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环保工程施工-有机废气(V0C)处理技术

新闻时间:2018-07-31 文章来源: 文章作者:ztcjjt
一、VOC的危害及各国对VOC控制的法规
继SO2、NOx和氟里昂后,挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,以下简称VOC)废气的污染成为世界各国关注的又一焦点。
挥发性有机化合物指的是挥发性的碳氢化合物及其衍生物,它包括烃类、芳烃类、醇类、醛类、酮类、酯类、胺类、有机酸等。其危害主要有以下几方面:
(1) 在阳光照射下,NOx与大气中的VOC发生光化学反应,生成臭氧、过氧硝基酰(PAN)、醛类等光化学烟雾,造成二次污染,刺激人的眼睛和呼吸系统,危害人的身体健康。如长期生活在这种环境中(几天或几星期),会对人造成生命危险。同时会危害农作物的生长,甚至导致农作物的死亡。美国洛杉矶、我国北京市燕山区、兰州市西固区等都曾出现过光化学污染。
(2) 大多数VOC有毒、有恶臭,会使人患积累性的呼吸道疾病。在高浓度突然作用下,有时会造成急性中毒,甚至死亡。有些VOC(,4-苯并芘、氯乙烯)能致癌;
(3) 大多数VOC都易燃易爆,在高浓度排放时易酿成火灾和爆炸。近年来由于VOC造成的火灾和爆炸时有发生。
(4) 部分VOC可破坏臭氧层。
所以,VOC已成为世界性的公害。发达国家不断修改法律,一再降低VOC的排放浓度。
二、VOC的处理技术和应用领域
目前常用的处理方法有吸收法、冷凝法、吸附法、生物法、热氧化法、等离子体法等,正在开发的有电化学法、膜分离法、光催化法、电子床加热法等。
欲选择合适的一种处理方法(或几种方法组合),必须综合考虑以下因素,较终得到较佳的处理方案:
(1)废气的性质;
(2)废气的浓度;
(3)生产的具体情况;
(4)净化要求(达到何种排放标准);
(5)经济性。
以下简要介绍目前常用的VOC处理方法和处理装置:
1、处理方法
1.吸收法
吸收法是利用某一VOC易溶于特殊的溶剂(或添加化学药剂的溶液)的特性进行处理的一种方法。较经济、较常见的溶剂是水。为了增大VOC与溶剂的吸收率和接触面积,这个过程通常都在装有填料的吸收塔中完成。
2.冷凝法
对于高浓度VOC,可以使其通过冷凝器,气态的VOC降低到沸点以下,凝结成液滴,再靠重力作用落到凝结区下部的贮罐中,从贮罐中抽出液态VOC,就可以回收再利用。这种方法对于高浓度、须回收的VOC具有较好的经济效益。
3.吸附法
吸附法是利用某些具有从气相混合物中有选择地吸附某些组分能力的多孔性固体(吸附剂)来去除VOC的一种方法。目前用以处理VOC较常用的吸附剂有活性炭和活性碳纤维,所用的装置为阀门切换式两床(或多床)吸附器。这种方法对于各种浓度、须回收的溶剂类VOC具有显著的经济效益。
4.生物法
生物法是利用微生物分解VOC的一种方法。所用的装置为生物过滤器,要占有较大的空间。生物法一般用于处理低浓度VOC。
5.等离子体法
其基本原理是:通过陡前沿、窄脉宽( ns 级) 的高压脉冲电晕放电,在常温常压下获得非平衡等离子体,即产生大量的高能电子和O·、OH·等活性粒子,对VOCs 分子进行氧化、降解反应,使VOCs 较终转化为无害物。
2、现在公司产品应用领域
1.石油化工(塑料、橡胶、合成纤维、合成树脂和有机化工等)
2.表面涂装(汽车、摩托车、自行车、船舶、玩具、家电、家具、建材、制鞋、
胶带、胶片、磁带、印刷等)
3.电子(芯片、电路板、电子元件、电线电缆等)
4.木材工业(人造板、墙纸、地板等)
5.医药、农药及染料
6.污水厂
7.石油及有机物储运
8.冶金、铸造工业
三、VOC处理方法和产品介绍
1、蓄热式热氧化器
