有機廢氣的處理工藝

有機廢氣的處理工藝第1頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五

1、揮發(fā)性有機廢氣的特點工業(yè)生產(chǎn)中會產(chǎn)生各種有機物廢氣，主要包括苯類、各種烴類、醇類、醛類、胺類、酮類和酸類等。揮發(fā)性有機廢氣通過呼吸道和皮膚進入人體后，能給人的呼吸、血液、肝臟等系統(tǒng)和器官造成暫時性和永久性病變，尤其是苯并芘類多環(huán)芳烴能使人體直接致癌。2第2頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五常見揮發(fā)性有機物（VOCs）：苯類有機物多損害人的中樞神經(jīng)，造成神經(jīng)系統(tǒng)障礙，當苯蒸氣濃度過高時(空氣中含量達2％)，可以引起致死性的急性中毒；多環(huán)芳烴有機物有強烈的致癌性；戊醇引起頭痛、嘔吐、腹瀉等；丙烯醛對粘膜有強烈的刺激；二苯胺、聯(lián)苯胺等進入人體可以造成缺氧癥。第3頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五2、有機廢氣的綜合防治措施VOCs控制技術(shù)可分為兩類：防止泄漏為主的預(yù)防性措施：-替換原材料-改變運行條件-更換設(shè)備等末端治理為主的控制性措施第4頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五3、VOCS治理技術(shù)有機廢氣的治理方法主要有兩類：回收法：回收法是通過物理方法，在一定溫度、壓力下，用選擇性吸附劑和選擇性滲透膜等方法來分離揮發(fā)性有機化合物(V0Cs)。主要包括吸附法、冷凝法、等離子體分解法、吸收法和生物膜法等。消除法：消除法是通過化學或生物反應(yīng)，用光、熱、催化劑和微生物等將有機物轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳。如催化燃燒法。第5頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五3.1凈化方法的選擇原則一、污染物的性質(zhì)易氧化、燃燒——燃燒法相似相容——吸收法可被吸附——吸附法二、污染物濃度濃度高——直接燃燒濃度低——催化燃燒、熱力燃燒、吸附法等三、生產(chǎn)的具體情況及凈化要求四、經(jīng)濟性第6頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五3.2常見的方法及適用范圍第7頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五3.2.1燃燒法燃燒法：用燃燒方法銷毀有害氣體、蒸氣或煙塵，使其變?yōu)闊o害物質(zhì)的過程。最終產(chǎn)物主要是二氧化碳和水，不能回收到有用物質(zhì)，但由于燃燒時放出大量的熱，排氣溫度很高可以回收熱量。適用條件：適用于凈化那些可燃有害組分濃度高的有害氣體，或是用于凈化有害組分燃燒時熱值較高的廢氣。第8頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五一、直接燃燒法

