VOC廢氣處理技術(shù)詳解

 

如今，我們知道VOC，俗稱VOC(揮發(fā)性有機(jī)物)，一般在工業(yè)生產(chǎn)中作為有機(jī)溶劑使用，應(yīng)用后釋放到空氣中。目前廣泛應(yīng)用的行業(yè)包括石油化工設(shè)備、包裝印刷、人造革和電子元件、油漆和制藥行業(yè)。這就涉及到我們今天要提到的話題討論——VOC有機(jī)廢氣處理技術(shù)！

 

VOC廢氣處理技術(shù)和加工工藝的詳細(xì)說(shuō)明。

 

目前，VOC廢氣處理的關(guān)鍵技術(shù)包括熱破壞、變壓吸附分離凈化、吸附和空氣氧化溶液。

 

1.VOC廢氣處理技術(shù)——熱破壞法。

 

熱破壞法是指立即并在輔助下點(diǎn)燃有機(jī)廢氣即VOC，或使用合適的催化劑加速VOC的化學(xué)變化，***終降低有機(jī)化合物的濃度值，使其不再產(chǎn)生不***影響的解決方案。

 

熱破壞法在解決低濃度有機(jī)廢氣方面是有效的，因此在解決低濃度有機(jī)廢氣方面得到了廣泛的應(yīng)用。這種方法分為兩種關(guān)鍵類型，即即時(shí)火焰點(diǎn)火和催化燃燒裝置。即時(shí)火焰點(diǎn)火的有機(jī)廢氣熱處理工藝效率較高，一般情況下可達(dá)99%。催化燃燒裝置是指在催化反應(yīng)材料層的作用下，加速有機(jī)廢氣的化學(xué)變化率。這種方法比直接點(diǎn)火花費(fèi)的時(shí)間越來(lái)越少，但如果輔以留下催化劑，就不能充分發(fā)揮作用。目前，***多數(shù)催化劑是金屬材料和金屬鹽。雖然這兩種催化劑的催化反應(yīng)實(shí)際效果比較***，技術(shù)已經(jīng)很完善，但是價(jià)格比較高，所以解決成本比較高。近年來(lái)，催化劑的研發(fā)***多集中在非貴金屬催化劑方向，并取得了很***進(jìn)展。

 

此外，在有機(jī)廢氣催化反應(yīng)的整個(gè)過程中，必須有催化劑介質(zhì)，對(duì)提高催化劑的活性和可靠性起著關(guān)鍵作用。如今，陶瓷***多被用作催化劑介質(zhì)，但在未來(lái)的催化劑科學(xué)研究中，我們應(yīng)該加快產(chǎn)品開發(fā)，高效、有活力的催化劑和介質(zhì)。

 

2.VOC廢氣處理技術(shù)——吸附法。

 

有機(jī)廢氣中的吸附方法主要適用于高通量測(cè)序中低濃度的有機(jī)廢氣。目前，這類有機(jī)廢氣的解決方案已經(jīng)非常完善，熱量消耗相對(duì)較小，但解決效率很高，有***的有機(jī)廢氣可以完全凈化處理。實(shí)踐證明，這種解決方案值得推廣。

 

然而，這種方法也有一些缺點(diǎn)，如所需的機(jī)器設(shè)備體積龐***，生產(chǎn)過程復(fù)雜。如果有機(jī)廢氣中有很多殘留物，很容易造成工人中毒。因此，該方法在有機(jī)廢氣處理中的應(yīng)用主要集中在吸附劑上。如今，吸附法被用來(lái)解決有機(jī)廢氣，活性炭被廣泛使用。關(guān)鍵原因是活性炭具有更***的微孔結(jié)構(gòu)和更強(qiáng)的吸附力。

 

此外，化合物或活性氧溶液后活性炭的吸附***性會(huì)更***，有機(jī)廢氣的溶液可能更安全、更合理。

 

3.VOC廢氣處理技術(shù)——微生物溶液。

 

從溶液的基本概念來(lái)看，選擇微生物溶液解決有機(jī)廢氣是將有機(jī)廢氣中的有***物質(zhì)轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)化合物，如CO2、H2O等簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)化合物。這也是一種有機(jī)廢氣的無(wú)***化處理方法。

 

在正常情況下，微生物處理有機(jī)廢氣的詳細(xì)全過程包括三個(gè)基本過程:a)有機(jī)廢氣中的有機(jī)化學(xué)污染物***先與水接觸，并能迅速溶解在水中；b)在液體濃度較低的情況下，邊界層中溶解的有機(jī)化合物可以逐漸擴(kuò)散到生物膜系統(tǒng)中，然后被附著在生物膜系統(tǒng)上的微生物菌株消化吸收；c)被微生物菌種消化吸收的有機(jī)廢氣可能在生理代謝的全過程中溶解，***終轉(zhuǎn)化為對(duì)自然環(huán)境無(wú)***的化學(xué)物質(zhì)。

