VOC廢氣的處理有哪些工藝?

當(dāng)前我國VOC涉及的污染行業(yè)廣且各行業(yè)排放的VOC種類繁多、成分復(fù)雜，常見的有烴類、醇類、醚類、酯類等。加油站、裝修、餐飲、干洗、噴涂、化工等生產(chǎn)或使用有機(jī)溶劑的行業(yè)都會產(chǎn)生VOC排放。此外，治理技術(shù)體系復(fù)雜，涉及十多種技術(shù)及組合技術(shù)，一般一個(gè)治理企業(yè)只能掌握一種技術(shù)到幾種技術(shù);尤其業(yè)內(nèi)對技術(shù)適用范圍、使用條件缺乏規(guī)律性認(rèn)識，對工藝設(shè)計(jì)和凈化裝備設(shè)計(jì)存較大隨意性等問題。

關(guān)于VOC廢氣的處理工藝，這些應(yīng)該掌握：

什么是熱破壞法VOC廢氣處理工藝?

什么是蜂窩煤輪式濃縮技術(shù)?

什么是膜分離技術(shù)?

熱氧化法怎樣處理VOC廢氣?

活性炭吸附技術(shù)和變壓吸附技術(shù)有什么不同?

VOC廢氣處理工藝

當(dāng)前，VOC廢氣處理技術(shù)主要包括熱破壞法、變壓吸附分離與凈化技術(shù)、吸附法和氧化處理方法等。

熱破壞法:

熱破壞法是指直接和輔助燃燒VOC氣體，或利用合適的催化劑加快VOC的化學(xué)反應(yīng)，最終達(dá)到降低有機(jī)物濃度，使其不再具有危害性的一種處理方法。

熱破壞法對于濃度較低的有機(jī)廢氣處理效果比較好，因此，在處理低濃度廢氣中得到了廣泛應(yīng)用。

這種方法主要分為兩種，即直接火焰燃燒和催化燃燒。直接火焰燃燒對有機(jī)廢氣的熱處理效率相對較高，一般情況下可達(dá)到 99%。而催化燃燒指的是在催化床層的作用下，加快有機(jī)廢氣的化學(xué)反應(yīng)速度。這種方法比直接燃燒用時(shí)更少，是高濃度、小流量有機(jī)廢氣凈化的首選技術(shù)。

活性炭吸附法

利用吸附劑(粒狀活性炭和活性炭纖維)的多孔結(jié)構(gòu)，將廢氣中的VOC捕獲。將含VOC的有機(jī)廢氣通過活性炭床，其中的VOC被吸附劑吸附，廢氣得到凈化，而排入大氣。

炭吸附法主要用于脂肪和芳香族碳?xì)浠衔铩⒋蟛糠趾热軇?、常用醇類、部分酮類和酯類等的回收?/p>

當(dāng)炭吸附達(dá)到飽和后，對飽和的炭床進(jìn)行脫附再生;通入水蒸汽加熱炭層，VOC被吹脫放出，并與水蒸汽形成蒸汽混合物，一起離開炭吸附床，用冷凝器冷卻蒸汽混合物，使蒸汽冷凝為液體。

對于水溶性VOC氣體，用精餾將液體混合物提純;水不溶性VOC氣體，用沉析器直接回收VOC。比如，涂料中所用的“三苯”與水互不相溶，故可以直接回收。

炭吸附技術(shù)主要用于廢氣中組分比較簡單、有機(jī)物回收利用價(jià)值較高的情況，適于噴漆、印刷和粘合劑等溫度不高，濕度不大，排氣量較大的場合，尤其對含鹵化物的凈化回收更為有效。

冷凝法

廢氣中分離出來，直接回收。但這種情況下，離開冷凝器的排放氣中仍含有相當(dāng)高濃度的VOC，不能滿足環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)。要獲得高的回收率，系統(tǒng)需要很高的壓力和很低的溫度，設(shè)備費(fèi)用顯著地增加。

這種處理方法主要適用于濃度高且溫度比較低的有機(jī)廢氣處理。

通常適用于VOC含量高(百分之幾)，氣體量較小的有機(jī)廢氣的回收處理，由于大部分VOC是易燃易爆氣體，受到爆炸極限的限制，氣體中的VOC含量不會太高，所以要達(dá)到較高的回收率，需采用很低溫度的冷凝介質(zhì)或高壓措施，這勢必會增加設(shè)備投資和處理成本，因此，該技術(shù)一般是作為一級處理技術(shù)并與其它技術(shù)結(jié)合使用。

膜分離技術(shù)

膜分離技術(shù)的基礎(chǔ)就是使用對有機(jī)物具有選擇滲透性的聚合物膜，該膜對有機(jī)蒸氣較空氣更易于滲透10-100倍，從而實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的分離。適于高濃度、高價(jià)值的有機(jī)物回收，其設(shè)備費(fèi)用較高。

