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镇江有机废气vocs处理工艺

产品时间:2020-08-28

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简要描述:

镇江有机废气vocs处理工艺
VOCs(Volatile organic compounds)即挥发性有机化合物,是一类常见的大气污染物,产生于油漆生产、化纤行业、金属涂装、化学涂料、制鞋制革、胶合板制造、轮胎制造等行业。有害的挥发性有机化合物主要包括丙酮、甲苯、苯酚、甲醛、正己烷、乙酸乙酯、乙醇等。

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镇江有机废气vocs处理工艺

一、常见有机废气分类

VOCs(Volatile organic compounds)即挥发性有机化合物,是一类常见的大气污染物,产生于油漆生产、化纤行业、金属涂装、化学涂料、制鞋制革、胶合板制造、轮胎制造等行业。有害的挥发性有机化合物主要包括丙酮、甲苯、苯酚、甲醛、正己烷、乙酸乙酯、乙醇等。

工业企业中挥发性有机废气(VOCs)按产生来源划分,主要有以下几种:

1. 喷漆废气:主要成分为丙酮、丁醇、二甲苯、甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等挥发性有机化合物,主要产生于油漆喷涂等表面处理企业,常见的处理方法有油帘吸收、水帘吸收,再配合二三级的活性炭吸附等。

2. 塑料、塑胶废气:主要成分为塑料、塑胶等粒子受热加工过程中挥发出来的聚合物单体,因塑料、塑胶组成成分较为复杂,废气中主要含乙烯、丙烯、苯乙烯、丙烯晴和丁二烯等烯烃类塑料聚合物单体,但浓度普遍较低、风量大。涉及企业主要有塑料造粒企业、化纤生产企业、注塑企业、橡胶生产企业等,处理方法主要有活性炭吸收、等离子净化等。

3. 定型废气:主要成分为其主要成分为醛、酮、烃、脂肪酸、醇、酯、内酯、杂环化合物、芳香族化合物。涉及的企业主要为染整企业、化纤生产企业,通常采用水喷淋处理工艺和静电吸附式处理工艺。

4. 化工有机废气:主要由化工企业排放产生,废气成分同化工企业设计生产的化工产品种类有较大关系,普遍会采用冷凝回收及催化燃烧技术等净化收集处理方法。

5. 印刷废气:主要成分为油墨中挥发出来的甲苯、非甲烷类总烃、乙酸乙酯、乙醇等。涉及的企业主要为含有油墨印刷工序的企业,主要如包装品、印花等公司,一般采用活性炭吸附。

二、常见VOC 有机废气净化处理方法汇总

优先选择成本低、能耗少、无二次污染的废气净化处理方法,充分利用废气的余热,实现资源的循环利用。一般情况下,石化企业由于其生产活动的特殊性,排气浓度高,多采用冷凝、吸收、燃烧等方法进行废气的净化处理。而印刷等行业的排气浓度低,多采用吸附、催化燃烧等方法进行废气净化处理,下面就这几种方法进行简单概述:

1.冷凝回收法

冷凝法就是将工业生产的废气直接引入到冷凝器中,经过吸附、吸收、解析、分离等环节的作用和反应,回收有价值的有机物,回收废气的余热,净化废气,使废气达到排放标准。当有机废气浓度高、温度低、风量小时,可采用冷凝法进行净化处理,一般应用于制药、石化企业。通常还会在冷凝回收装置后面再加装一级或多级的其他有机废气净化装置,以做到达标排放。

2.吸收法

工业生产中多采用物理吸收法,就是将废气引入吸收液中进行吸收净化,吸收液饱和后进行加热、解析、冷凝等处理,回收余热。在浓度低、温度低、风量大的情况下可踩踏吸收法,但需要配备加热解析回收装置,投资额大。涉及油漆涂装作业企业常用的油帘、水帘吸收漆雾的方法,即常见的有机废气吸收法。

