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VOCs废气处理的详细技术流程

发布时间:2020-11-11 作者:分子筛

   目前,VOC废气处理技术主要包括热破坏法,变压吸附分离净化技术,吸附法和氧化处理法。

       一,RTOVOC废气处理技术——热破坏方法

       热破坏方法是指有机气体的直接和辅助燃烧,即VOC,或使用合适的催化剂加速VOC的化学反应,最终降低有机物的浓度,使它不再有害。一种治疗方法。热破坏方法对低浓度有机废气的处理效果更好,因此被广泛用于低浓度废气的处理。

      该方法主要分为两种类型,即直接火焰燃烧和催化燃烧。直接火焰燃烧对有机废气具有相对高的热处理效率,并且通常可达到99%。催化燃烧是指在催化床的作用下加速有机废气的化学反应速率。该方法比直接燃烧花费的时间少,但如果离开催化剂则不起作用。在这个阶段,大多数可用作催化剂的催化剂是金属和金属盐。虽然这两种催化剂的催化效果比较好,但技术相当成熟,但价格相对较高,因此加工成本相对较高。近年来,催化剂的开发集中在非贵金属催化剂的方向上,并取得了相当大的进展。此外,RTO在催化有机废气的过程中,还需要催化剂载体,其在提高催化活性和稳定性方面起重要作用。目前,陶瓷常被用作催化剂载体,但在未来的催化剂研究中,应加速高效活性催化剂及其载体。

      二, VOC废气处理技术——变压吸附分离和净化技术

      变压吸附分离和净化技术是利用气体成分可以吸附在固体物质上,在有机废气和分离净化装置中,气体的压力会出现通过这种压力变化处理有机废气的变化[6]。 PSA技术主要采用物理方法通过物理方法净化有机废气。使用的材料主要是沸石分子筛。沸石分子筛在吸附选择性和吸附容量方面具有一定的优势。在一定的温度和压力下,沸石分子筛可以吸附有机废气中的有机组分,然后将剩余的气体输送到下一步骤。在吸附有机废气后,将其转化为一定的过程,保持并增加吸附剂的再生能力,再次使用吸附剂,然后重复上述步骤,焚烧炉重复循环直到有机废气被净化。近年来,该技术已开始用于工业生产,并且对气体分离具有良好的效果。该技术的主要优点是:能耗低,成本低,工艺操作自动化,分离纯化后混合物纯度高,环境污染小。

  该技术的使用对具有一定价值的气体的回收和处理具有良好的效果,市场具有广阔的发展前景,将成为未来有机废气处理技术的发展方向。

       三,VOC废气处理技术——吸附法

有机废气中的吸附方法主要适用于低浓度,高通量的有机废气。在这个阶段,有机废气的处理方法相当成熟,能耗相对较小,但处理效率很高,有害有机废气可以彻底净化。实践证明,这种处理方法值得推广应用。

  但是,这种方法也存在一定的缺陷。它所需的设备相对笨重,工艺流程复杂;如果废气中有大量杂质,很可能会导致工人中毒。因此,使用该方法处理废气的关键是吸附剂。目前,有机废气采用吸附法处理,主要使用活性炭,主要是因为活性炭的细孔结构较好,吸附较强。另外,经氧化铁或臭氧处理后,活性炭的吸附性能更好,有机废气的处理更安全,更有效。

  四,VOC废气处理技术——生物处理方法

        从基本处理原理,利用生物处理方法处理有机废气,是利用微生物生理过程将有机废气中的有害物质转化为简单的无机物质,如CO2,H2O等简单的无机物质。这是一种无害的有机废气处理方法。一般来说,有机废气处理的完整生物处理涉及三个基本步骤:

       a)有机废气中的有机污染物首先与水接触,水可以快速溶解在水中;

       b)溶解在液膜中的有机物质,液态低浓度时,它可以逐渐扩散到生物膜中,然后被附着在生物膜上的微生物吸收;

       c)微生物吸收的有机废气在其自身的生理代谢过程中会降解,最终转化为不会破坏环境的化合物。  

        五, VOC废气处理技术——氧化过程

       对于不需要回收的有毒有害VOC,热氧化是最合适的处理技术和方法。氧化的基本原理:VOC和O2氧化形成CO2和H2O。化学方程式如下:从化学反应方程式来看,氧化反应类似于化学燃烧过程,但由于VOC浓度低,化学反应中不会产生可见火焰。通常,氧化方法通过两种方法确保氧化反应的顺利进行:

