工業(yè)廢氣治理VOCs工藝原理

 

　　隨著工業(yè)化進程的加速,VOCs的污染有進一步擴***的趨勢。而隨著***近環(huán)保政策的愈加嚴厲，對有機污染廢氣的排放控制就顯得更為重要了。

 

　　處理原理及分類

 

　　目前的揮發(fā)性有機污染物的治理包括破壞性，非破壞性方法，及這兩種方法的組合。破壞性的方法包括燃燒、生物氧化、熱氧化、光催化氧化，低溫等離子體及其集成的技術，主要是由化學或生化反應，用光，熱，微生物和催化劑將VOCs轉化成CO2和H2O等無毒無機小分子化合物。非破壞性法，即回收法，主要是碳吸附、吸收、冷凝和膜分離技術，通過物理方法，控制溫度，壓力或用選擇性滲透膜和選擇性吸附劑等來富集和分離揮發(fā)性有機化合物。

 

　　傳統(tǒng)的揮發(fā)性廢氣處理常用吸收、吸附法去除，燃燒去除等，廢氣處理公司在***近幾年中，半導體光催化劑的技術體，低溫等離子得到了迅速發(fā)展。

 

　　處理工藝

 

　　一、吸附工藝

 

　　吸附工藝簡介

 

　　吸附法主要適用于低濃度氣態(tài)污染物的凈化，對于高濃度的有機氣體，通常需要***先經(jīng)過冷凝等工藝將濃度降低后再進行吸附凈化。吸附技術是***為經(jīng)典和常用的氣體凈化技術，也是目前工業(yè)VOCs治理的主流技術之一。吸附法的關鍵技術是吸附劑、吸附設備和工藝、再生介質、后處理工藝等。

 

　　活性炭因其具有***比表面積和微孔結構而廣泛應用于吸附回收有機氣體。目前，對活性炭吸附有機氣體的研究主要集中在吸附平衡的預測、活性炭材料的改性及有機物的物化性質對活性炭吸附性能的影響。

 

　　活性炭吸附工藝原理及流程

 

　　活性炭纖維吸附有機廢氣是當今世界上***為先進的技術之一，活性炭纖維比顆粒狀活性炭具有更***的吸附容量和更快的吸附動力學性能，活性炭吸、脫附工藝流程見圖1。

 

　　活性炭吸附工藝影響因素

 

　　活性炭凈化空氣的物理吸附，所示四種情況：

 

　　1.分子直徑***于孔的直徑，由于空間位阻，分子不能入孔，因此不吸附;

 

　　2.分子直徑等于孔的直徑，吸附劑的捕捉力很強，非常適合低濃度吸附;

 

　　3.分子直徑小于孔的直徑，孔內發(fā)生毛細治冷凝，吸附容量***;

 

　　4.分子直徑遠小于孔的直徑，吸附分子很容易解吸，解吸速率高，低濃度下的吸附量較小。

 

　　活性炭吸附工藝的***缺點

 

　　***點：

 

　　(1)適用于低濃度的各種污染物;

 

　　(2)活性炭價格不高，能源消耗低，應用起來比較經(jīng)濟;

 

　　(3)通過脫附冷凝可回收溶劑有機物;

 

　　(4)應用方便，只與同空氣相接觸就可以發(fā)揮作用;

 

　　(5)活性炭具有******的耐酸堿和耐熱性，化學穩(wěn)定性較高。

 

　　2.缺點：

 

　　(1)吸附量小，物理吸附存在吸附飽和問題，隨著吸附劑的消耗，吸附能力也變弱，使用一段時間后可能會出現(xiàn)吸附量小或失去吸附功能;

 

　　(2)吸附時，存在吸附的專一性問題，對混合氣體，可能吸附性會減弱，同時也存在分子直徑與活性炭孔徑不匹配，造成脫附現(xiàn)象;

 

　　(3)活性炭吸附只是將有毒害氣體轉移，并沒有達到分解有害氣體的功效，可能會帶來二次污染。不適高濃度廢氣，不適含水或含粒狀物的廢氣。

 

　　二、吸收工藝

 

　　吸收工藝簡介

 

　　用溶液、溶劑或清水吸收工業(yè)廢氣中的揮發(fā)性氣體，使其與廢氣分離的方法叫吸收法。溶液、溶劑、清水稱為吸收劑。吸收劑不同可以吸收不同的有害氣體。

 

