)。國(guó)內(nèi)前些年使用以柴油等油類及芳烴萃取劑為吸收液的有機(jī)廢氣吸收裝置,曾在工業(yè)上有些應(yīng)用實(shí) 例,但都因吸收劑本身損耗大造成運(yùn)行成本高或飽和后的吸收劑無法處理而下馬。液體吸收法在國(guó)外使用也很少,報(bào)導(dǎo)亦不多。曾見有關(guān)日本印刷廠使用液體吸收法 的報(bào)導(dǎo),使用的吸收劑是含有催化劑的液體,使用結(jié)果運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較低,但有待進(jìn)一步提高效率。由于液體吸收尚存在諸多問題有待解決,使其應(yīng)用受到限制。(3)生物處理法生 物脫臭從20世紀(jì)4050年代開始就在德國(guó)和美國(guó)開發(fā)成功。在日本也在1970年左右開始進(jìn)行土壤脫臭法和活性污泥脫臭法的研究,并已開發(fā)出各種裝置, 得到實(shí)際應(yīng)用。該方法是由微生物將有機(jī)溶劑分解。因耗能非常低,運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)也很便宜而受到人們重視,特別是在歐洲,以德國(guó)為中心進(jìn)行技術(shù)開發(fā),應(yīng)用實(shí)例逐漸增 多。其缺點(diǎn)是對(duì)各種有機(jī)溶劑具有選擇
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