有機(jī)廢氣治理處理技術(shù)

有機(jī)廢氣處理技術(shù)授課講師：楊保永E-mail:yby1028@163.com第一章什么是有機(jī)廢氣（VOC）學(xué)術(shù)定義正常狀態(tài)下（20℃，101.3kPa），蒸氣壓在0.1mmHg（13.3Pa）以上，沸點(diǎn)在260℃（500℉）以下的有機(jī)化學(xué)物質(zhì)。污染控制廣義：以氣態(tài)方式存在于大氣中的所有有機(jī)化合物，THC（總碳?xì)浠衔铮?、NMHC（非甲烷烴）、TOC（總有機(jī)碳）。狹義：參與大氣光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物（扣除CH4（純甲烷）及CFCs（氯氟烴）等）。有機(jī)廢氣（VOC）包含的主要物質(zhì)介紹 甲苯（Toluene）二甲苯(Xylene)對-二氯苯(para-dichlorobenzene)乙苯(Ethylbenzene)苯乙烯(Styrene)甲醛(Formaldehyde)乙醛(Acetaldehyde)含有機(jī)廢氣（VOC）的產(chǎn)品1.紡織&鞋類2.氣溶膠產(chǎn)品7.環(huán)境測試(e.g.辦公室)8.（汽）車廂&內(nèi)置部件5.油漆&油墨6.家居&木制品3.玩具4.電子電器使用各類溶劑的主要部門行業(yè)有機(jī)廢氣（VOC）排放占用比例有機(jī)廢氣（VOC）影響VOC在太陽光和熱的作用下能參與氧化氮反應(yīng)并形成臭氧，臭氧導(dǎo)致空氣質(zhì)量變差并且是夏季煙霧的主要組分。(VOC+NOx

O3)

溫室效應(yīng)氣體

-導(dǎo)致全球范圍內(nèi)的升溫VOC很容易通過血液-大腦的障礙，從而導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)受到抑制，因此當(dāng)VOC達(dá)到一定濃度時，會引起頭痛、惡心、嘔吐、乏力等癥狀，嚴(yán)重時甚至引發(fā)抽搐、昏迷，傷害肝臟、腎臟、大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，造成記憶力減退等嚴(yán)重后果VOC對人體的影響可分為三種類型：一是氣味和感官，包括感官刺激，使人感覺干燥；二是粘膜刺激和其它系統(tǒng)毒性導(dǎo)致的病態(tài)，如刺激眼粘膜、鼻粘膜、呼吸道和皮膚等；三是具有基因毒性和致癌性。（當(dāng)然，VOC對人的影響與其濃度有關(guān)）第二章針對有機(jī)廢氣

（VOC）的處理方法1、掩蔽法

處理原理：采用更強(qiáng)烈的芳香氣味與臭氣摻和，以掩蔽臭氣，使之能被人接收。適用范圍：適用于需立即地、暫時地消除低濃度惡臭氣體影響的場合，惡臭強(qiáng)度2.5左右，無組織排放源優(yōu)點(diǎn)：可盡快消除惡臭影響，靈活性大，費(fèi)用低缺點(diǎn)：惡臭成分并沒有被去除2、稀釋擴(kuò)散法

處理原理：將有臭味地氣體通過煙囪排至大氣，或用無臭空氣稀釋，降低惡臭物質(zhì)濃度以減少臭味適用范圍：適用于處理中、低濃度的有組織排放的惡臭氣體優(yōu)點(diǎn)：費(fèi)用低設(shè)備簡單缺點(diǎn)：易受氣象條件限制，惡臭物質(zhì)依然存在3、熱力燃燒法（催化燃燒法）處理原理：在高溫下惡臭物質(zhì)與燃料氣充分混和，實(shí)現(xiàn)完全燃燒適用范圍：適用于處理高濃度、小氣量的可燃性氣體優(yōu)點(diǎn)：凈化效率高，惡臭物質(zhì)被徹底氧化分解缺點(diǎn)：設(shè)備易腐蝕，消耗燃料，處理成本高，易形成二次污染4、水吸收法

處理原理：利用臭氣中某些物質(zhì)易溶于水的特性，使臭氣成分直接與水接觸，從而溶解于水達(dá)到脫臭目的適用范圍：水溶性、有組織排放源的惡臭氣體優(yōu)點(diǎn)：工藝簡單，管理方便，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低缺點(diǎn)：產(chǎn)生二次污染，需對洗滌液進(jìn)行處理；凈化效率低，應(yīng)與其他技術(shù)聯(lián)合使用，對硫醇，脂肪酸等處理效果差5、藥液吸收法

