有機(jī)廢氣的處理工藝

揮發(fā)性有機(jī)廢氣的凈化1揮發(fā)性有機(jī)廢氣的特點(diǎn)有機(jī)廢氣的綜合防治措施治理技術(shù)工藝流程發(fā)展前景主要內(nèi)容2整理課件

1、揮發(fā)性有機(jī)廢氣的特點(diǎn)工業(yè)生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生各種有機(jī)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(jī)廢氣通過(guò)呼吸道和皮膚進(jìn)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(shí)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。3常見揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）：苯類有機(jī)物多損害人的中樞神經(jīng)，造成神經(jīng)系統(tǒng)障礙，當(dāng)苯蒸氣濃度過(guò)高時(shí)(空氣中含量達(dá)2％)，可以引起致死性的急性中毒；多環(huán)芳烴有機(jī)物有強(qiáng)烈的致癌性；戊醇引起頭痛、嘔吐、腹瀉等；丙烯醛對(duì)粘膜有強(qiáng)烈的刺激；二苯胺、聯(lián)苯胺等進(jìn)入人體可以造成缺氧癥。4整理課件2、有機(jī)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(yùn)行條件-更換設(shè)備等末端治理為主的控制性措施5整理課件3、VOCS治理技術(shù)有機(jī)廢氣的治理方法主要有兩類：回收法：回收法是通過(guò)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(lái)分離揮發(fā)性有機(jī)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(guò)化學(xué)或生物反應(yīng)，用光、熱、催化劑和微生物等將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳。如催化燃燒法。6整理課件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(jì)性7整理課件3.2常見的方法及適用范圍8整理課件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(wú)害物質(zhì)的過(guò)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(shí)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(shí)熱值較高的廢氣。9整理課件一、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(dāng)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(shí)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。10整理課件采用窯、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(guò)一定裝置將廢氣導(dǎo)入鍋爐爐作為燃料氣進(jìn)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?dú)猓贿m用于處理低濃度廢氣。火炬燃燒：不僅產(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。11整理課件直接燃燒法工藝流程圖12整理課件二、熱力燃燒法1、適用條件：適用于可燃有機(jī)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(jī)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(jìn)行熱力燃燒時(shí)，一般燃燒其他的燃料，如煤氣、天然氣、油等，來(lái)提高廢氣的溫度，達(dá)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?dú)狻?3整理課件熱力燃燒過(guò)程輔助燃料燃燒提供熱量。廢氣與高溫燃?xì)饣旌线_(dá)到反應(yīng)溫度。在反應(yīng)溫度下，保持廢氣有足夠的停留時(shí)間，使廢氣中可燃的有害組分氧化分解達(dá)到凈化排氣目的。14整理課件過(guò)程圖解15整理課件工藝示意圖16整理課件三、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(jī)廢氣凈化。3、優(yōu)缺點(diǎn)：催化燃燒器凈化率高、工作溫度低、能量消耗少、對(duì)可燃組分濃度和熱值限制少，操作簡(jiǎn)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。17整理課件具有熱回收裝置的催化燃燒器18整理課件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。19整理課件3.2.2吸附法吸附法凈化過(guò)程是將有機(jī)廢氣由排氣風(fēng)機(jī)送人吸附床，有機(jī)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(guò)程；當(dāng)吸附床內(nèi)吸附劑所吸附的有機(jī)物達(dá)到允許的吸附時(shí)．該吸附床已經(jīng)不能再進(jìn)行吸附操作而轉(zhuǎn)入脫附再生。20整理課件吸附法特點(diǎn)可以較徹底地凈化廢氣，即可進(jìn)行深度凈化，尤其是對(duì)于低濃度廢氣的凈化，比其它方法表現(xiàn)出更大的優(yōu)勢(shì)。在不使用深冷、高壓等的手段下，可以有效地回收有價(jià)值的有機(jī)物組分。由于吸附劑對(duì)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(jī)溶劑廢氣，且效果好，工藝成熟。21整理課件吸附劑的選擇

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(jī)物種類很多，吸附容量較大，尤其是存在有機(jī)廢氣的情況下可對(duì)混合氣體中的有機(jī)組分進(jìn)行選擇性吸附。但有部分VOCs不易解吸，不宜用活性炭吸附。22整理課件活性炭吸附：適用條件：活性炭吸附法適用于大風(fēng)量，低濃度、溫度不高的有機(jī)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(diǎn)：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(guò)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(dá)到凈化的目的。23整理課件活性炭吸附特殊情況：24整理課件活性炭吸附系統(tǒng)流程：25整理課件26整理課件活性炭吸附法的優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：易于回收有機(jī)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(diǎn)：不耐高溫，在濕潤(rùn)的條件下不能保持很好的吸附能力；易燃，較快達(dá)到飽和吸附而失去效用，吸跗刺需定期更換；其次，吸附法會(huì)產(chǎn)生二次固體或液體污染物。27整理課件吸附法吸附工藝