　　吸收法使用的吸收設備叫吸收器、凈化器或洗滌器。吸收法的工藝流程和濕法除塵工藝近似，只是濕法除塵工藝用清水，而吸收法凈化有害氣體要用溶劑或溶液。

 

　　吸收工藝原理及流程

 

　　以石油和天然氣回收為例，石油和天然氣回收應包括煉油廠，化工廠，石油和天然氣站裝卸、產(chǎn)生的油氣。石油和天然氣出廠到銷售終端是一個完整的系統(tǒng)。

 

　　美***和歐洲***家，通常是在加油站采用一階段和兩階段油氣回收措施，即密閉卸油與加油，儲罐內油氣返回油罐車，在加油時使用真空輔助裝置或油箱內壓返回儲罐。在油庫，煉油廠和其他石油制品經(jīng)銷地設置油氣回收裝置，回收油氣。

 

　　吸收法通常用于油氣回收。裝卸油品時產(chǎn)生的油氣進入吸收塔，從出口排出貧油空氣，解吸塔內進行吸收液的真空解吸，解吸的吸收液再循環(huán)利用，回收塔用汽油將進入的解吸氣進行回收，尾氣返回吸收塔重復該過程。用溶液吸收法回收揮發(fā)性有機物的吸收液通常是***殊的吸收液，吸收液的選擇將影響回收效果。

 

　　吸收工藝***缺點

 

　　1.***點：

 

　　吸收法工藝比較簡單，設備投資較低，操作和維修費用基本與碳吸附法相當，由于吸收介質是采用煤油和吸收液，因此沒有二次污染問題。

 

　　2.缺點：

 

　　此工藝方法回收效率低，對于環(huán)保要求較高時，很難達到允許的油氣排放標準;設備占地空間***;能耗高;吸收劑消耗較***，需不斷補充。

 

　　三、冷凝工藝

 

　　冷凝工藝簡介

 

　　油品在儲運和銷售過程中部分輕烴組分揮發(fā)進入***氣，造成資源浪費和環(huán)境危害。同時有機溶劑廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)中，每年都有***量的有機溶劑揮發(fā)到空氣中，危害人類健康，造成嚴重的環(huán)境污染。采取合適的方法回收這些揮發(fā)性有機物不但可以降低企業(yè)生產(chǎn)成本，而且具有巨***的環(huán)保效益。

 

　　冷凝法是用來回收VOCs的一種有效方法，其基本原理是利用氣態(tài)污染物在不同的溫度和壓力下具有不同飽和蒸汽壓，通過降低溫度和增加壓力，使某些有機物凝結出來，使VOCs得以凈化和回收。

 

　　冷凝工藝原理及流程

 

　　冷凝式油氣回收設備采用多級復疊或自復疊制冷技術，系統(tǒng)流程雖然相對復雜，但其關鍵部件壓縮機和節(jié)流機構已全部實現(xiàn)本土化生產(chǎn)，投資和運行成本較低。

 

　　根據(jù)換熱治工作原理可分為制冷劑回路和氣體回路部分，換熱治連接兩部。在氣體循環(huán)部分，低溫冷媒在換熱器中和熱的有機溶劑混合氣體進行熱交換，有機溶劑液化后回收，制冷劑流入儲液罐。

 

　　制冷劑回路，壓縮機將制冷劑壓縮成高溫高壓氣態(tài)制冷劑，通過風冷冷凝器液化，通過干燥過濾器，在冷媒-制冷劑熱交換器中冷的液態(tài)制冷劑與冷媒進行熱交換，低溫冷媒進入儲液罐，制冷劑通過吸入過濾器

 

　　進入壓縮機入口，完成整個的制冷劑冷媒換熱過程。

 

　　冷凝工藝的影響因素

 

　　冷凝分離法回收輕烴要對原料氣體冷卻降溫。根據(jù)原理可分為節(jié)流膨脹制冷，膨脹機膨脹制冷。根據(jù)工藝可分為制冷劑制冷(如丙烷制冷)，節(jié)流膨脹制冷，膨脹機膨脹制冷，混合制冷(在膨脹機膨脹制冷或工藝流體自身節(jié)流膨脹制冷的基礎上外加冷劑制冷)。

 

　　分離方法包括精餾系統(tǒng)精餾分離，分離器相平衡分離。這個過程一般包括脫水、增壓(低壓力氣體)、精餾和制冷。以上冷凝工藝的各個部分的選擇都會影響***終的冷凝效果。