VOC廢氣處理工藝 | 0416

本文介紹了VOC廢氣處理工藝。有以下幾種：熱破壞法、活性炭吸附法、冷凝法、膜分離技術(shù)、變法吸附技術(shù)、熱氧化法、催化燃燒法、液體吸收法、生物法等。

比如，苯作為溶劑揮發(fā)到大氣環(huán)境中，不僅可以被人體的皮膚所吸收，而且還可通過(guò)呼吸系統(tǒng)進(jìn)入人體內(nèi)部，造成慢性或急性中毒。  苯類(lèi)化合物不僅會(huì)對(duì)人體的中樞神經(jīng)造成一定的損害，而且還可能造成神經(jīng)系統(tǒng)的障礙，進(jìn)入人體后還會(huì)危害血液和造血器官，甚至?xí)谐鲅Y狀或患上敗血癥。氧化作用下，苯在生物體內(nèi)可氧化成苯酚，從而造成肝功能異常，對(duì)骨骼的生長(zhǎng)發(fā)育十分不利，誘發(fā)再生障礙性貧血。因此，ACGIH把苯列為潛在致癌物質(zhì)。鹵代烴類(lèi)化合物會(huì)引發(fā)神經(jīng)癥候群和血小板的減少、肝脾腫大等不良狀況，而且很有可能致癌。

所以，必須控制VOC的排放，這不僅是對(duì)環(huán)境負(fù)責(zé)，也是對(duì)我們的生命健康負(fù)責(zé)。

當(dāng)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)、吸附法和氧化處理方法等。

熱破壞法是指直接和輔助燃燒VOC氣體，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。

熱破壞法對(duì)于濃度較低的有機(jī)廢氣處理效果比較好，因此，在處理低濃度廢氣中得到了廣泛應(yīng)用。

這種方法主要分為兩種，即直接火焰燃燒和催化燃燒。直接火焰燃燒對(duì)有機(jī)廢氣的熱處理效率相對(duì)較高，一般情況下可達(dá)到 99%。而催化燃燒指的是在催化床層的作用下，加快有機(jī)廢氣的化學(xué)反應(yīng)速度。這種方法比直接燃燒用時(shí)更少，是高濃度、小流量有機(jī)廢氣凈化的首選技術(shù)。

利用吸附劑（粒狀活性炭和活性炭纖維）的多孔結(jié)構(gòu)，將廢氣中的VOC捕獲。將含VOC的有機(jī)廢氣通過(guò)活性炭床，其中的VOC被吸附劑吸附，廢氣得到凈化，而排入大氣。

當(dāng)炭吸附達(dá)到飽和后，對(duì)飽和的炭床進(jìn)行脫附再生；通入水蒸汽加熱炭層，VOC被吹脫放出，并與水蒸汽形成蒸汽混合物，一起離開(kāi)炭吸附床，用冷凝器冷卻蒸汽混合物，使蒸汽冷凝為液體。

對(duì)于水溶性VOC氣體，用精餾將液體混合物提純；水不溶性VOC氣體，用沉析器直接回收VOC。比如，涂料中所用的“三苯”與水互不相溶，故可以直接回收。

炭吸附技術(shù)主要用于廢氣中組分比較簡(jiǎn)單、有機(jī)物回收利用價(jià)值較高的情況，適于噴漆、印刷和粘合劑等溫度不高，濕度不大，排氣量較大的場(chǎng)合，尤其對(duì)含鹵化物的凈化回收更為有效。

廢氣中分離出來(lái)，直接回收。但這種情況下，離開(kāi)冷凝器的排放氣中仍含有相當(dāng)高濃度的VOC，不能滿(mǎn)足環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)。要獲得高的回收率，系統(tǒng)需要很高的壓力和很低的溫度，設(shè)備費(fèi)用顯著地增加。