處理原理：利用臭氣中某些物質(zhì)和藥液產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的特性，去除某些臭氣成分適用范圍：適用于處理大氣量、高中濃度的臭氣優(yōu)點(diǎn)：能夠有針對性處理某些臭氣成分，工藝較成熟缺點(diǎn)：凈化效率不高，消耗吸收劑，易形成而二次污染6、吸附法

處理原理：利用吸附劑的吸附功能使惡臭物質(zhì)由氣相轉(zhuǎn)移至固相適用范圍：適用于處理低濃度，高凈化要求的惡臭氣體優(yōu)點(diǎn)：凈化效率很高，可以處理多組分惡臭氣體缺點(diǎn)：吸附劑費(fèi)用昂貴，再生較困難，要求待處理的惡臭氣體有較低的溫度和含塵量7、生物濾池式脫臭法

處理原理：惡臭氣體經(jīng)過去塵增濕或降溫等預(yù)處理工藝后，從濾床底部由下向上穿過由濾料組成的濾床，惡臭氣體由氣相轉(zhuǎn)移至水—微生物混和相，通過固著于濾料上的微生物代謝作用而被分解掉適用范圍：目前研究最多，工藝最成熟，在實(shí)際中也最常用的生物脫臭方法。又可細(xì)分為土壤脫臭法、堆肥脫臭法、泥炭脫臭法等。優(yōu)點(diǎn)：處理費(fèi)用低缺點(diǎn)：占地面積大，填料需定期更換，脫臭過程不易控制，運(yùn)行一段時間后容易出現(xiàn)問題，對疏水性和難生物降解物質(zhì)的處理還存在較大難度。8、生物滴濾池法處理原理：原理同生物濾池法類似，不過使用的濾料是諸如聚丙烯小球、陶瓷、木炭、塑料等不能提供營養(yǎng)物的惰性材料。適用范圍：只有針對某些惡臭物質(zhì)而降解的微生物附著在填料上，而不會出現(xiàn)生物濾池中混和微生物群同時消耗濾料有機(jī)質(zhì)的情況優(yōu)點(diǎn)：池內(nèi)微生物數(shù)量大，能承受比生物濾池大的污染負(fù)荷，惰性濾料可以不用更換，造成壓力損失小，而且操作條件極易控制缺點(diǎn)：需不斷投加營養(yǎng)物質(zhì)，而且操作復(fù)雜，使得其應(yīng)用受到限制9、洗滌式活性污泥脫臭法

處理原理：將惡臭物質(zhì)和含懸浮物泥漿的混和液充分接觸，使之在吸收器中從臭氣中去除掉，洗滌液再送到反應(yīng)器中，通過懸浮生長的微生物代謝活動降解溶解的惡臭物質(zhì)適用范圍：有較大的適用范圍優(yōu)點(diǎn)：可以處理大氣量的臭氣，同時操作條件易于控制，占地面積小缺點(diǎn)：設(shè)備費(fèi)用大，操作復(fù)雜而且需要投加營養(yǎng)物質(zhì)10、曝氣式活性污泥脫臭法

處理原理：將惡臭物質(zhì)以曝氣形式分散到含活性污泥的混和液中，通過懸浮生長的微生物降解惡臭物質(zhì)適用范圍：適用范圍廣，目前日本已用于糞便處理場、污水處理廠的臭氣處理優(yōu)點(diǎn)：活性污泥經(jīng)過馴化后，對不超過極限負(fù)荷量的惡臭成分，去除率可達(dá)99.5%以上。缺點(diǎn)：受到曝氣強(qiáng)度的限制，該法的應(yīng)用還有一定局限11、三相多介質(zhì)催化氧化工藝

處理原理：反應(yīng)塔內(nèi)裝填特制的固態(tài)復(fù)合填料，填料內(nèi)部復(fù)配多介質(zhì)催化劑。當(dāng)惡臭氣體在引風(fēng)機(jī)的作用下穿過填料層，與通過特制噴嘴呈發(fā)散霧狀噴出的液相復(fù)配氧化劑在固相填料表面充分接觸，并在多介質(zhì)催化劑的催化作用下，惡臭氣體中的污染因子被充分分解。適用范圍：適用范圍廣，尤其適用于處理大氣量、中高濃度的廢氣，對疏水性污染物質(zhì)有很好的去除率。優(yōu)點(diǎn)：占地小，投資低，運(yùn)行成本低；管理方便，即開即用；耐沖擊負(fù)荷，不易污染物濃度及溫度變化影響。缺點(diǎn)：需消耗一定量的藥劑.處理原理：介質(zhì)阻擋放電過程中，等離子體內(nèi)部產(chǎn)生富含極高化學(xué)活性的粒子，如電子、離子、自由基和激發(fā)態(tài)分子等。廢氣中的污染物質(zhì)與這些具有較高能量的活性基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，最終轉(zhuǎn)化為CO2和H2O等物質(zhì)，從而達(dá)到凈化廢氣的目的。適用范圍：適用范圍廣，凈化效率高，尤其適用于其它方法難以處理的多組分惡臭氣體，如化工、醫(yī)藥等行業(yè)。優(yōu)點(diǎn)：電子能量高，幾乎可以和所有的惡臭氣體分子作用；運(yùn)行費(fèi)用低；反應(yīng)快，設(shè)備啟動、停止十分迅速，隨用隨開。缺點(diǎn)：一次性投資較高。12、低溫等離子體技術(shù)

