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現階段我國工業廢氣治理VOCs工藝發展現狀

2018-08-29  來自: 滄州AG888除塵環保設備有限公司 瀏覽次數:358

  1現階段我國工業廢氣治理VOCs工藝發展現狀在對工業廢氣VOCs進行治理的過程中,針對不同的廢氣治理需求,開發了不同的處理工藝,例如吸收法、氧化法、吸附法、生物法、等離子法等。從我國現階段的工業廢氣治理現狀來看,燃燒氧化法和吸附法是應用最廣泛的兩種廢氣治理工藝,而生物法和等離子法是當前VOCs廢氣治理的前沿熱點技術。

  1.1吸收法通過吸收法對工業廢氣進行治理,是我國較為傳統的一種治理方法。從原理上來看,吸收法就是在充分利用多種油類物質與VOCs互溶的特點,同時將高沸點、低蒸汽的油類作為吸收劑,來對VOCs廢氣進行吸收,從而起到廢氣治理的作用。在實際的吸收法應用的過程中,通常采用填料洗滌吸收塔作為VOCs處理的吸收器,而吸收劑大多采用柴油、燈油、碳酸丙烯酯及等材料,針對VOCs廢氣的特點,還會增加一些活性劑或乳液來提升對VOCs廢氣的吸收效果。通過吸收法對VOCs廢氣進行處理,優點在於操作簡單、治理成本不高,缺點在於治理效率較低,而且對相關廢氣治理設備造成一定的損害。

  1.2氧化法采用氧化法對VOCs進行治理,需要一定的條件支持,例如熱能、催化劑、特定光源等,通過化學反應來對VOCs進行分解,使其分解為CO2和H2O。依據氧化法在處理VOCs廢氣中采用的工藝不同,可以進一步劃分為燃燒氧化、催化燃燒氧化以及光催化三種方法。1.2.1燃燒氧化法燃燒氧化法在實際的應用過程中有分為直接燃燒以及熱力燃燒。簡單的來講,直接燃燒就是通過對易燃度較高的燃料,對廢氣進行氧化消除,這種處理方式通常適用於對濃度較高的廢氣進行處理。在通過熱力燃燒法對廢氣進行處理時,並不會直接使用利用易燃的燃料進行燃燒,而是采用燃料來進行釋放熱量,從而對VOCs廢氣進行淨化。通過高溫的作用,促使VOCs中的有害物質氧化為CO2和H2O,從而實現清除廢氣的作用。蓄熱式氧化係統主要由三個部分主城,分別是陶瓷蓄熱床、自動控製閥、燃燒室,其工藝係統流程見圖1。

  

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  現階段我國蓄熱式廢氣處理設備大多由陶瓷材料構成,在對廢氣進行處理的過程中,陶瓷材料能夠對氣流方向進行定期的調控,從而對氣體中的熱能進行存儲。在對廢氣進行燃燒的過程中,陶瓷材料蓄留的熱能能夠釋放,從而起到補熱的作用。同時,利用熱交換器還能夠對處理的尾氣中含有的熱量進行回收,從而有效地減少廢氣治理過程中對熱能的消耗,提升廢氣治理的經濟效益。

  1.2.2催化燃燒氧化法顧名思義,催化燃燒氧化法就是在催化劑的幫助下,使VOCs廢氣在較低的溫度條件下進行氧化燃燒,從而分解為CO2和H2O。這種廢氣處理方法的主要特點在於,在實際的處理過程中,對預熱的溫度要求不高,VOCs廢氣在進行精華的過程中處於無焰燃燒的狀態,從而能夠有效地提升廢氣治理的安全性,同時還能夠對VOCs廢氣的濃度以及熱值進行有效的控製,從而降低廢氣治理的成本。其典型的工藝流程見圖2。

  

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  但是在我國過去工業廢氣治理過程中所采用的催化燃燒法有著非常明顯的缺陷,一是在催化劑與廢氣中的重金屬、鹵素以及硫化物等物質混合之後,容易出現失效的現象;二是當處理的VOCs廢氣濃度較低或者氣流量過大時,僅靠可燃物燃燒放熱難以維持催化劑床層必需的淨化反應溫度,因此在設備啟動、運行中仍需耗費較多的能量或燃料。為了提高催化燃燒處理工藝的經濟性,人們除了繼續進行催化劑性能的改進研究外,還進行了新工藝的研究與探索。近年來研究較多的是利用蓄熱技術的流向變換催化燃燒技術,流向變換催化燃燒技術在工藝上具有獨特的優勢,在環境工程、低品位能源利用方麵有了大量的應用,國外已將該技術工業化,目前已有上百套裝置在運行。我國近年來也注意到該技術的經濟性特點與實用價值,進行了應用基礎研究與工程實踐。該技術的係統主要包括催化床、高熱容惰性填料(蜂窩陶瓷)層及實現周期性流向變換的的閥門等組成,工藝流程見圖3。目前國內亟待研發出一種低能耗,適用於低溫、低濃度的VOCs廢氣處理工藝與設備進行大麵積推廣,將流向變換催化燃燒技術應用於環保廢氣治理領域很有實用價值。

  1.2.3光催化氧化法這種廢氣處理方法,主要是通過對催化劑所具有的光催化特性,來促使VOCs廢氣發生氧化,從而分解為生成CO2和H2O。在實際的廢氣處理過程中,光催化氧化法常用的催化劑主要以金屬氧化物和金屬硫化物為主,常見的有TiO2、ZnO、Fe2O2等,在這些催化材料中,TiO2憑借其出色的催化性能和穩定性,得到了廣泛的應用,所以現階段我國廢氣治理過程中使用最多的催化材料主要就是TiO2。通過對光催化氧化法的應用,能夠有效的將VOCs廢氣中的有害物質轉化為無害的無機分子,而且在處理的過程中不會產生過多的副產物。然而,這一廢氣處理方法的缺陷在於,催化劑在使用的過程中經常出現活性喪失和難以固定的情況,而且在處理流量較大的廢氣時,並不能夠起到很好的處理效果。

  1.4生物法生物法淨化VOCs汙染物的過程,是通過汙染物由氣態轉移到液相或固相表麵的液膜中的傳質過程,將汙染物在液相或固相的表麵吸附,然後被微生物降解淨化。該技術適合處理無回收利用價值又汙染環境的低濃度VOCs廢氣,屬於目前世界上工業VOCs廢氣淨化領域的前沿熱點技術。國外在20世紀80年開始進行技術基礎開發研究,90年代初進行技術應用研究,90年代末則進入到工業實用技術及淨化裝置的推廣應用階段。目前在德國與荷蘭就已有500多套生物處理廢氣裝置,日本與北美也已經有了實際工程應用,廢氣處理風量也可以從幾千到十幾萬m3/h。我國在90年開始進行該項技術的研究,現在已有中試規模的生物法治理工業有機廢氣的應用實例。

關鍵詞: VOCs工藝           

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