3.直接燃烧法

直接燃烧法就是利用燃气等辅助性材料将废气点燃,促使其中的有害物质在高温燃烧下转变成无害物质,该方法投资小,操作简单,适用于浓度高、风量小的废气,但其安全技术要求较高。

4.催化燃烧法

催化然后就是将废气加热经催化燃烧后转变成无害的二氧化碳和水。该方法适用于温度高、浓度高的有机废气净化处理中,其具有燃烧温度低、节能、净化率高、占地面积少等优点,但投资较大。

5.吸附法

吸附法又可分成三种:

1. 直接吸附法,利用活性炭对有机废气进行吸附净化处理,净化率可达95%以上,该方法设备简单、投资少,但需要经常更换活性炭,频繁的装卸、更换等程序增加运行费用。

2. 吸附-回收法。利用纤维活性炭吸附有机废气,使其在趋近饱和状态下过热蒸汽反吹,实现脱附再生。

3. 新型吸附-催化燃烧法。该方法综合吸附法与催化燃烧方法的优点,具有运行稳定、投资少、运行成本少、维修简单等优点。其利用新型吸附材料对有机废气进行吸附处理,使其在接近饱和状态下在热空气的作用下吸附、解析、脱附,接着再将废气引入催化燃烧床进行无焰燃烧处理,实现废气的彻底净化处理。该方法适用于浓度低、风力大的废气净化处理中,是当前国内应用最多的一种废气净化处理办法。

6.低温等离子净化法

低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态,当外加电压达到气体的放电电压时,气体被击穿,产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。

放电过程中虽然电子温度很高,但重粒子温度很低,整个体系呈现低温状态,所以称为低温等离子体。低温等离子体降解污染物是利用这些高能电子、自由基等活性粒子使污染物分子在极短的时间内发生分解,并发生后续的各种反应以达到降解污染物的目的。

挥发性有机污染物(VOCs)传统的处理方法如吸收、吸附、冷凝和燃烧等,对于低浓度的VOCs很难实现,而光催化降解VOCs 又存在催化剂容易失活的问题,利用低温等离子体处理VOCs可以不受上述条件的限制,具有潜在的优势。

但由于等离子体是一门包含放电物理学、放电化学、化学反应工程学及真空技术等基础学科之上的交叉学科。因此,目前能成熟的掌握该技术的单位非常少,大部分宣传采用低温等离子技术处理废气的宣传都不是真正意义上的低温等离子废气处理技术。

不同的有机废气成分、浓度适用不同的有机废气处理方式,目前综合技术成熟性、经济性以及设备维护等多方面因素,应用广泛的还是活性炭吸附法。但是活性炭吸附法存在适用期限到后废活性炭洗脱回收成本大、存在污染转移等缺点,因此新型吸附-催化燃烧法已在技改中或新建项目中被普遍应用。

而低温等离子净化法因其后期维护成本低等优点正受到越来越多企业的青睐,但也存在设备投资成本高等问题。相信随着技术和工业的发展,低温等离子净化技术会越来越成熟,设备投资也会随之下降,届时将会得到普遍应用。

镇江有机废气vocs处理工艺

 

随着工业化程度的不断提高,VOCs的污染有进一步扩大的趋势。而随着最近环保政策的愈加严厉,对有机污染废气的排放控制就显得更为重要了。下面一起来看看国内外都有哪些技术呢?各有什么优缺点呢?

