VOC廢氣處理之變壓吸附分離與凈化技術(shù)

 

VOC廢氣處理技術(shù)——變壓吸附分離凈化技術(shù)。變壓吸附分離純化技術(shù)利用氣體成分可以吸附在固體材料上的***性。在有機(jī)廢氣分離凈化裝置中，氣體的壓力會發(fā)生一定程度的變化，有機(jī)廢氣將通過這種壓力變化得到處理。

變壓吸附技術(shù)主要采用物理方法凈化有機(jī)廢氣，使用的材料主要是沸石分子篩。沸石分子篩在吸附選擇性和吸附容量方面具有一定的***勢。在一定的溫度和壓力下，沸石分子篩可以吸附有機(jī)廢氣中的有機(jī)成分，然后將剩余的氣體輸送到下一個環(huán)節(jié)。有機(jī)廢氣被吸附后，通過一定的工藝轉(zhuǎn)化，保持和提高吸附劑的再生能力，使吸附劑可以再次投入使用，然后重復(fù)前面的工藝，循環(huán)往復(fù)，直到有機(jī)廢氣得到凈化。

近年來，該技術(shù)已應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，在氣體分離方面取得了******的效果。該技術(shù)的主要***點是:能耗少、成本低、工藝操作自動化、分離凈化后混合物純度高、環(huán)境污染小等。該技術(shù)回收處理有價氣體效果******，市場前景廣闊，將成為未來有機(jī)廢氣處理技術(shù)的發(fā)展方向。

揮發(fā)性有機(jī)化合物的處理技術(shù)——氧化法。熱氧化是一種適用于有毒有***且不需要回收的揮發(fā)性有機(jī)化合物的處理技術(shù)和方法。氧化法基本原理:VOC與O2反應(yīng)生成CO2和H2O，化學(xué)方程式如下。

根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程，氧化反應(yīng)類似于化學(xué)燃燒過程，但由于VOC濃度相對較低，化學(xué)反應(yīng)中不會產(chǎn)生可見火焰。一般來說，氧化法可以通過兩種方法保證氧化反應(yīng)的順利進(jìn)行:a)加熱。使含有VOC的有機(jī)廢氣達(dá)到反應(yīng)溫度；b)使用催化劑。如果溫度相對較低，氧化反應(yīng)可以在催化劑表面進(jìn)行[7]。因此，有機(jī)廢氣處理的氧化法分為以下兩種方法。

催化氧化法。目前用于催化氧化的催化劑有兩種，即貴金屬催化劑和非貴金屬催化劑。貴金屬催化劑主要包括鉑和鈀，它們以細(xì)顆粒的形式附著在催化劑載體上，而催化劑載體通常是金屬或陶瓷蜂窩或塊狀填料。非貴金屬催化劑主要是將過渡元素金屬氧化物如二氧化錳與粘結(jié)劑按一定比例混合而成。為了有效防止催化劑中毒后失去催化活性，在處理前必須去除能毒***催化劑的物質(zhì)，如鉛、鋅、汞等。如果不能去除有機(jī)廢氣中的催化劑毒物和掩蔽物質(zhì)，這種催化氧化法就不能用于處理VOC。

熱氧化法。目前，熱氧化方法分為三種:熱燃燒、分區(qū)和再生。三種方法的主要區(qū)別在于熱量回收的方式。這三種方法都可以與催化法結(jié)合，降低化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)溫度。

熱氧化器一般指氣體焚燒爐。氣體焚燒爐由助燃劑、混合區(qū)和燃燒室組成。其中，天然氣、石油等助燃劑是輔助燃料。在燃燒過程中，焚燒爐內(nèi)產(chǎn)生的熱混合區(qū)可以對VOC廢氣進(jìn)行預(yù)熱，為有機(jī)廢氣的處理提供足夠的空間和時間，***終實現(xiàn)有機(jī)廢氣的無***化處理。

在供氧充足的條件下，氧化反應(yīng)的反應(yīng)程度——VOC去除率——主要取決于“三個條件”:反應(yīng)溫度、時間和湍流。這“三個T條件”是相互關(guān)聯(lián)的。在一定范圍內(nèi)，一個條件的改善可以減少另外兩個條件。熱氧化器的缺點是輔助燃料價格高，導(dǎo)致運(yùn)行成本較高。

分區(qū)熱氧化器是指在熱氧化器中增加一個分區(qū)熱交換器，然后將燃燒室排出的廢氣熱量傳遞給氧化器入口處溫度較低的氣體。預(yù)熱后，可以促進(jìn)氧化反應(yīng)。目前分區(qū)換熱器的熱回收率高達(dá)85%，******降低了輔助燃料的消耗。一般來說，有三種類型的分區(qū)換熱器:管，殼和板。由于熱氧化溫度應(yīng)控制在800℃ ~ 1 000℃范圍內(nèi)，隔墻的換熱應(yīng)采用不銹鋼或合金材料。因此，隔板換熱器的成本相當(dāng)高，這也是它的缺點。此外，很難消除材料的熱應(yīng)力，這是壁之間熱交換的另一個缺點。

蓄熱式熱氧化器，簡稱RTO，包括熱氧化器中的蓄熱式換熱器，氧化反應(yīng)可在VOC預(yù)熱后進(jìn)行。現(xiàn)階段蓄熱式熱氧化器熱回收率已達(dá)95%，占用空間小，消耗輔助燃料少。由于目前的蓄熱材料可以使用陶瓷填料，它們可以處理腐蝕性或含有顆粒物的揮發(fā)性有機(jī)化合物氣體。

目前RTO裝置分為旋轉(zhuǎn)型和閥門切換型，其中閥門切換型是常見的一種，由兩個或兩個以上的陶瓷填充床組成，通過切換閥門可以改變氣流方向。