1、定義：直接燃燒法也稱直接火焰燃燒法，把廢氣中可燃的有害組分當做燃料直接燒掉。

2、適用條件：一般適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高的廢氣。

3、主要工藝：該法可采用如窯、爐等設(shè)備的直接燃燒，或者火炬燃燒。第9頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五采用窯、爐等設(shè)備的直接燃燒：直接燃燒的設(shè)備可以采用一般的燃燒爐、窯，或通過一定裝置將廢氣導(dǎo)入鍋爐爐作為燃料氣進行燃燒。燃燒溫度一般需在1100℃左右，其最終產(chǎn)物為二氧化碳、水、氮氣，不適用于處理低濃度廢氣?；鹁嫒紵翰粌H產(chǎn)生了大量的有害氣體、煙塵及熱輻射而危害環(huán)境，并且造成了有用燃料氣的大量損失，盡量減少和預(yù)防火炬燃燒。第10頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五直接燃燒法工藝流程圖第11頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五二、熱力燃燒法1、適用條件：適用于可燃有機物質(zhì)含量較低的廢氣的凈化處理。由于該類廢氣中可燃有機組分的含量很小，因此，廢氣本身不能燃燒，并且其中的可燃組分燃燒后放出的熱量很低，不能維持燃燒。2、燃料要求：在進行熱力燃燒時，一般燃燒其他的燃料，如煤氣、天然氣、油等，來提高廢氣的溫度，達到熱力燃燒所需的溫度，把其中氣態(tài)污染物氧化為二氧化碳、水、氮氣。第12頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五熱力燃燒過程輔助燃料燃燒提供熱量。廢氣與高溫燃氣混合達到反應(yīng)溫度。在反應(yīng)溫度下，保持廢氣有足夠的停留時間，使廢氣中可燃的有害組分氧化分解達到凈化排氣目的。第13頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五過程圖解第14頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五工藝示意圖第15頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五三、催化燃燒法1、定義：在催化劑的作用下，將廢氣中的有害可燃組分完全氧化為二氧化碳和水2、適用條件：用于金屬印刷、絕緣材料、漆包線、煉焦、化工等行業(yè)中有機廢氣凈化。3、優(yōu)缺點：催化燃燒器凈化率高、工作溫度低、能量消耗少、對可燃組分濃度和熱值限制少，操作簡便和安全性好。有的氣體燃燒條件苛刻，需高溫、高空和高水蒸氣分壓，因此催化劑必須具備較高的活性、高熱穩(wěn)定性和較高的水熱穩(wěn)定性，以及一定的抗中毒能力。第16頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五具有熱回收裝置的催化燃燒器第17頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五催化燃燒常見的流程示意圖主要催化劑：較多的是Pd、Pt、Rh、Au等貴金屬催化劑和金屬氧化物催化劑。第18頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五3.2.2吸附法吸附法凈化過程是將有機廢氣由排氣風機送人吸附床，有機廢氣在吸附床被吸附劑吸附而使氣體得到凈化，凈化后的氣體排向大氣即完成凈化過程；當吸附床內(nèi)吸附劑所吸附的有機物達到允許的吸附時．該吸附床已經(jīng)不能再進行吸附操作而轉(zhuǎn)入脫附再生。第19頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五吸附法特點可以較徹底地凈化廢氣，即可進行深度凈化，尤其是對于低濃度廢氣的凈化，比其它方法表現(xiàn)出更大的優(yōu)勢。在不使用深冷、高壓等的手段下，可以有效地回收有價值的有機物組分。由于吸附劑對被吸附組分吸附容量的限制，吸附法最適于凈化低濃度的有機溶劑廢氣，且效果好，工藝成熟。第20頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五吸附劑的選擇

吸附劑常用活性炭、硅膠、分子篩等，其中應(yīng)用最廣泛的、效果最好的吸附劑是活性炭:可吸附的有機物種類很多，吸附容量較大，尤其是存在有機廢氣的情況下可對混合氣體中的有機組分進行選擇性吸附。但有部分VOCs不易解吸，不宜用活性炭吸附。第21頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五活性炭吸附：適用條件：活性炭吸附法適用于大風量，低濃度、溫度不高的有機廢氣治理。吸附劑種類：有多孔炭材料、蜂窩狀活性炭、球狀活性炭、活性炭纖維、新型活性炭以及分子篩、沸石、多孔粘土礦石、活性氧化鋁和硅膠等。吸附劑特點：活性炭多呈粉末狀或顆粒狀，大部分情況下不能直接用于各種凈化設(shè)備中，經(jīng)過特殊的工藝處理后。能產(chǎn)生豐富的微孔結(jié)構(gòu)，這些微孔能夠依靠分子力，吸附各種有害的氣體和液體分子，從而達到凈化的目的。第22頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五活性炭吸附特殊情況：10/24/2022第23頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五活性炭吸附系統(tǒng)流程：第24頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五第25頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五活性炭吸附法的優(yōu)缺點：

優(yōu)點：易于回收有機溶劑，因此被廣泛地應(yīng)用于化工、噴漆、印刷、輕工等行業(yè)的有執(zhí)廢氣如苯類、酮類的治理。缺點：不耐高溫，在濕潤的條件下不能保持很好的吸附能力；易燃，較快達到飽和吸附而失去效用，吸跗刺需定期更換；其次，吸附法會產(chǎn)生二次固體或液體污染物。第26頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五吸附法吸附工藝