最簡單的膜分離為單級膜分離系統(tǒng)，直接使壓縮氣體通過膜表面，實(shí)現(xiàn)VOC的分離。單級膜因分離程度很低，難以達(dá)到分離要求，而多級膜分離系統(tǒng)則會大大增加設(shè)備投資，故而在這方面的技術(shù)還有很大的研究空間。

變法吸附技術(shù)

吸附劑在一定壓力下吸附有機(jī)物;當(dāng)吸附劑吸附飽和后，通過壓力變換來“釋放”脫附的有機(jī)物。其特點(diǎn)是無污染物，回收效率高，可以回收反應(yīng)性有機(jī)物。但是該技術(shù)操作費(fèi)用較高，吸附需要加壓，脫附需要減壓，環(huán)保中應(yīng)用較少。

熱氧化法

通過燃燒來消除有機(jī)物的，其操作溫度高達(dá)700℃-1,000℃，這樣不可避免地具有高的燃料費(fèi)用;為降低燃料費(fèi)用，需要回收熱量，有兩種方式：傳統(tǒng)的間壁式換熱，新型非穩(wěn)態(tài)蓄熱換熱技術(shù)。

間壁式熱氧化是用列管或板式間壁換熱器來捕獲凈化排放氣的熱量，它可以回收40%-70%的熱能，并用回收的熱量來預(yù)熱進(jìn)入氧化系統(tǒng)的有機(jī)廢氣。預(yù)熱后的廢氣再通過火焰來達(dá)到氧化溫度，進(jìn)行凈化，間壁換熱的缺點(diǎn)是熱回收效率不高。

蓄熱式熱氧化(簡稱RTO)回收熱量采用一種新的非穩(wěn)態(tài)熱傳遞方式。主要原理是：有機(jī)廢氣和凈化后的排放氣交替循環(huán)，通過多次不斷地改變流向，來最大限度地捕獲熱量，蓄熱系統(tǒng)提供了極高的熱能回收。

催化燃燒法

油漆廢氣經(jīng)阻火器進(jìn)入催化凈化裝置，在板式熱交換器內(nèi)與高溫尾氣進(jìn)行熱量交換，經(jīng)預(yù)熱的廢氣進(jìn)入加熱室(內(nèi)設(shè)有電加熱管)進(jìn)一步升溫，達(dá)到起燃溫度的廢氣繼續(xù)進(jìn)入催化床內(nèi)，在貴金屬Pt、Pd催化劑的作用下，使有機(jī)溶劑完全氧化分解為H2O和CO2，并釋放出大量反應(yīng)熱，可維持催化燃燒所需的起燃溫度，達(dá)到熱平衡。

板式熱交換器將高溫尾氣與進(jìn)口低溫廢氣進(jìn)行熱量交換，部分熱量得以回收，減少了預(yù)熱能耗。經(jīng)回收部分熱量的高溫尾氣在引風(fēng)機(jī)抽力的作用下通過排氣筒達(dá)標(biāo)排放。

系統(tǒng)達(dá)到熱平衡后自動關(guān)閉電加熱裝置，此后，催化燃燒系統(tǒng)就靠廢氣中的有機(jī)溶劑燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱能，在無須外加能源的基礎(chǔ)上使催化燃燒繼續(xù)進(jìn)行直至結(jié)束。考慮到凈化裝置需要維修，在過濾阻火器前設(shè)置旁路管和旁路閥。

在使用有機(jī)溶劑的行業(yè)中，汽車涂裝、印刷等行業(yè)，有機(jī)溶劑濃度低、風(fēng)量大，若采用上述方法都將使用龐大的設(shè)備，耗用大量經(jīng)費(fèi)。目前對這類低濃度、大風(fēng)量的有機(jī)廢氣，主要采用下面幾種方法進(jìn)行治理。

蜂窩輪式濃縮系統(tǒng)

該系統(tǒng)采用蜂窩輪，連續(xù)不斷地將低濃度、大風(fēng)量的排氣中的有機(jī)溶劑吸附、分離;然后，再用小風(fēng)量的熱風(fēng)脫附得到高濃度、小風(fēng)量的含有機(jī)溶劑氣體。濃縮后的氣體再與小型的催化燃燒或活性炭回收裝置組合，構(gòu)成經(jīng)濟(jì)的處理系統(tǒng)。

脫附后的排氣只要用吸附風(fēng)量十幾分之一的裝置就可以進(jìn)行處理了。該系統(tǒng)體積小，費(fèi)用低，在國外已成為治理低濃度、大風(fēng)量有機(jī)廢氣的首選方法，并得到廣泛應(yīng)用。

液體吸收法

通過有機(jī)廢氣與液體吸收劑接觸，使其中的有機(jī)溶劑被吸收劑所吸收，再經(jīng)解吸，將有機(jī)溶劑除去或回收，井使吸收劑獲得再生重復(fù)利用。

生物法

生物脫臭使用微生物將有機(jī)溶劑分解。因耗能非常低，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)也很便宜而受到人們重視，特別是在歐洲，以德國為中心進(jìn)行技術(shù)開發(fā)，應(yīng)用實(shí)例逐漸增多。