【文章內(nèi)容簡介】 是大氣污染治理中極為重要的一部分。這些 VOCs 進(jìn)入大氣中會對人的眼、鼻、呼吸道產(chǎn)生刺激作用，對心、肺、肝等內(nèi)臟產(chǎn)生有害影響，甚至致癌、致畸、致突變，同時它的過量排放還會對農(nóng)、林、畜牧業(yè)造成嚴(yán)重危害。VOCs 廢氣的排放隨生產(chǎn)行業(yè)、工業(yè)條件的不同，其組成、濃度也各不 相同，這給其治理帶來了一定難度。 有機(jī)廢氣的控制方法大體上可分為以下兩方面：第一是生產(chǎn)過程控制方面，即：改變反應(yīng)裝置、技術(shù)工藝或反應(yīng)原料；第二是末端處理，即：采用物理或化學(xué)的方法對產(chǎn)生的有機(jī)廢氣進(jìn)行去除或回收。雖然第一種方法是一種高效的有機(jī)氣體的控制方法，但是反應(yīng)裝置或反應(yīng)工藝的改變往往受到各種條件的制約，使得第一種方法的應(yīng)用受到很大的限制。因此目前各國研究較多和普遍采用的有機(jī)廢氣的控制技術(shù)多以第二個方面為主。 目前常用的處理方法有吸收法、吸附法、催化燃燒法，冷凝法等。 吸附法 吸附法處理有機(jī)廢 氣的應(yīng)用比較廣泛，其原理就是通過吸附劑對有機(jī)物質(zhì)的吸附作用，將有機(jī)廢氣中絕大多數(shù)的有機(jī)物質(zhì)吸附在吸附劑的比表面上，然后脫附，吸收劑可以再生，再生后的吸附劑可重新投入使用。 常見的吸附劑有活性炭、沸石、分子篩等。沸石和分子篩的較高的費用，工業(yè)上活性炭的應(yīng)用最為廣泛?；钚蕴课椒ㄗ钸m于處理 VOCs 濃度為 300～1000mg/m3 的有機(jī)廢氣，主要用于吸附脂肪和芳香族碳?xì)浠衔?、大部分含氯溶劑、常用醇類、部分酮類和酯類等，常見的有苯、甲苯、己烷、庚烷、甲基乙基酮、丙酮、四氯化碳、醋酸乙酯等?；钚蕴课椒ㄒ褟V泛用于噴 漆行業(yè)的苯、乙醇和醋酸乙酯，印刷行業(yè)的異丙醇、醋酸乙酯和甲苯，電子行業(yè)的二氯甲烷和三氯乙烷的吸附治理。 本工程中排放的廢氣屬于低濃度、大風(fēng)量有機(jī)廢氣，該廢氣可以采用活性炭吸附法凈化處理。關(guān)鍵是如何再生吸附飽和后的活性炭以降低運行費用。 廣州市艾王環(huán)?？萍奸_發(fā)有限公司 有機(jī)廢氣治理方案 5 吸收法 吸收法是廢氣中一種或多種組分溶解于吸收劑中或者與吸收劑反應(yīng)，不能溶解的組分保留在氣相中，混合氣體的各組分得以分離。 吸收法可處理濃度范圍變化較大的有機(jī)廢氣，吸收裝置和操作過程均很簡單。 吸收法具有工藝簡單、設(shè)備投資少、運行費用低的優(yōu)點，因而在中小型企業(yè)中應(yīng)用 比較廣泛，但吸收法的凈化效率不高，一般在 60～ 80%之間，此外吸收液需要進(jìn)行再處理，不然產(chǎn)生二次污染的問題。 但不溶于水的有機(jī)廢氣不能采用該方法凈化處理。在本工程中，廢氣的主要成分含苯類物質(zhì)，多是不溶于水的，因此，采用吸收法對此物質(zhì)無凈化作用，吸收法難于達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。 催化氧化法 催化技術(shù)對于改善人類生存環(huán)境質(zhì)量發(fā)揮了巨大作用，它為污染物的治理提供了獨特的經(jīng)濟(jì)解決辦法。有機(jī)廢氣采用催化技術(shù)處理具有凈化效率高、能耗低，產(chǎn)物為無害的二氧化碳和水，無二次污染等優(yōu)點，目前，已逐步被各行業(yè)廣泛采用 。但催化技術(shù)有其特征的缺陷，即它僅適用于處理小氣量、高濃度的有機(jī)廢氣（有機(jī)廢氣的濃度要求在 3000～ 9000mg/m3），不然會造成設(shè)備投入大及運行費用高的特點。 