voc廢氣處理技術(shù)

1、VOC廢氣處理技術(shù)VOC(VolatileganicCompounds)，中文全稱(chēng)揮發(fā)性有機(jī)化合物。在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，通常將其作為一種溶劑，使用過(guò)程中便會(huì)揮發(fā)排放到大氣中。在石油化工、印刷、人造皮革、電子行業(yè)、涂料和醫(yī)藥等行業(yè)應(yīng)用比較廣泛。普通意義上的VOC就是指揮發(fā)性有機(jī)物；但是環(huán)保意義上的定義是指活潑的一類(lèi)揮發(fā)性有機(jī)物，即會(huì)產(chǎn)生危害的那一類(lèi)揮發(fā)性有機(jī)物。目前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

2、理方法等。一、熱破壞法一、熱破壞法熱破壞法是指直接和輔助燃燒有機(jī)氣體，也就是VOC，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。熱破壞是目前應(yīng)用比較廣泛也是研究較多的有機(jī)廢氣處理方法，特別是對(duì)低濃度有機(jī)廢氣處理效果比較好。有機(jī)化合物的熱破壞可分為直接火焰燃燒和催化燃燒。直接火焰燃燒是一種有機(jī)物在氣流中直接燃燒和輔助燃料燃燒的方法。多數(shù)情況下，有機(jī)物濃度較低，不足以在沒(méi)有輔助燃料時(shí)燃燒

3、。直接火焰燃燒在適當(dāng)溫度和保留時(shí)間條件下，可以達(dá)到99%的熱處理效率。催化燃燒是有機(jī)物在氣流中被加熱，在催化床層作用下，加快有機(jī)物化學(xué)反應(yīng)(或破壞效率的方法)，催化劑的存在使有機(jī)物在熱破壞時(shí)比直接燃燒法需要更少的保留時(shí)間和更低的溫度，是高濃度、小流量有機(jī)廢氣凈化的首選技術(shù)。催化劑在催化燃燒系統(tǒng)中起著重要作用。用于有機(jī)廢氣凈化的催化劑主要是金屬和金屬鹽，金屬包括貴金屬和非貴金屬。目前使用的金屬催化劑主要是Pt、Pd，技術(shù)成熟，而且催化活性

4、高，但價(jià)格比較昂貴而且在處理鹵素有機(jī)物，含N、S、P等元素時(shí)，有機(jī)物易發(fā)生氧化等作用使催化劑失活。非金屬催化劑有過(guò)渡族元素鈷、稀土等。近年來(lái)催化劑的研制無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外進(jìn)行得較多，而且多集中于非貴金屬催化劑并取能得了很多成果。例如V2O5MOX(M：過(guò)渡族金屬)貴金屬制成的催化劑用于治理甲硫醇廢氣，PtPdCu催人劑用于治理含氮有機(jī)醇廢氣。由于有機(jī)廢氣中常出現(xiàn)雜質(zhì)，很容易引起催化劑中毒，導(dǎo)致催化劑中毒的毒物(抑制劑主要有磷、鉛、鉍砷、

5、錫、汞、亞鐵離子鋅、鹵素等。催化劑載體起到節(jié)省催化劑，增大催化劑有效面積，使催化劑具有一定機(jī)械強(qiáng)度，減少燒結(jié)，提高催化活性和穩(wěn)定性的作用。能作為載體的材料主要有Al2O3鐵釩、石棉、陶土、活性炭、金屬等，最常用的是陶瓷載體一般制成網(wǎng)狀、球狀、柱狀、峰窩狀。另外近年來(lái)研究較多且成功的有絲光沸石等。對(duì)催化燃燒而言，今后研究的重點(diǎn)與熱點(diǎn)仍將是探索高效高活性的催化劑及其載體，催化氧化機(jī)理。二、吸附法二、吸附法有機(jī)廢氣中的吸附法主要適用于低濃度、

6、高通量有機(jī)廢氣。現(xiàn)階段，這種有機(jī)廢氣的處理方法已經(jīng)相當(dāng)成熟，能量消耗比較小，但是處理效率卻非常高，而且可以徹底凈化有害有機(jī)廢氣。實(shí)踐證明，這種處理方法值得推廣應(yīng)用。但是這種方法也存在一定缺陷，它需要的設(shè)備體積比較龐大，而且工藝流程比較復(fù)雜；如果廢氣中有大量雜質(zhì)，則容易導(dǎo)致工作人員中毒。所以，使用此方法處理廢氣的關(guān)鍵在于吸附劑。當(dāng)前，采用吸附法處理有機(jī)廢氣，多使用活性炭，主要是因?yàn)榛钚蕴考?xì)孔結(jié)構(gòu)比較好，吸附性比較強(qiáng)。此外，經(jīng)過(guò)氧化鐵或臭氧