       a)加热。含VOC的有机废气达到反应温度; 

       b)使用催化剂。如果温度相对较低,则可以在催化剂表面进行氧化反应[7]。

      因此,有机废气处理的氧化过程分为以下两种方法:

       a)催化氧化法。在该阶段,催化氧化法中使用两种催化剂,即贵金属催化剂和非贵金属催化剂。贵金属催化剂主要包括Pt,Pd等,它们以细颗粒的形式与催化剂载体连接,催化剂载体通常是金属或陶瓷蜂窝,或块状填料;非贵金属催化剂主要由过渡元素金属氧化物如MnO2组成,粘合剂以一定比例混合,然后制备催化剂。为了有效地防止催化剂中毒后催化活性的损失,必须在处理前完全除去可能使催化剂中毒的物质,如Pb,Zn和Hg。如果催化剂毒物和有机废气中的隐藏物质不能被除去,催化氧化法不能用于处理VOC;

       b)热氧化方法。热氧化方法目前分为三种类型:热燃烧型,分配型和再生型。这三种方法的主要区别在于热量的回收方式。所有这三种方法都可以催化组合并降低化学反应的反应温度。热燃烧型热氧化器通常是指气体焚烧炉。气体焚烧炉由燃烧改进剂,混合区和燃烧室组成。

  其中,天然气,石油等助燃剂是辅助燃料。在燃烧过程中,焚烧炉产生的热混合区可以预热VOC废气,预热后可以为有机废气的处理提供足够的空间和时间。最后,实现了对有机废气的无害化处理。在足够的供氧条件下氧化反应的反应程度—— VOC去除率——主要取决于“三T条件”:反应温度(温度),时间(时间)和湍流混合(湍流)。这种“三T条件”是相互关联的,并且在一定范围内,一种条件的改善可以降低另外两种条件。热燃烧型热氧化器的缺点是辅助燃料的价格高,导致装置的运行成本相对较高。壁间热氧化器是指在热氧化装置中增加分隔壁热交换器,从而将燃烧室废气的热量传递给氧化装置入口处温度相对较低的气体,预热完成后,可以促进氧化反应。

      在这个阶段,隔壁热交换器的热回收率高达85%,从而大大减少了辅助燃料的消耗。通常,分隔壁热交换器具有三种形式:管状,壳状和板状。由于热氧化温度必须控制在800℃至1000℃的范围内,隔壁热交换必须由不锈钢或合金材料制成。因此,隔壁式热交换器的成本非常高,这也是一个缺点。另外,材料的热应力也难以消除,这是隔壁热交换的另一个缺点。再生热氧化器(缩写为RTO)包含在热氧化器中的再生热交换器中,并且氧化反应可在VOC预热之后进行。在这个阶段,再生热氧化器的热回收率已达到95%,其占用空间相对较小,辅助燃料的消耗也相对较小。由于目前的储热材料可以使用陶瓷填料,它可以处理含腐蚀性或含颗粒的VOC气体。

  在这个阶段,RTO设备分为两种类型:旋转型和阀切换型。其中,阀门开关型是最常见的一种,它由两个或多个陶瓷填充床组成,通过切换阀实现改变气流方向的目的。

       六, VOC废气处理技术——液体吸收法

       液体吸收法是指通过与有机废气接触将有机废气中的有害分子转移到吸收剂中来分离有机废气的目的。这种治疗是典型的物理化学过程。在将有机废气转移到吸收剂后,通过分析方法除去吸收剂中的有害分子,然后回收以实现吸收剂的再利用和利用。从作用原理的角度来看,这种方法可分为化学方法和物理方法。物理方法是指利用物质之间的相容性,利用水作为吸收剂从有机废气中去除有害分子的原理,但对于水不溶性废气,如苯,它只能通过化学方法去除。它是有机废气和溶剂之间的化学反应,然后被除去。 VOC废气处理技术——冷凝回收方法在不同温度下,有机物质的饱和度不同。冷凝回收方法利用有机物的特性发挥作用。通过降低或增加系统的压力,有机环境处于蒸汽环境中。通过冷凝提取物质。提取冷凝后,可以净化有机废气。缺点是操作相对困难,并且在常温下使用冷却水不容易,并且需要冷却冷凝水,因此需要更多的成本。该处理方法主要适用于高浓度,低温有机废气的处理。




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文章来源:中国吸附剂网

文章标题:VOCs废气处理的详细技术流程

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