催化燃燒凈化法與直接燃燒凈化法一樣，均屬于熱破壞法，其機(jī)理都是氧化和熱裂解、熱分解廢氣中的有機(jī)成分，分解產(chǎn)物為無毒的二氧化碳和水。但對處理高濃度的有機(jī)廢氣，通常認(rèn)為催化分解是最好的方法。因為催化燃燒的溫度要比熱焚燒的溫度低的多，而且效率高、能耗低、壓降小、所需設(shè)備體積小、造價低，不產(chǎn)生氮氧化物。 在本方案中的廢氣屬低濃度、大風(fēng)量氣體，直接采用催化 技術(shù)造成運行費用相當(dāng)高，因此，直接催化燃燒法也不適合在本工程中應(yīng)用。 冷凝法 冷凝法是通過降低有害氣體的體溫度，使其某些成分冷凝成液體的原理，用降低溫度來分離廢氣中有害成分的方法，叫冷凝法。氣體中的物質(zhì)被冷到露點以下，該物質(zhì)就會凝結(jié)成露與氣體分離，從而達(dá)到凈化的目的。 冷凝法對有害氣體的去除程度，與冷卻溫度和有害成分的飽和蒸汽壓有關(guān)。冷卻溫度越低，有害成分越接近飽和，其去除程度越高。冷凝法有一次冷凝法和多次冷凝法之分。前次多用于凈化含單一有害成分的廢氣。后者多用于凈化含多種有害成分的廢氣或用于 提高廢氣的凈化效率。冷源可以是地下水，大氣或特制冷源。冷凝法設(shè)備簡單，操作方便，并容易回收較純產(chǎn)品，用于去除高濃度有害廣州市艾王環(huán)?？萍奸_發(fā)有限公司 有機(jī)廢氣治理方案 6 氣體更有利。冷凝后的氣體往往難于直接達(dá)標(biāo)排放，因此冷凝法多和其它方法聯(lián)合使用，作為氣體凈化的前處理工序。本項目中，氣體濃度低，冷凝法不適用。 轉(zhuǎn)輪濃縮吸附 +RCO 催化燃燒治理有機(jī)廢氣的技術(shù) 轉(zhuǎn)輪凈化技術(shù)概況 轉(zhuǎn) 輪濃縮吸附 系統(tǒng)系是 利 用吸附－ 脫 附－濃縮三項 連 續(xù)變溫的吸、 脫 附程序，使有機(jī)廢氣濃縮為高濃 度 、小 流量 的一種濃縮凈化設(shè)備。其設(shè)備特性適合處 理 高 流量 、低濃度 、含多種 有機(jī)成分的 廢氣，主要應(yīng)用于排放濃度低，接近環(huán)境溫 度 的廢氣治理。 轉(zhuǎn)輪上使用的吸附材料目前有兩種： 沸石和活性炭纖維。沸石是一種無機(jī)材料， 沸石是沸石族礦物的總稱，呈架狀結(jié)構(gòu)，是一種含水的堿或堿土金屬硅酸鹽礦物。沸石常用作干燥劑、吸附劑及催化劑載體。 用于有機(jī)廢氣凈化處理的沸石是疏水性的，即它只吸附臭氣成分而不吸附水（或少吸附水）。通常把沸石制作成輪狀蜂巢式（見上右圖），含臭氣體從蜂巢的孔內(nèi)通過，氣體中的有機(jī)物質(zhì)被吸附在沸石表面而截留，氣體的到凈化。但疏水性 沸石吸附材料價格昂貴，制成蜂窩狀轉(zhuǎn)輪沸石的價格更 貴，且制作困難，目前多依賴進(jìn)口。 活性炭纖維 具有很高的強(qiáng)度和良好的柔韌性，可以很方便地制成轉(zhuǎn)輪狀。且活性炭纖維具有很大比表面積，其吸附容量要比沸石大的多。此外，活性炭纖維本身就具有良好的疏水性，具有吸附速度快、脫附速度快的特點，因此，可采用活性炭纖維來代替沸石制作吸附轉(zhuǎn)輪。此外，活性炭纖維幾乎對所有有機(jī)物質(zhì)均能吸附?；钚蕴坷w維和沸石分子篩相比，唯一的缺點是耐溫性差。 活性炭纖維轉(zhuǎn)輪的工作原理 有機(jī)廢氣進(jìn)入活性炭纖維轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)后，首先系經(jīng)過活性炭纖維所組成的微孔通道， 氣體中的有機(jī) 物質(zhì)被活 性炭纖維吸附，同時，通過轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)，可在轉(zhuǎn)輪 上同時完成氣體的吸附和轉(zhuǎn)輪的 脫 附再生過程。