7、處理，活性炭的吸附性能將會(huì)更好，有機(jī)廢氣的處理將會(huì)更空間、時(shí)間，最終實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢氣的無(wú)害化處理。在供氧充足條件下，氧化反應(yīng)的反應(yīng)程度——VOC去除率——主要取決于“三T條件”：反應(yīng)溫度(Temperat)、時(shí)間(Time)、湍流混合情況(Turbulence)。這“三T條件”是相互聯(lián)系的，在一定范圍內(nèi)，一個(gè)條件的改善可使另外兩個(gè)條件降低。熱力燃燒式熱氧化器的缺點(diǎn)在于：輔助燃料價(jià)格高，導(dǎo)致裝置操作費(fèi)用比較高。間壁式熱氧化器指的是在熱氧化裝置

8、中，加入間壁式熱交換器，進(jìn)而把燃燒室排出氣體的熱量傳送給氧化裝置進(jìn)口處溫度比較低的氣體，預(yù)熱完成后便可促成氧化反應(yīng)?，F(xiàn)階段，間壁式熱交換器的熱回收率最高可達(dá)85%，因此大幅降低了輔助燃料的消耗。一般情況下，間壁式熱交換器有三種形式：管式、殼式和板式。由于熱氧化溫度必須控制在800℃～1000℃范圍內(nèi)，因此，間壁式熱交換必須由不銹鋼或合金材料制成。所以間壁式熱交換器的造價(jià)相當(dāng)高，而這也是其缺點(diǎn)所在。此外，材料的熱應(yīng)力也很難消除，這是間壁式

9、熱交換的另外一個(gè)缺點(diǎn)。蓄熱式熱氧化器，簡(jiǎn)稱(chēng)為RTO，在熱氧化裝置中計(jì)入蓄熱式熱交換器，在完成VOC預(yù)熱后便可進(jìn)行氧化反應(yīng)?，F(xiàn)階段，蓄熱式熱氧化器的熱回收率已經(jīng)達(dá)到了95%，且其占用空間比較小，輔助燃料的消耗也比較少。由于當(dāng)前的蓄熱材料可使用陶瓷填料，其可處理腐蝕性或含有顆粒物的VOC氣體?，F(xiàn)階段，RTO裝置分為旋轉(zhuǎn)式和閥門(mén)切換式兩種，其中，閥門(mén)切換式是最常見(jiàn)的一種，由2個(gè)或多個(gè)陶瓷填充床組成，通過(guò)切換閥門(mén)來(lái)達(dá)到改變氣流方向的目的。六、液

10、體吸收法六、液體吸收法液體吸收法指的是通過(guò)吸收劑與有機(jī)廢氣接觸，把有機(jī)廢氣中的有害分子轉(zhuǎn)移到吸收劑中，從而實(shí)現(xiàn)分離有機(jī)廢氣的目的。這種處理方法是一種典型的物理化學(xué)作用過(guò)程。有機(jī)廢氣轉(zhuǎn)移到吸收劑中后，采用解析方法把吸收劑中有害分子去除掉，然后回收，實(shí)現(xiàn)吸收劑的重復(fù)使用和利用。從作用原理的角度劃分，此方法可分為化學(xué)方法和物理方法。物理方法是指利用物質(zhì)之間相溶的原理，把水看作吸收劑，把有機(jī)廢氣中的有害分子去除掉，但是對(duì)于不溶于水的廢氣，比如苯

11、，則只能通過(guò)化學(xué)方法清除，也就是通過(guò)有機(jī)廢氣與溶劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，然后予以去除。七、冷凝回收法七、冷凝回收法在不同溫度下，有機(jī)物質(zhì)的飽和度不同，冷凝回收法便是利用有機(jī)物這一特點(diǎn)來(lái)發(fā)揮作用，通過(guò)降低或提高系統(tǒng)壓力，把處于蒸汽環(huán)境中的有機(jī)物質(zhì)通過(guò)冷凝方式提取出來(lái)。冷凝提取后，有機(jī)廢氣便可得到比較高的凈化。其缺點(diǎn)是操作難度比較大，在常溫下也不容易用冷卻水來(lái)完成，需要給冷凝水降溫，所以需要較多費(fèi)用。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

12、氣處理。八、超氧納米微氣泡法八、超氧納米微氣泡法超氧納米微氣泡是指38微米以下超微細(xì)氣泡的氣泡(Superoxidenanometermicrobubble)，也稱(chēng)“超微細(xì)真空氣泡”，是納米級(jí)的水氣泡，它使水分子的原子團(tuán)變的更小、超微細(xì)氣泡中的氧更容易溶入原子團(tuán)的間隙中，同時(shí)氧分子打破了水的界面使超微細(xì)氣泡更容易溶入水中；水分子團(tuán)始終進(jìn)行著“布朗運(yùn)動(dòng)”，不斷地進(jìn)行不規(guī)則沖撞。在“布朗運(yùn)動(dòng)”的同時(shí)，超微細(xì)氣泡也沉降、破裂；超微細(xì)氣泡的會(huì)合