常用有機(jī)廢氣凈化回收系統(tǒng)，包括：預(yù)處理部分：預(yù)先除去進(jìn)氣中的固體顆粒物及液滴，并降低進(jìn)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(duì)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。28整理課件工藝流程圖：29整理課件3.2.3吸收法原理：利用液體吸收液與有機(jī)廢氣的相似相溶性原理而達(dá)到處理有機(jī)廢氣的目的。適用條件：一般用于凈化水溶性有機(jī)物。優(yōu)缺點(diǎn)：該處理方法投資費(fèi)用較少，運(yùn)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?xì)浠衔飶U氣的方法中它沒(méi)有后兩者用途廣泛。影響吸收法應(yīng)用范圍的主要因素：對(duì)有機(jī)蒸氣吸收一般為物理吸收，吸收劑的吸收容量有限。30整理課件吸收法的特點(diǎn)在吸收法的運(yùn)用過(guò)程中，廢氣中的固體顆粒物和膠黏物，在氣液接觸時(shí)能被捕集，且膠黏物在油中呈稀膠狀，不會(huì)堵塞設(shè)備和管道。顆粒物和膠黏物能通過(guò)沉淀從油中分離，由于有機(jī)溶劑在柴油中的溶解度大，吸收過(guò)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(jī)溶劑廢氣，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、分離效果好、油霧帶出少等優(yōu)點(diǎn)。而且對(duì)含有有機(jī)蒸氣的濃度不高，并含有少量的顆粒物的廢氣。31整理課件常見工藝圖32整理課件33整理課件34整理課件吸收法注意事項(xiàng)保持正常的塔速、供液量。若塔速過(guò)高，會(huì)引起帶霧量增大甚至造成液泛；當(dāng)供液量過(guò)小時(shí)，影響吸收效率；供液量過(guò)大時(shí)，填料層阻力過(guò)大，也會(huì)引起液泛；應(yīng)及時(shí)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(shí)清洗填料。35整理課件3.2.4生物法生物法處理VOCs原理：微生物將有機(jī)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(zhǎng)系統(tǒng)）、生物滴濾塔（附著生長(zhǎng)系統(tǒng)）、生物過(guò)濾塔（附著生長(zhǎng)系統(tǒng)）。優(yōu)缺點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、無(wú)二次污染，但反應(yīng)裝置占地面積大、反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)。36整理課件生物法處理VOCs步驟①?gòu)U氣中的有機(jī)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(jī)污染物成分在濃度差的推動(dòng)下進(jìn)一步擴(kuò)散到生物膜，進(jìn)而被微生物捕獲并吸收；③微生物以有機(jī)物為能源或碳源進(jìn)行生長(zhǎng)代謝，從而將其分解為簡(jiǎn)單無(wú)毒的無(wú)機(jī)物(如C02和H20)和低毒的有機(jī)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(guò)擴(kuò)散進(jìn)入大氣。37整理課件工藝流程圖生物洗滌塔38整理課件生物滴濾塔39整理課件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(shí)間內(nèi)進(jìn)行大量的氯氟烴等氣體的處理。此過(guò)程采用兩個(gè)系統(tǒng)，第一個(gè)系統(tǒng)利用高頻等離子體急速加熱，使溫度達(dá)10000℃利用等離子體的化學(xué)作用與水蒸汽接觸進(jìn)行分解的超高溫加水系統(tǒng)；第二個(gè)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。40整理課件3.2.6冷凝法特點(diǎn)：適于廢氣體積分?jǐn)?shù)10-2以上的有機(jī)蒸氣常作為其它方法的前處理41整理課件冷凝原理：冷凝溫度處于露點(diǎn)和泡點(diǎn)溫度之間；越接近泡點(diǎn)，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。42整理課件4、VOCS處理技術(shù)前景展望隨著人類對(duì)環(huán)境越來(lái)越重視，對(duì)有機(jī)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(jī)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)。43整理課件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(guò)周期性的壓力變化過(guò)程實(shí)現(xiàn)氣體的分離與凈化。44整理課件PSA技術(shù)特點(diǎn)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(jī)產(chǎn)品純度可到達(dá)97％～99％3．工藝流程簡(jiǎn)單：可實(shí)現(xiàn)多種氣體的分離，此工藝對(duì)雜質(zhì)有較強(qiáng)的承受能力，無(wú)須復(fù)雜的預(yù)處理工序4．自動(dòng)化程度高：裝置的運(yùn)行有計(jì)算機(jī)控制，操作方便，啟動(dòng)后短時(shí)間內(nèi)便可得到合格的產(chǎn)品45整理課件5．適應(yīng)性強(qiáng)：變壓吸附裝置稍加調(diào)節(jié)就可以變換生產(chǎn)能力，改變?cè)现械碾s質(zhì)含量和進(jìn)口壓力等工藝條件。6．吸附劑使用周期長(zhǎng)：一般使用10a以上，且稍加新的吸附劑就可以延長(zhǎng)使用，檢修時(shí)間少，開工率高7．設(shè)備適應(yīng)性強(qiáng)：可在室外常溫下運(yùn)行，不需絕熱保溫或加熱及冷卻