工業(yè)生產(chǎn)中常用的方法——燃燒法與其他方法相比較，燃燒法可以將揮發(fā)性有機(jī)廢氣進(jìn)行熱量的回收，并可以將熱能轉(zhuǎn)化為熱水、熱風(fēng)、電能等，從而保證了氣體的達(dá)標(biāo)狀態(tài)，而且回收效益快，需要的后續(xù)處理過程極少。由于燃燒中，所含廢氣中有害物質(zhì)組分的不同、濃度的不同，控制過程溫度的因素不同及不同的燃燒方式，所以有不同的熱回收和利用的方式，也構(gòu)成了不同類型的燃燒凈化方法和燃燒凈化裝置。那么我們在講到燃燒法時具體有哪些方式？燃燒的優(yōu)缺點(diǎn)在哪里？燃燒法的主要技術(shù)燃燒法的分類：直接燃燒法熱力燃燒法蓄熱式燃燒法催化燃燒法蓄熱式燃燒法與其他三種燃燒法的優(yōu)異性能對比直接燃燒法：燃燒時是不完全的，它不僅造成燃料能量的損失，而且還會產(chǎn)生大量的有害氣體和煙塵，以及熱輻射，從而污染環(huán)境。熱力燃燒法：雖然幾乎可以處理一切有機(jī)廢氣和達(dá)到法規(guī)的排放要求，但是，這種焚燒爐的燃料消耗高也不回收熱量，極不經(jīng)濟(jì)。催化燃燒法：對所處理的有機(jī)廢氣有一定的要求，即不能含有使催化中毒、抑制反應(yīng)、堵塞或覆蓋催化劑活性中心的物質(zhì)，此外，催化劑經(jīng)常需要更換也制約了其作用。蓄熱式燃燒法：是在熱力燃燒法的基礎(chǔ)上加上了熱力回收系統(tǒng)，這種方法運(yùn)用相當(dāng)廣泛，一方面只要充分滿足燃燒過程的必要條件，燃燒法可以使有害物質(zhì)達(dá)到完全燃燒氧化而變?yōu)闊o害物質(zhì)，即達(dá)到規(guī)定的排放要求；另一方面，其經(jīng)濟(jì)性主要取決于過程熱量的回收和利用程度，特別在RTO（蓄熱式焚燒器）的情況下，由于過程的熱效率很高，通常只需補(bǔ)充很少的輔助燃料，當(dāng)廢氣中有機(jī)物濃度達(dá)到一定值時，則不必加輔助燃料。其缺點(diǎn)只有：容量較大，一次性投資費(fèi)用較高。針對VOC的RTO技術(shù)RTO技術(shù)問：什么是RTO，RTO在工用中的模式是怎么樣的？RTO簡介RTO（RegenerativeThermalOxidizer,簡稱RTO），再生熱氧化分解器，又稱蓄熱式焚燒器。其基本原理是在高溫下（≥760℃）將有機(jī)廢氣氧化生成CO2和H2O，從而凈化廢氣，并回收分解時所釋出的熱量，以達(dá)到環(huán)保節(jié)能的雙重目的，是一種用于處理中高濃度揮發(fā)性有機(jī)廢氣的節(jié)能型環(huán)保裝置。RTO簡介

RTO主體結(jié)構(gòu)由燃燒室、陶瓷填料床和切換閥等組成。該裝置中的蓄熱式陶瓷填充床換熱器可使熱能得到最大限度的回收，熱回收率大于95%，處理VOC時不用或使用很少的燃料。若處理低濃度廢氣，可選裝濃縮裝置，以降低燃燒消耗。目前，RTO在有機(jī)廢氣凈化的各個領(lǐng)域內(nèi)已獲得廣泛應(yīng)用，特別是最近已成功用于煤礦礦井通風(fēng)甲烷氣的凈化處理，這不僅可利用甲烷熱值來供應(yīng)熱水或產(chǎn)生蒸汽和發(fā)電，而且大大減少了溫室氣體的排放，因而RTO技術(shù)已引起人們的關(guān)注。RTO優(yōu)點(diǎn)操作費(fèi)用低，超低燃料費(fèi)。凈化率高，凈化率一般在98%以上?？蓪?shí)現(xiàn)全自動化控制，操作簡單，運(yùn)行穩(wěn)定，安全可靠性高。不存在因壓力變化產(chǎn)生的脈沖現(xiàn)象。蓄熱室內(nèi)溫度均勻分級增加，加強(qiáng)了爐內(nèi)傳熱，換熱效果更佳，爐膛容積小，降低了設(shè)備的造價。采用分級燃燒技術(shù)，延緩狀燃燒下釋出熱能；爐內(nèi)升溫均勻，燒損低，加熱效果好，不存在傳統(tǒng)燃燒過程中出現(xiàn)的局部高溫高氧區(qū)，抑制了熱力型氮氧化物（NOX）的生成，無二次污染。廢氣進(jìn)口設(shè)置惰性氧化鋁瓷球，對蓄熱陶瓷起到保護(hù)、緩沖、過濾的作用，延長蓄熱陶瓷的使用壽命。RTO適用場合

