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各种voc废气处理技术全面综述

  • 发表时间:2020-07-13 10:58:22
  • 来源:未知
  • 作者:人之本小编
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导读:VOC定义 挥发性有机化合物(VOC)是所有在室温下呈气态或极易挥发的液态存在的有机化合物。正式的VOCS是所有蒸气压等于或高于0.01 kPa或在20C的特定使用条件下具有同等挥发性的有机化合

  VOC定义

  挥发性有机化合物(VOC)是所有在室温下呈气态或极易挥发的液态存在的有机化合物。正式的VOCS是所有蒸气压等于或高于0.01 kPa或在20ºC的特定使用条件下具有同等挥发性的有机化合物。VOC通常在其链中具有少于12个碳原子,并包含其他元素,例如氧,氟,氯,溴,硫或氮。

  目前有1000多种不同的VOC,但空气中最丰富的是甲烷,甲苯,正丁烷,异戊烷,乙烷,苯,正戊烷,丙烷和乙烯。这些化合物是在所有使用有机溶剂(例如乙醛,苯,苯胺,四氯化碳,1,1,1-三氯乙烷,丙酮,乙醇等)的工业过程中生成的。

  可能产生VOC排放的场景

  它们通常属于以下工业部门:钢铁工业;塑料工业;食品工业;木材工业;油漆,清漆和清漆工业;畜牧业;制药业;化妆品行业。

  对自然环境和人类身体的危害

  对我们的健康极为危险的化合物:苯,氯乙烯和1,2二氯乙烷。

  A类化合物:可能对环境造成重大损害的化合物,例如乙醛,苯胺,三氯乙烯等。

  B类化合物:对环境的影响较小。丙酮和乙醇均属于这一类。

  有些挥发性有机化合物会破坏平流层臭氧层,例如四氯化碳。此外,所有VOC与氮氧化物和阳光一起在地面上是臭氧前体(对流层臭氧),对健康非常不利,因为它会导致严重的呼吸道伤害。这种效应被称为光化学烟雾,在大城市中通常显示为棕灰色雾,这些城市通常是晴天,并排放VOC和氮氧化物。

  由于这些原因,我国环境法对这些化合物的排放设定了越来越严格的限制。因此,在易产生VOC的工业活动中,必须控制排放,并在必要时进行有效处理。

  VOC废气处理技术

  处理技术可分为两类:破坏性技术和非破坏性技术。破坏性处理是指通过适当的程序将VOC转化为其他物质的方法,而非破坏性处理包括将VOC与待处理空气进行物理或化学分离。

  破坏性技术

  再生热氧化(RTO):与所有其他氧化技术一样,使用燃烧器将燃烧室内的VOC氧化。VOC转化为CO2和H2O。RTO的特点是存在装有陶瓷材料的塔(通常为2或3个),这些塔可保存并传递在连续的工艺循环中处理过的燃烧空气的热量。使用这些塔,可以实现95%以上的热回收效率,从而维持温度所需的气体消耗较低。

  因此,RTO是一项减少燃油消耗的技术。此外,如果溶剂的浓度大于1.5 – 2 g / Nm3,则RTO变成一种自动热过程,消耗量几乎为零。工作温度在750至1,250ºC之间。在此温度下,所有有机物质均可被氧化。

  对于要处理的流量(1,000-100,000 Nm3 / h),这是一种非常通用的技术,非常适合中高浓度的VOC,最适合多种VOC。
rto热氧化炉

  换热氧化法:这是一种简单的技术,投资成本低,但管理成本较高。它由一个带有燃烧器的燃烧室和一个热交换器组成,该热交换器加热进入的空气并冷却净化的空气。

  使用该技术可以实现约65%的热回收效率。

  与再生技术相比,该技术需要较低的投资成本,但由于燃料消耗较高,因此具有较高的管理成本。换热热氧化是一种技术,当将气体置于足够高的温度下时,它可以消除气体中的污染物。为了使该过程有效,并使污染物能够被完全氧化,必须将最低温度(700ºC至1200ºC之间)保持最短时间(0.6-2秒)。