這種處理方法主要適用于濃度高且溫度比較低的有機(jī)廢氣處理。

通常適用于VOC含量高(百分之幾)，氣體量較小的有機(jī)廢氣的回收處理，由于大部分VOC是易燃易爆氣體，受到爆炸極限的限制，氣體中的VOC含量不會(huì)太高，所以要達(dá)到較高的回收率，需采用很低溫度的冷凝介質(zhì)或高壓措施，這勢(shì)必會(huì)增加設(shè)備投資和處理成本，因此，該技術(shù)一般是作為一級(jí)處理技術(shù)并與其它技術(shù)結(jié)合使用。

最簡(jiǎn)單的膜分離為單級(jí)膜分離系統(tǒng)，直接使壓縮氣體通過(guò)膜表面，實(shí)現(xiàn)VOC的分離。單級(jí)膜因分離程度很低，難以達(dá)到分離要求，而多級(jí)膜分離系統(tǒng)則會(huì)大大增加設(shè)備投資，故而在這方面的技術(shù)還有很大的研究空間。

吸附劑在一定壓力下吸附有機(jī)物；當(dāng)吸附劑吸附飽和后，通過(guò)壓力變換來(lái)“釋放”脫附的有機(jī)物。其特點(diǎn)是無(wú)污染物，回收效率高，可以回收反應(yīng)性有機(jī)物。但是該技術(shù)操作費(fèi)用較高，吸附需要加壓，脫附需要減壓，環(huán)保中應(yīng)用較少。

間壁式熱氧化是用列管或板式間壁換熱器來(lái)捕獲凈化排放氣的熱量，它可以回收40％－70％的熱能，并用回收的熱量來(lái)預(yù)熱進(jìn)入氧化系統(tǒng)的有機(jī)廢氣。預(yù)熱后的廢氣再通過(guò)火焰來(lái)達(dá)到氧化溫度，進(jìn)行凈化，間壁換熱的缺點(diǎn)是熱回收效率不高。

蓄熱式熱氧化（簡(jiǎn)稱(chēng)RTO）回收熱量采用一種新的非穩(wěn)態(tài)熱傳遞方式。主要原理是：有機(jī)廢氣和凈化后的排放氣交替循環(huán)，通過(guò)多次不斷地改變流向，來(lái)最大限度地捕獲熱量，蓄熱系統(tǒng)提供了極高的熱能回收。

漆廢氣經(jīng)阻火器進(jìn)入催化凈化裝置，在板式熱交換器內(nèi)與高溫尾氣進(jìn)行熱量交換，經(jīng)預(yù)熱的廢氣進(jìn)入加熱室（內(nèi)設(shè)有電加熱管）進(jìn)一步升溫，達(dá)到起燃溫度的廢氣繼續(xù)進(jìn)入催化床內(nèi)，在貴金屬Pt、Pd催化劑的作用下，使有機(jī)溶劑完全氧化分解為H₂O和CO₂，并釋放出大量反應(yīng)熱，可維持催化燃燒所需的起燃溫度，達(dá)到熱平衡。

板式熱交換器將高溫尾氣與進(jìn)口低溫廢氣進(jìn)行熱量交換，部分熱量得以回收，減少了預(yù)熱能耗。經(jīng)回收部分熱量的高溫尾氣在引風(fēng)機(jī)抽力的作用下通過(guò)排氣筒達(dá)標(biāo)排放。

系統(tǒng)達(dá)到熱平衡后自動(dòng)關(guān)閉電加熱裝置，此后，催化燃燒系統(tǒng)就靠廢氣中的有機(jī)溶劑燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱能，在無(wú)須外加能源的基礎(chǔ)上使催化燃燒繼續(xù)進(jìn)行直至結(jié)束?？紤]到凈化裝置需要維修，在過(guò)濾阻火器前設(shè)置旁路管和旁路閥。

蜂窩輪式濃縮系統(tǒng)

脫附后的排氣只要用吸附風(fēng)量十幾分之一的裝置就可以進(jìn)行處理了。該系統(tǒng)體積小，費(fèi)用低，在國(guó)外已成為治理低濃度、大風(fēng)量有機(jī)廢氣的首選方法，并得到廣泛應(yīng)用。