VOCs有机废气处理三大技术解析

目前,很多厂家都在使用RTO(Regenerative Thermal Oxidizer,蓄热式热氧化器)来治理VOCs,但很多人不知道的是,有的g家已经开始使用RCO技术取代CO进行有机废气的净化处理,很多RTO设备也已经开始转变成RCO,这样可以消减操作费用达33%-50%。经反应后,有毒的HC化合物转化为无毒的CO2和H2O,从而使污染得到治理。

RTO是z近十几年国内兴起的一种有机废气处理技术。该技术尤其适用于中低风量、中高浓度、成分复杂的有机废气的处理,由于其较高的处理效率、基本不产生二次污染、运行稳定等优点,受到很多地方环保部门的热捧。

经过近几年的使用,RTO也暴露出了一些问题,其中比较突出的问题就是RTO的失火、爆炸等a全问题。据国内某石化工业园区的环保部门统计,该园区共有7套RTO设备,其中有3套发生过不同程度的火灾、爆炸等安q事故。因此,不论是环保设计公司还是化工企业,都必须对RTO的安q问题给予高度的重视,防患于未然。

催化燃烧

催化燃烧实际上为完q的催化氧化,即在催化剂作用下,使废气中的有害可燃组分w全氧化为CO2和H2O。由于j大部分有机物均具有可燃烧性,因此催化燃烧法已成为净化含烃类化合物废气的有效手段之一。又由于很大一部分有机化合物具有不同程度的恶臭,因此催化燃烧法也是消除恶臭气体的有效手段之一。

目前催化燃烧法已应用于金属印刷、j缘材料、漆包线、炼焦、涂料、化工等多种行业中净化有机废气。特别是在漆包线、j缘材料、印刷等生产过程中排出的烘干废气,因废气的温度较高、有机物浓度较高,对燃烧反应及热量回收有利,具有较好的经济效益,因此应用z为广泛。

同其他燃烧法相同,催化燃烧的z终产物为CO2和H2O,无法回收废气中原有的有机组分,因此操作过程中的能耗大小以及热量回收的程度将决定催化燃烧法的应用价值。

其特点为:

  1. 无火焰燃烧,安q性好;
  2. 温度要求低,大部分烃类和CO在300-450℃之间即可完成反应,由于反应温度低,故辅助燃料消耗少;
  3. 对可燃组分浓度和热值限制较小;
  4. 为使催化剂延长使用寿命,不允许废气中含有尘粒和雾滴。

活性炭吸附

在用活性炭吸附法净化含烃类化合物的废气时,其流程通常应包括以下部分:

(1)预处理部分

在吸附中通常使用粒壮或柱状活性炭,为保z炭层具有适宜的孔隙率,减少气体通过的阻力,应预先除去进气中的固体颗粒物及液滴。

(2)吸附部分

通常采用固定床吸附器,为b证连续处理废气,一般采用2-3个吸附器并联操作。

(3)吸附剂再生部分

吸附剂吸附吸附质后,其吸附能力将逐渐降低,为了保z吸附效率,对失去吸附能力的吸附剂应进行再生。用活性炭吸附有机化合物时,z常用的是水蒸气脱附法使活性炭再生,主要是利用有机化合物与水的不互溶性,经脱附、冷凝、分离后回收有机溶剂。有些有机溶剂被活性炭吸附后,用水蒸气脱附困难,则应采用其他方法进行再生。

(4)溶剂回收部分

经冷凝、静置后不溶于水的溶剂可与水分层,易于回收。水溶性溶剂与水不能自然分层,需回收时可采用精馏的方法。对处理量小的水溶性溶剂也可与水一起掺入煤炭中送锅炉烧掉。

有机废气经冷却过滤器降温及去除固体颗粒物后,经风机进入吸附器,吸附后气体排空。两个并联操作的吸附器,当其中的一个吸附饱和时则将废气转通入另一个吸附器进行吸附,饱和的吸附器中则通入水蒸气进行溶剂再生。脱附气体进入冷凝器用冷水冷凝,冷凝液流入分离器,经一段时间停留后分离出溶剂和水。

 

吸附剂再生方法及特点:

热再生:使热气流(蒸汽或热空气)与床层接触直接加热床层,吸附质可解吸释放,吸附剂恢复吸附性能。不容吸附剂允许加热的温度不同。

降压再生:再生时压力低于吸附操作时的压力,或对床层抽真空,使吸附质解吸出来,再生温度可与吸附温度相同。

通气吹扫再生:向再生设备中通入基本上无吸附性的吹扫气,降低吸附质在气相中分压,使其解吸出来。操作温度愈高,气体温度愈低,效果愈好。

置换脱附再生:采用可吸附的吹扫气,置换床层中已被吸附的物质,吹扫气的吸附性愈强,床层解吸效果愈好,比较适用于对温度敏感的物质。为使吸附剂再生,还需对再吸附物进行解吸。

化学再生:向床层通入某种物质使吸附质发生化学反应,生成不易被吸附物质而解吸下来。

吸附浓缩+催化燃烧法

设计采用蜂窝状活性炭为吸附剂,结合吸附净化、脱附再生并浓缩VOCs和催化燃烧的原理,即将大风量、低浓度的有机废气通过蜂窝状活性炭吸附以达到净化空气的目的,当活性炭吸附饱和后再用热空气脱附使活性炭得到再生,脱附出浓缩的有机物被送往催化燃烧床进行催化燃烧,有机物被氧化成无害的CO2和H20,燃烧后的热废气通过热交换器加热冷空气,热交换后降温的气体部分排放,部分用于蜂窝状活性炭的脱附再生,达到废热利用和节能的目的。

工艺优点:

(1)吸附床气流层分布均匀、稳定、压降小,吸附性能好。本工艺采用吸附性能好、气流阻力小的蜂窝状活性炭,应用于大风量有机废气的治理,不仅能满足吸附净化的要求,而且使吸附装置小型化、阻力低,用中、低压风机就能满足排风要求,降低了能耗和噪音污染。

(2)利用余热,节能显著

通过蜂窝状活性炭的吸附浓缩作用,将大风量、低浓度的有机废气转换成小风量、高浓度的有机废气,后者浓度可达0.9-1.5g/m3,可在催化燃烧床上保持稳定的自燃烧状态,转变成无害的CO2和H20,一次启动后无需外加热,燃烧后的热废气又用于对蜂窝状活性炭的脱附再生,达到了废热利用、有机物处理彻d的目的。

(3)处理风量范围大

处理风量由每小时数千立方米到数十万立方米,具有净化效率高、无二次污染、运行成本低等te效。

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