一 处理原理及分类

目前的挥发性有机污染物的治理包括破坏性,非破坏性方法,及这两种方法的组合。

破坏性的方法包括燃烧、生物氧化、热氧化、光催化氧化,低温等离子体及其集成的技术,主要是由化学或生化反应,用光,热,微生物和催化剂将VOCs转化成CO2和H2O等无毒无机小分子化合物。

非破坏性法,即回收法,主要是碳吸附、吸收、冷凝和膜分离技术,通过物理方法,控制温度,压力或用选择性渗透膜和选择性吸附剂等来富集和分离挥发性有机化合物。

传统的挥发性废气处理常用吸收、吸附法去除,燃烧去除等,在最近几年中,半导体光催化剂的技术体,低温等离子得到了迅速发展。

二 处理工艺解析

1.吸附工艺

吸附法主要适用于低浓度气态污染物的净化,对于高浓度的有机气体,通常需要首先经过冷凝等工艺将浓度降低后再进行吸附净化。吸附技术是经典和常用的气体净化技术,也是目前工业VOCs 治理的主流技术之一。吸附法的关键技术是吸附剂、吸附设备和工艺、再生介质、后处理工艺等。

活性炭因其具有大比表面积和微孔结构而广泛应用于吸附回收有机气体。目前,对活性炭吸附有机气体的研究主要集中在吸附平衡的预测、活性炭材料的改性及有机物的物化性质对活性炭吸附性能的影响。

优点:

适用于低浓度的各种污染物;

活性炭价格不高,能源消耗低,应用起来比较经济;

通过脱附冷凝可回收溶剂有机物;

应用方便,只与同空气相接触就可以发挥作用;

活性炭具有良好的耐酸碱和耐热性,化学稳定性较高。

缺点:

吸附量小,物理吸附存在吸附饱和问题,随着吸附剂的消耗,吸附能力也变弱,使用一段时间后可能会出现吸附量小或失去吸附功能;

吸附时,存在吸附的专一性问题,对混合气体,可能吸附性会减弱,同时也存在分子直径与活性炭孔径不匹配,造成脱附现象;

2.吸收工艺

用溶液、溶剂或清水吸收工业废气中的挥发性气体,使其与废气分离的方法叫吸收法。溶液、溶剂、清水称为吸收剂。吸收剂不同可以吸收不同的有害气体。

吸收法使用的吸收设备叫吸收器、净化器或洗涤器。吸收法的工艺流程和湿法除尘工艺近似,只是湿法除尘工艺用清水,而吸收法净化有害气体要用溶剂或溶液。

优点:

吸收法工艺比较简单,设备投资较低,操作和维修费用基本与碳吸附法相当,由于吸收介质是采用煤油和吸收液,因此没有二次污染问题。

缺点:

此工艺方法回收效率低,对于环保要求较高时,很难达到允许的油气排放标准;设备占地空间大;能耗高;吸收剂消耗较大,需不断补充。

3.冷凝工艺

油品在储运和销售过程中部分轻烃组分挥发进入大气,造成资源浪费和环境危害。同时有机溶剂广泛应用于工业生产中,每年都有大量的有机溶剂挥发到空气中,危害人类健康,造成严重的环境污染。采取合适的方法回收这些挥发性有机物不但可以降低企业生产成本,而且具有巨大的环保效益。

冷凝法是用来回收VOCs的一种有效方法,其基本原理是利用气态污染物在不同的温度和压力下具有不同饱和蒸汽压,通过降低温度和增加压力,使某些有机物凝结出来,使VOCs得以净化和回收。

优点:

冷凝法是利用物质沸点的不同回收,适合沸点较高的有机物,该方法具有回收纯度高、设备工艺简单、能耗低的优点;并有设备紧凑、占用空间小、自动化程度高、维护方便、安全性好、输出为液态油可直接利用等优点;

缺点:

单一冷凝法要达标需要降到很低的温度,耗电量巨大,不是真正意义上的“节能减排”。

4.膜分离工艺

在石油开采和储运过程中,部分油品挥发到大气中形成的油气中,除空气外,主要C4-C5以及少量芳香烃。这些有机蒸气排放不仅造成严重的资源浪费,而且对空气质量有很大影响,进而影响人类的健康,目前,有机蒸气的分离回收方法主要是冷凝、活性炭吸附、膜分离法、溶剂吸收法。膜分离技术是一种效率较高的分离方法 。