  通常用此技术消除的污染物可能是有机(VOC,异味等)或无机(CO,H2S,HCN等)。当气体流量低于50,000 Nm3 / h且污染物浓度为5-20 g / Nm3时,将使用该技术。

  再生催化氧化(RCO):此过程类似于RTO,但由于燃烧中存在催化剂,燃烧室中催化剂的存在使在300-350ºC的较低温度下运行成为可能室。该系统的热效率大于98%,并且在达到自热点时不消耗气体。

  该设备结构紧凑,需要的空间较小,并且可在较低的温度下工作,与换热式热氧化相比,消耗的燃料更少。要应用该技术,必须对所有溶剂进行深入研究,因为可能有些产品会毒化催化剂并需要更换。

  非破坏性技术

  活性炭吸附:这是该组中最常见的技术。

  通过这种技术,要处理的空气通过保留了VOC的活性炭床。活性炭会充满VOC,并达到饱和状态,失去其吸附能力。

  在这一点上,我们可以处理这种煤,将其作为废物进行管理,并用新的碳替代,或者用蒸汽或惰性气体(氮气)对碳进行再生,从而可以在生产过程中回收和再利用溶剂。
活性炭吸附箱

  低温冷凝:该过程基于使用液氮或其他低温流体将要处理的空气冻结在极低的温度下。被污染的空气在冷凝器中逐渐冷却至其露点以下,从而导致VOC冷凝并将其与气相分离。

  该技术不仅可用于净化VOC排放,还可以冷凝和回收通常涉及有机溶剂的过程中排放的昂贵原料和污染物。

  低温冷凝是一种清洁且无损的方法,因为它可以回收液态的蒸气排放物,否则会释放到大气中。这是通过在确定的物质开始凝结的瞬间对确定物质的过程蒸气进行控制冷却以达到其露点来实现的。

  通过使用冷凝塔,被污染的气流与VOC交叉,使液氮在逆流中循环,从而将空气中的挥发性物质冷却到低于冷凝温度(达到-200ºC)。这会冻结空气中的水分,并获得可在该过程中重复使用的液体产品。所使用的氮气可以通过小型压缩站再利用,以用作制造中的气体;如果不使用,则可以将其排放到大气中。

  可用设备的范围包括广泛的可回收溶剂,例如:甲苯,丙酮,甲醇,氯化衍生物,碳氢化合物等。

  低温冷凝可以处理不同的流量,流量和压力。它的系统甚至可以针对每种情况进行定制设计。如前所述,有可能拒绝冷凝的溶剂以及产生的氮气。

  凭借其特性,液氮用作制冷剂,允许在-30至-120°C的范围内冷凝所有被认为是VOC的物质。冷凝温度由要处理的组分和ppm决定。我们希望达到的发射电流。

  物理/化学吸收:物理/化学吸收是指污染物在洗涤塔内以逆流流动的水溶液中污染物的保留。可以将试剂添加到水性处理溶液中,该试剂将与污染物反应,有利于其消除。洗涤塔必须配有用于处理已吸收污染物的水的系统。对于挥发性有机化合物,该技术适用于产品溶于水(丙酮,酒精等)的情况。

  混合技术

  沸石转子浓缩器 + RTO:该技术基于带有多孔材料(沸石)的砂轮的运行,其中挥发性有机化合物通过吸附过程积累,从而获得更高的浓度。然后在再生热氧化(RTO)单元中处理VOC。

  这是处理含有低浓度VOC的大气流的理想技术。

  第一步是转子浓缩器,它是一个装有沸石的“轮子”,可吸收进入的空气中的VOC。出口时空气被净化。将一小部分纯净空气(十分之一和十五分之一之间)加热到200°C,并通过上游,以解吸保留在沸石中的VOC。这样,我们得到的气流比初始气流低10-15倍,而浓度比初始气流高10-15倍。然后,此空气被送到氧化单元(RTO)进行净化。

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