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有机废气VOCs处理方法

  
有机废气VOCs处理方法
 
有机废气包括甲醛有机废气、苯系有机废气如苯甲苯二甲苯、丙酮丁酮有机废气、乙酸乙酯有机废气、油雾有机废气、糠醛有机废气、苯乙烯、丙烯酸有机废气、树脂有机废气、添加剂有机废气、漆雾有机废气、含烃含氧有机物等。
 
治理有两个主要方面:
 
(1)采用无污染工艺,使用毒性较小的原料,控制有毒废气的排放;
 
(2)净化各种工业过程中产生的有机废气。
 
有机废气的净化方法主要有吸附法、冷凝法、催化燃烧法、直接燃烧法、浓缩燃烧法和吸收法。
 
由于有机废气的易燃易爆特性,净化过程中应控制废气浓度不超过爆炸下限的25%,系统中还应安装阻火器、防爆板等应急装置。
 
一、吸附法
 
有机废气中的吸附法主要适用于低浓度、高通量的有机废气。目前,有机废气的处理方法已经相当成熟,能耗低,但处理效率高,可以彻底净化有害的有机废气。实践证明,这种处理方法值得推广应用。
 
但是,这种方法也存在设备体积大、工艺流程复杂等缺陷。如果废气中含有大量杂质,很容易导致工人中毒。因此,吸附剂是该方法处理废气的关键。目前采用吸附法处理有机废气,经常使用活性炭,主要是因为活性炭的孔结构更好,吸附能力更强。
 
此外,经过氧化铁或臭氧处理后,活性炭的吸附性能会更好,有机废气的处理也会更安全有效。
 
二、冷凝法
 
在不同的温度下,有机物的饱和度是不同的。冷凝回收法利用有机物的特性,通过降低或增加系统压力,通过冷凝提取蒸汽环境中的有机物。有机废气经冷凝提取后,可以得到高度净化。其缺点是操作困难,常温下不易使用冷却水,需要对冷凝水进行冷却,因此需要更多的费用。
 
这种处理方法主要适用于高浓度低温有机废气的处理。一般适用于高VOC含量(百分之几)和少量气体的有机废气的回收处理。由于VOC多为易燃易爆气体,气体中的VOC含量不会因爆炸极限而过高,因此要达到较高的回收率,必须采用极低温冷凝介质或高压措施,这必然会增加设备投资和处理成本。因此,这种技术通常被用作初级处理技术,并与其他技术相结合。
 
三、催化燃烧法
 
催化燃烧法在催化剂的作用下,将废气中的有机污染物完全氧化成CO2和H2O。催化燃烧法起燃温度低,安全性能好,对待净化的有机污染物浓度限制小,使其更适用于低浓度有机污染物的处理。然而,废气中的尘粒和液滴可能会缩短催化剂的使用寿命,因此催化燃烧方法不适用于处理含有尘粒和液滴的有机废气。
 
(1)催化燃烧催化剂包括贵金属催化剂、非贵金属催化剂和稀土金属催化剂。通常,催化剂的活性组分被装载在载体上,制成颗粒或蜂窝状以供使用。
 
(2)催化燃烧法工艺及设备
 
催化燃烧法的过程具有以下特点:
 
①进入催化燃烧装置的气体应先进行预处理,除去粉尘、液滴和有害成分,以免堵塞催化剂床层和催化剂中毒。
 
②进入催化剂床层的气体温度必须达到所用催化剂的起燃温度,催化反应才能进行。因此,低于起燃温度的进气必须预热到起燃温度。特别是启动时,必须对冷进气进行预热,因此催化燃烧法适用于处理连续排放的有机废气。
 
③有机废气催化燃烧会产生一定的反应热。当产生的热量较大时,应注意回收反应热。
 
四、直接燃烧法
 
直燃式焚烧炉的设计取决于废气量、VOCs浓度和所需的销毁去除效率。在运行期间,含有挥发性有机化合物的废气由系统风扇引入系统的热交换器。废气被热交换器的管程加热后,通过燃烧器。此时废气已经被加热到催化分解温度(650~1000℃),并有足够的停留时间(0.5~2.0秒)。这时会发生热反应,VOCs会分解成二氧化碳和水蒸气。之后,热的净化气体进入换热器壳程,对管程未处理的VOC废气进行加热,可以降低能耗(即使VOCs浓度在一定合适水平以上,也不需要额外的燃料),然后净化气体从烟囱排入大气。
 
五、吸收法
 
吸收法是通过吸收剂与有机废气接触,将有机废气中的有害分子转移到吸收剂中,从而实现分离有机废气的目的。这种处理方法是典型的物理和化学过程。有机废气转移到吸附剂后,通过分析方法去除吸附剂中的有害分子,然后回收,实现吸附剂的再利用和利用。
 
根据作用原理,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溶解度原理,以水为吸收剂,去除有机废气中的有害分子,但不溶于水的废气,如苯,只能通过化学方法去除,即有机废气与溶剂反应后被去除。

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