RTO處理技術(shù)適用于高濃度有機(jī)廢氣、涂裝廢氣、惡臭廢氣等廢氣凈化處理；適用于廢氣成分經(jīng)常發(fā)生變化或廢氣中含有使催化劑中毒或活性衰退的成分（如水銀，錫，鋅等的金屬蒸汽和磷、磷化物，砷等，容易使催化劑失去活性；含鹵素和大量的水蒸氣的情形），含有鹵素碳?xì)浠衔锛捌渌吒g性的有機(jī)氣體。

RTO一般適用于處理濃度在5000~20000mg/m3的多種有機(jī)廢氣。RTO適用場合一般RTO的熱效率大于98%；處理廢氣流量在16000~300000Nm3/h范圍內(nèi)，而濃度一般在8g/Nm3以下；對于廢氣流量在20000Nm3/h以下，通常將RTO做成一個緊湊系統(tǒng)，即一個RTO內(nèi)分三個區(qū)，頂部是燃燒室。最大處理能力在400000~600000Nm3/h。RTO中氣體的流速應(yīng)該低于5m/s。一般VOC處理濃度范圍苯：1565~6260ppm甲苯：1327~5308ppm甲醛：4071~16283ppm苯乙烯：1173~4695ppm三氯乙烯：930~3721ppm三氯乙烷：916~3665ppm丙酮：2109~8419ppm丁乙烯：2260~9040ppm二氯苯：831~3326ppm乙苯：1151~4605ppm苯乙烯：1174~4695ppm乙醛：2776~11101ppmRTO的工作原理工作過程

燒嘴和蓄熱體成對出現(xiàn)。助燃空氣通過其中一個燒嘴，被加熱后供燃燒用，另一個燒嘴充當(dāng)排煙的角色，同時蓄熱體被加熱。當(dāng)?shù)竭_(dá)換向時刻時，換向閥動作使系統(tǒng)反向運(yùn)行，煙氣加熱好的蓄熱體被用來加熱空氣，助燃空氣冷卻的蓄熱體又被離開爐子的高溫?zé)煔饧訜?，最后排出的煙氣只?50～200℃，空氣預(yù)熱溫度1000℃左右，切換閥在低溫下工作，同時排出燃燒廢氣的風(fēng)機(jī)也在低溫下工作，標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)機(jī)就可以滿足要求。蓄熱式燃燒系統(tǒng)的構(gòu)成燃燒器

形狀

蓄熱體材質(zhì)

尺寸

換向閥控制系統(tǒng)蓄熱燃燒關(guān)鍵部件--蓄熱體形狀選擇條件：堆體積穩(wěn)定性、清灰難易程度、加工難易程度、蓄熱體來源以及成本高低；陶瓷蓄熱體的形狀有：球狀、蜂窩狀和八字形；陶瓷蜂窩蓄熱體的結(jié)構(gòu)特性,適用于切換時間短的小型化和輕型化的燃燒系統(tǒng),因而應(yīng)用廣泛。蓄熱體材質(zhì)和尺寸蓄熱體材質(zhì)要求：耐高溫、良好傳熱性能、抗熱震性好、強(qiáng)度高；材質(zhì)的透熱深度、單位體積的表面積和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要好；蓄熱體尺寸要求：尺寸過大，會使蓄熱室體積龐大，換向時間長；尺寸過小，會使換向時間縮短得很短，電氣和機(jī)械設(shè)備都不能適應(yīng)，換向的損失也隨之增大，還會使蓄熱體在氣流的作用下漂浮起來，破壞穩(wěn)定狀態(tài)。蓄熱燃燒關(guān)鍵部件--蓄熱燒嘴熱氣出口蓄熱燃燒關(guān)鍵部件--換向閥五通換向閥旋轉(zhuǎn)換向閥直通四通閥兩位三通閥如切換時間為30S，每年的動作次數(shù)約為100萬次，因而機(jī)械方面的可