 

4.VOC有機(jī)廢氣處理技術(shù)——變壓吸附分離凈化處理技術(shù)。

 

變壓吸附分離凈化技術(shù)是基于蒸氣組分可以吸附在固體原料上的***點(diǎn)。在有機(jī)廢氣分離凈化設(shè)備中，蒸汽的工作壓力會(huì)發(fā)生一定程度的變化，有機(jī)廢氣會(huì)根據(jù)這種工作壓力的變化而得到解決。

 

變壓吸附技術(shù)的關(guān)鍵應(yīng)用是物理方法，根據(jù)物理方法完成有機(jī)廢氣的凈化處理，使用的原料主要是沸石分子篩。沸石分子篩在吸附選擇性和吸附容量方面具有一定的***勢(shì)。在一定的溫度和工作壓力下，這種沸石分子篩可以吸收有機(jī)廢氣中的有機(jī)化學(xué)成分，然后將剩余的蒸汽轉(zhuǎn)移到下一階段。有機(jī)廢氣被吸收后，按照一定的工藝流程進(jìn)行轉(zhuǎn)化，以保持和提高吸收劑的再生工作能力，使吸收劑可以再次輸送使用，然后重復(fù)工藝流程，循環(huán)往復(fù)，直至有機(jī)廢氣得到凈化。

 

近年來(lái)，該技術(shù)已逐步應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，在蒸汽分離方面取得了顯著成就。該技術(shù)的主要***點(diǎn)是:能耗少、成本低、工藝流程實(shí)際操作自動(dòng)化技術(shù)、分離純化化合物純度高、空氣污染少等。將該技術(shù)應(yīng)用于具有一定使用價(jià)值的蒸汽回收和溶解，具有******的實(shí)際效果，銷售市場(chǎng)具有廣闊的發(fā)展前景，將成為未來(lái)有機(jī)廢氣解決技術(shù)的發(fā)展前景。

 

5.VOC廢氣處理技術(shù)——空氣氧化法。

 

熱氧化是解決VOC***合適的方法，VOC是有***的，不需要回收?？諝庋趸ǖ幕靖拍?VOC和O2發(fā)生氧化還原反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為CO2和H2O。化學(xué)式如下:

 

從化學(xué)變化的表現(xiàn)來(lái)看，氧化還原反應(yīng)類似于有機(jī)化學(xué)中的整個(gè)著火過程，但由于其VOC濃度較低，在化學(xué)變化中不易引起可見火焰。在正常情況下，空氣氧化法可以按照兩種方式保證氧化還原反應(yīng)的順利進(jìn)行:a)加熱。使含有VOC的有機(jī)廢氣反映溫度；b)應(yīng)用催化劑。如果溫度低，氧化還原反應(yīng)可以在催化劑表面進(jìn)行[7]。因此，空氣氧化法解決有機(jī)廢氣分為以下兩種方式:

 

a)催化反應(yīng)法。目前，催化反應(yīng)中使用的催化劑有兩種，即貴金屬催化劑和非貴金屬催化劑。貴金屬催化劑主要包括鉑、鈀等。它們以細(xì)顆粒的形式附著在催化劑介質(zhì)上，而催化劑介質(zhì)通常是蜂窩狀金屬材料或瓷器，或松散的填料。非貴金屬催化劑主要由過渡元素氫氧化物如二氧化錳和粘結(jié)劑按一定比例混合而成。為了合理避免催化劑中毒后催化劑活性的損失，在解決問題之前，必須徹底消除鉛、鋅、汞等會(huì)毒***催化劑的化學(xué)物質(zhì)。如果不能消除有機(jī)廢氣中催化劑的有***物質(zhì)和掩蔽物質(zhì)，這種催化反應(yīng)方法就不能用于解決VOC。

 

b)熱氧化法。如今，熱氧化分為三種類型:加熱點(diǎn)火型、隔板型和蓄熱型。三種方法的主要區(qū)別在于熱量回收和利用的方法。這三種方法都能催化反應(yīng)方法的融合，降低化學(xué)變化的反應(yīng)溫度。

 

供熱熱氧化器一般指廢氣焚燒爐。這種廢氣焚燒爐由助燃區(qū)、混合區(qū)和發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室三部分組成。其中，氣體、原油等助燃物是輔助材料。在整個(gè)點(diǎn)火過程中，垃圾焚燒爐中的熱混合區(qū)可以加熱VOC有機(jī)廢氣。加熱后，可以給室內(nèi)足夠的空間和時(shí)間來(lái)解決有機(jī)廢氣，***終使有機(jī)廢氣無(wú)***化。