常用有機廢氣凈化回收系統(tǒng)，包括：預(yù)處理部分：預(yù)先除去進氣中的固體顆粒物及液滴，并降低進氣溫度吸附部分：一般用吸附器并聯(lián)或串聯(lián)吸附劑再生部分：常用水蒸氣脫附法使活性炭再生溶劑回收部分：不溶水的溶劑可與水分層，易于回收，水溶性溶劑需采用精餾法回收，對處理量小的水溶性溶劑也可與水一起摻入煤炭中送入鍋爐燒掉。第27頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五工藝流程圖：第28頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五3.2.3吸收法原理：利用液體吸收液與有機廢氣的相似相溶性原理而達到處理有機廢氣的目的。適用條件：一般用于凈化水溶性有機物。優(yōu)缺點：該處理方法投資費用較少，運行成本也較低，因而在一些中小型企業(yè)中的應(yīng)用比較廣泛。但與催化燃燒法、吸附法相比，在治理碳氫化合物廢氣的方法中它沒有后兩者用途廣泛。影響吸收法應(yīng)用范圍的主要因素：對有機蒸氣吸收一般為物理吸收，吸收劑的吸收容量有限。第29頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五吸收法的特點在吸收法的運用過程中，廢氣中的固體顆粒物和膠黏物，在氣液接觸時能被捕集，且膠黏物在油中呈稀膠狀，不會堵塞設(shè)備和管道。顆粒物和膠黏物能通過沉淀從油中分離，由于有機溶劑在柴油中的溶解度大，吸收過程的控制因素是氣膜阻力，所以采用液相分散型吸收設(shè)備。填料塔用于處理有機溶劑廢氣，具有設(shè)備簡單、分離效果好、油霧帶出少等優(yōu)點。而且對含有有機蒸氣的濃度不高，并含有少量的顆粒物的廢氣。第30頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五常見工藝圖第31頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五第32頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五第33頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五吸收法注意事項保持正常的塔速、供液量。若塔速過高，會引起帶霧量增大甚至造成液泛；當供液量過小時，影響吸收效率；供液量過大時，填料層阻力過大，也會引起液泛；應(yīng)及時解析或更換吸收劑；經(jīng)常排出沉淀物，保持吸收劑的清潔；定時清洗填料。第34頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五3.2.4生物法生物法處理VOCs原理：微生物將有機成分作為碳源和能源，并將其分解為CO2和H2O。生物法處理VOCs工藝：生物洗滌塔（懸浮生長系統(tǒng)）、生物滴濾塔（附著生長系統(tǒng)）、生物過濾塔（附著生長系統(tǒng)）。優(yōu)缺點：設(shè)備簡單、投資少、運行費用低、無二次污染，但反應(yīng)裝置占地面積大、反應(yīng)時間較長。第35頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五生物法處理VOCs步驟①廢氣中的有機污染物首先與水接觸，并溶解于水中；②溶解于液膜中的有機污染物成分在濃度差的推動下進一步擴散到生物膜，進而被微生物捕獲并吸收；③微生物以有機物為能源或碳源進行生長代謝，從而將其分解為簡單無毒的無機物(如C02和H20)和低毒的有機物；④生物代謝產(chǎn)物一部分重新回到液相，一部分氣態(tài)物質(zhì)脫離生物膜，通過擴散進入大氣。第36頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五工藝流程圖生物洗滌塔第37頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五生物滴濾塔第38頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五3.2.5等離子體分解法等離子體分解氯氟烴的技術(shù)可在短時間內(nèi)進行大量的氯氟烴等氣體的處理。此過程采用兩個系統(tǒng)，第一個系統(tǒng)利用高頻等離子體急速加熱，使溫度達10000℃利用等離子體的化學作用與水蒸汽接觸進行分解的超高溫加水系統(tǒng)；第二個系統(tǒng)是將高溫分解的排氣急冷到80℃下的排氣系統(tǒng)。該系統(tǒng)是由氯氟烴和水蒸汽的供給裝置、等離子體發(fā)生裝置、反應(yīng)爐、冷卻罐以及排水處理裝置等構(gòu)成。第39頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五3.2.6冷凝法特點：適于廢氣體積分數(shù)10-2以上的有機蒸氣常作為其它方法的前處理第40頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五冷凝原理：冷凝溫度處于露點和泡點溫度之間；越接近泡點，凈化程度越高。冷凝類型和設(shè)備：接觸冷凝、被冷凝氣體與冷卻介質(zhì)直接接觸、噴射塔、噴淋塔、填料塔、篩板塔、表面冷凝（間接冷卻）、冷凝氣體與冷卻壁接觸、列管式、翅管空冷、淋灑式、螺旋板。第41頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五4、VOCS處理技術(shù)前景展望隨著人類對環(huán)境越來越重視，對有機廢氣處理技術(shù)的研究開發(fā)力度不斷加大。除上述傳統(tǒng)的處理工藝技術(shù)外，一些新的技術(shù)也逐步被開發(fā)應(yīng)用，為有機廢氣的治理提供了更廣闊的途徑。下面介紹幾種具有發(fā)展前景的技術(shù)。第42頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五4.1變壓吸附分離與凈化的技術(shù)PSA技術(shù)是一種物理吸附法。利用氣體組分在固體吸附材料上吸附特性的差異，通過周期性的壓力變化過程實現(xiàn)氣體的分離與凈化。第43頁，共47頁，2022年，5月20日，1點5分，星期五PSA技術(shù)特點1．低能耗：本工藝所采用的壓力在O．1～2.5MPa2．純度高：回收有機產(chǎn)品純