蓄热式热氧化器(Regenerative Thermal Oxidizer ,以下简称RTO),是在热氧化装置中加入蓄热式热交换器,预热VOC废气,再进行氧化反应。
随着蓄热材料的发展,目前蓄热式热交换器的热回收率已能达到95%以上,而且占用空间越来越小。这样辅助燃料的消耗很少(甚至不用辅助燃料,且当VOC的浓度达到一定值以上时,还可从RTO输出热量)。同时,由于目前的蓄热材料
都选用陶瓷填料,所以可处理腐蚀性或含有颗粒物的VOC废气。
它的基本原理高压(≥760ºC)使有有机废气氧化成CO2和H2O,从而予以去
除。典型的两床式RTO主体结构由一个燃烧室、两个陶瓷填料床和四个切换阀组成。该装置中的蓄热式陶瓷填料床换热器能得到较大限度的回收,热
量回率大于95%;处理VOC时不用或使用很少的燃料
技术特点
1、由高性能陶瓷材料构成的多种热回收填料床可回收燃烧过程中产生的热量并重新利用,从而降低能耗。
2、较佳设计的陶瓷床冷端结构可以有效地减少阀门切换时的滞留废气
3、RTO较高处理风量可达200,000scfm(5668Nm3/min),VOC浓度较高可达100%,LEL(下爆限)颗粒物浓度较高可达0.7克/立方米。
4、每个蓄热室配备一套快速切换阀,可以较大限度的减少泄漏,同时使维修和操作更加简便。
5、燃烧室较高温度为2000oF(1093oC),在此温度停留1秒不会产生机械元件损坏和设备停运。
6、燃烧室外壁采用不锈钢材料固定的高密度陶瓷纤维棉以绝热保温。
工业/应用 流量(Nm3/Min) 平均入气VOC浓度(ppm) VOC去除率(DRE)/出气VOC浓度(ppm) 设备运行可靠度 热回收率设计/实际比(TER) 蓄热陶瓷型号 操作温度(OC)
Ethanol DDGS Dryer
乙醇干燥
1600 515.0 99.4%/3.00 >99% 93.5%/93.8% 马鞍型陶瓷 871
Ethanol Fermentation Scrubber
乙醇发酵洗涤塔
298 830.1 99.1%/7.11 >99% 95.0%/95.4% MLM 871
Batch Chemical Reactor
化工反应器
2473 440.0 99.6%/1.87 >99% 95.0%/96.1% 马鞍型陶瓷 843
Kiln/Exhaust
工业炉窑废气
1280 99.0 98.1%/1.86 >99% 90.0%/91.3% 马鞍型陶瓷 815
Styrene/Resin Curing
聚苯乙烯树脂
173 1,641.0 99.7%/4.17 >99% 95.0%/自热循环 蜂窝陶瓷 843
Plate Coating
涂装
 
113 5,832.0 99.4%37.60 >99% 85.0%/自热循环 蜂窝陶瓷 871
2、直燃式热氧化器
热力燃烧式热氧化器(Direct Thermal Oxidizer, 以下简称为DTO)一般指的是气体焚烧炉。它由助燃剂、混合区和燃烧室组成。助燃剂(天然气、石油等)作为辅助燃料,燃烧产生的热在混合区对VOC废气进行预热,燃烧室为预热后的废气提供足够大的空间和足够长的时间以完成较终的氧化反应。
在供氧充足的前提条件下,氧化反应的程度(影响较终的VOC去处率)取决于“三T条件”:反应温度(Temperature)、驻留时间(Time)、湍流混合情况(Turbulence)。这“三T条件”是互相联系的,在一定范围内改善一个条件可使另外两个条件降低。热力燃烧式热氧化器的一个较大缺点是辅助燃料太高,致使装置的操作费用很高。
原理介绍
直燃式氧化器(DTO) 俗称气体焚烧炉,它的原理是用燃烧机添加辅助燃料,将有机废气加热到高温(≥760℃,不同的有机废气温度不同),在燃烧室发生氧化反应生成CO2和H2O,从而予以去除。DTO适合于有机废气浓度较高的场所。
 

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