 

在制氧充足的標(biāo)準(zhǔn)下，氧化還原反應(yīng)的反映水平——VOC污泥負(fù)荷——在于“三t標(biāo)準(zhǔn)”:反映溫度、時(shí)間和湍流。這“三個(gè)T標(biāo)準(zhǔn)”是相互關(guān)聯(lián)的。在一定范圍內(nèi)，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的提高可以降低另外兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。加熱型熱氧化器的缺陷在于輔料價(jià)格高，導(dǎo)致設(shè)備實(shí)際運(yùn)行成本高。

 

分區(qū)熱氧化器是指在熱氧化設(shè)備中增加一個(gè)分區(qū)換熱器，將發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室排出的蒸汽熱值轉(zhuǎn)移到空氣氧化設(shè)備入口處溫度較低的蒸汽中，加熱后可促進(jìn)氧化還原反應(yīng)。目前，隔板換熱器的熱利用率可達(dá)85%，******降低了輔料的消耗。一般來(lái)說(shuō)，壁面換熱器有三種類型:殼式、管式和板式。因?yàn)闊嵫趸瘻囟缺仨毧刂圃?00℃ ~ 1 000℃范圍內(nèi)，所以隔板換熱器必須采用不銹鋼板或合金制品。因此，隔斷換熱器的建造成本非常高，這也是隔斷換熱器的缺陷。此外，原材料的內(nèi)應(yīng)力也很難消除，這是隔板換熱器的另一個(gè)缺陷。

 

蓄熱式熱氧化器，俗稱RTO，在熱氧化設(shè)備中被記錄為蓄熱式換熱器，VOC加熱后可進(jìn)行氧化還原反應(yīng)。目前蓄熱式熱氧化器的熱利用率已經(jīng)達(dá)到95%，占用室內(nèi)空間少，輔料消耗少。因?yàn)楝F(xiàn)在的儲(chǔ)熱原料可以使用陶瓷填料，可以用細(xì)小的顆粒解決腐蝕或VOC蒸氣。

 

目前RTO設(shè)備分為轉(zhuǎn)盤型和閘閥型兩種，其中閘閥型***為常見，由兩個(gè)或幾個(gè)瓷質(zhì)填充床組成。旋風(fēng)分離器的方向可以根據(jù)切換閘閥而改變。

 

6.VOC廢氣處理技術(shù)——液體消化吸收法。

 

液體消化吸收法是指根據(jù)吸附劑與有機(jī)廢氣的接觸，將有機(jī)廢氣中的有***分子結(jié)構(gòu)遷移到吸附劑中，進(jìn)而完成有機(jī)廢氣的分離。這種解法是典型的物理功效全過程。有機(jī)廢氣遷移到吸附劑后，通過分析去除吸附劑中的有***分子結(jié)構(gòu)，然后循環(huán)使用，完成吸附劑的重復(fù)使用和應(yīng)用。

 

根據(jù)功效的基本原理，這種方法可分為有機(jī)化學(xué)法和物理法。物理方法是指利用化學(xué)物質(zhì)相溶性的基本原理，以水為吸附劑，去除有機(jī)廢氣中的有***分子結(jié)構(gòu)。但是，對(duì)于苯等不溶于水的有機(jī)廢氣，只能根據(jù)有機(jī)化學(xué)，即根據(jù)有機(jī)廢氣與有機(jī)溶劑之間的化學(xué)變化來(lái)消除，然后再去除。

 

7.VOC廢氣處理技術(shù)——冷凝回收法。

 

在不同的溫度下，有機(jī)化學(xué)物質(zhì)的對(duì)比是不同的。冷回收法是充分利用有機(jī)化合物的***性，通過降低或提高系統(tǒng)軟件的工作壓力，按照冷回收法得到蒸汽自然環(huán)境中的有機(jī)化學(xué)物質(zhì)。獲得冷污染后，有機(jī)廢氣可以得到高度凈化。它的缺點(diǎn)是實(shí)際操作難度系數(shù)比較***，而且在常溫下不容易使用冷卻循環(huán)水，所以需要降低冷凝水的溫度，所以一定成本比較高。這種溶液主要適用于高濃度、低溫的有機(jī)廢氣。

 

總結(jié):除了上述解決方案，有機(jī)廢氣解決方案還包括高溫和燃煤點(diǎn)火、活性炭過濾、臭氧分解和光電催化空氣氧化。所有這些方法都適用于有機(jī)廢氣溶液，但實(shí)際選擇取決于有機(jī)廢氣濃度、機(jī)械設(shè)備和自然環(huán)境溫度的標(biāo)準(zhǔn)。此外，還必須考慮實(shí)際操作人員的實(shí)際操作水平。