通常將活性炭纖維轉(zhuǎn) 輪 分為三部分：較大面積的吸附區(qū)，二 個面積較小且相當(dāng)?shù)?脫 附區(qū)和 冷卻 區(qū)。 吸附區(qū)吸附區(qū)冷卻區(qū)吸附轉(zhuǎn)輪廣州市艾王環(huán)保科技開發(fā)有限公司 有機(jī)廢氣治理方案 7 第一階段的吸附程序是將進(jìn)入系統(tǒng)后的有機(jī)廢氣在常溫下被轉(zhuǎn)輪吸附區(qū)的活性炭纖維以吸附凈化后直接排放至大氣，接著因轉(zhuǎn) 輪的 轉(zhuǎn)動而進(jìn)入脫附區(qū)，吸附了有機(jī)物質(zhì)的活性炭纖維轉(zhuǎn)輪在此區(qū)內(nèi)脫附，吸附在活性炭纖維上的有機(jī)物質(zhì)被分離，活性炭纖維得到再生，再生后的活性炭纖維進(jìn)入冷卻區(qū)，被冷卻到常溫后，再進(jìn)入吸附區(qū)，重新吸附有機(jī)物質(zhì)，轉(zhuǎn)輪如此循環(huán)。 脫 附所須的熱 空氣是一小流量氣體，是由 冷卻 區(qū)出口的氣體與換熱器升溫后使其進(jìn)入轉(zhuǎn) 輪內(nèi) 將吸附在活性炭纖維上的有機(jī)物質(zhì) 脫 附再生出 來 ，再生氣體中污染物濃 度 大約為入 流 廢氣的 10～ 20倍左右，而 脫 附再生出 來 的是高濃度有機(jī)廢氣，則可 連接 到 RCO焚燒設(shè)備焚燒處理 ，焚燒的處理效率可達(dá) 99%以上，因此，轉(zhuǎn)輪可減少后續(xù)廢氣處 理 設(shè)備的尺寸，節(jié) 省 運行費用。 活性炭纖維轉(zhuǎn)輪凈化技術(shù)的特點 使用活性炭纖維轉(zhuǎn)輪吸附凈化有機(jī)廢氣具有以下特點： ① 活性炭纖維具有很大的比表面積，其吸附容量大。活性炭纖維是疏水性的，其吸附凈化有機(jī)廢氣的性能很好。 ② 可制出大直徑的尺寸。活性炭纖維具有良好的柔韌性和強(qiáng)度，可制出大直徑的尺寸。 ③ 活性炭纖維不脫粉、壽命長、不會造成二次污染。 ④ 維護(hù)簡單。活性炭纖維制作的轉(zhuǎn)輪維護(hù)很簡單，不用拆轉(zhuǎn)輪，便可單獨更換轉(zhuǎn)輪吸附材料。 ⑤ 活性炭纖維的脫附速度快，再生性能好。 RCO 凈化技術(shù)概況 蓄熱式催化燃燒法（ regenerative catalytic oxidizers， RCO）處理工藝，是在蓄熱式焚燒法（ RTO， regenerative thermal oxidizers）的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，兩者的最 大不同之處是氧化的溫度不同， RTO 需要在 800℃ 以上的高溫，高溫需要的燃料多，且會產(chǎn)生 NOX 二次污染物；而 RCO 只需要 400～ 600℃ 之間的溫度，因此 RCO 更節(jié)能，且安全，完全不產(chǎn)生 NOX。 RCO 為燃燒處理技術(shù)之一，其原理是以一定溫度在催化劑的作用下將污染物完全氧化，去除效率可達(dá) 99%以上， RCO 與直接燃燒和催化燃燒的主要差別在于廢熱回收的型式和效率上。一般對熱交換效率的設(shè)計要求：催化燃燒為 30%，直接燃燒為 50%， RCO 則高達(dá) 90%以上。 RCO 的熱回收方式屬于熱再生型 (Thermal Regenerative)，是利用陶瓷材料的高熱傳導(dǎo)系數(shù)特性作為熱交換介質(zhì)，以得到較完整的熱能傳導(dǎo)率。有機(jī)廢氣在通過一個回收廢熱的陶瓷填充床預(yù)熱后，其溫度幾