优点: 

膜分离技术是近代石油化工学科中分离科学的前沿技术。它具有投资小、见效快、流程简单、回收率高、能耗低、无二次污染的特点,具有较高的科技含量;

缺点:

投资大;膜国产率低,价格昂贵,而且膜寿命短;膜分离装置要求稳流、稳压气体,操作要求高。

5.燃烧工艺

一类VOCs 处理方法是所谓破坏性技术,即通过化学或生物的技术使VOCs 转化为二氧化碳、水以及氯化氢等无毒或毒性小的无机物。燃烧法即属此类技术。

燃烧法分直接燃烧法和催化燃烧法。直接燃烧法适合处理高浓度VOCs 的废气,因其运行温度通常在800-1200℃时,工艺能耗成本较高,且燃烧尾气中容易出现二恶英、NOx等副产物;由于废气中VOCs浓度一般较低,仅仅依靠反应热,一般难以维持反应所需的温度。

为了提高热经济性,人们开展了大量的研究,一个方向是改进催化剂的性能使反应温度降低。另一个方向是研究新的工艺技术、新的反应器设计以使反应能在较高的温度下自热地实现。

优点:

相较与直接燃烧法其辅助燃料费用低,二次污染物NOx生成量少,燃烧设备的体积较小,VOCs去除率较高;

缺点:

催化剂价格较贵,且要求废气中不得含有会导致催化剂失活的成分。

6.生物过滤工艺

利用微生物的新陈代谢过程对多种有机物和某些无机物进行生物降解,可以有效去除工业废气中的污染物质,此即为处理有机废气的生物法。

提出采用微生物处理废气构想的是 Bach,他曾于1923年利用土壤过滤床处理污水处理厂散发的含 H2S 恶臭气体。在德国和荷兰的许多地区,该技术已大规模并成功地应用于控制气味,挥发性有机化合物和空气中的有毒排放,许多常见的空气污染物的控制效率已经达到90%以上。

优点:

适用范围广,处理效率高,工艺简单,费用低,无二次污染 。

缺点:

对高浓度、 生物降解性差及难生物降解的VOCs 去除率低 。

7.等离子体工艺

等离子体污染物控制技术利用气体放电产生具有高度反应活性的粒子与各种有机、无机污染物发生反应,从而使污染物分子分解成为小分子化合物或氧化成容易处理的化合物而被去除。

这一技术的最大特点是可以高效、便捷地对多种污染物进行破坏分解,使用的设备简单,占用的空间较小,并适合于多种工作环境。

优点:

处理效率高,运行费用低,特别对芳烃的去除效率高。

缺点:

对高浓度VOCs 处理效率一般,目前主要停留在实验室阶段,缺乏实际应用。

8光催化氧化工艺

光化学和光催化氧化法是目前研究较多的一种高级氧化技术。光催化反应即在光的作用下进行的化学反应。分子吸收特定波长的电磁辐射后,是分子达到激发态,然后发生化学反应,产生新的物质,或成为热反应的引发剂。

优点:

处理效率高,运行费用低,适用于低浓度广范围的 VOCs特别对芳烃的去除效率高;

缺点:

对高浓度 VOCs 处理效率一般;主要还停留在实验室阶段,缺乏实际应用。

9沸石转轮+RTO工艺

VOCs废气通过沸石浓缩转轮后,能有效被吸附于沸石中,达到去除的目的。经过沸石吸附的挥发性气体被洁净后直接通过烟囱排放到大气中,转轮持续以1-6转/小时的速度旋转。

同时将吸附的挥发性有机物传送至脱附区,于脱附区中利用一小股加热气体将挥发性有机物进行脱附,脱附后的沸石转轮旋转至吸附区,持续吸附挥发性有机气体。脱附后的浓缩有机废气送至焚化炉进行燃烧转成二氧化碳及水蒸气排放至大气中。

 

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