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VOC治理技术(2018年)
发布日期:2020-06-23 09:39

  第四章 VOC 废气处置手艺 一、VOC 废气处置简介 (一)来历 大气中 VOCs 污染物是报酬源和自然源排放到大气中无机化合物-非甲烷烃类的总称, 目 前正遭到日益普遍的关心。 全世界在氛围中检出的 VOCs 曾经有约 150 余种, 此中有毒的约 80 余种。 人们关心的大 气中的 VOCs 次要来自报酬污染源:即出产工艺历程排放。这些工艺历程包罗:石化厂、炼 油厂及在出产历程中大量利用无机溶剂的有关行业,如涂料出产、涂装、印刷、制药、皮革 加工、树脂加工等。 (二)风险 VOCs 是强挥发、有特殊气息、有刺激性、有毒的无机气体,部门己被列为致癌物,如 氯乙烯、苯、多环芳烃等。其风险次要有: (l)在阳光映照下, NOx 和大气中的 VOCs 产生光化学反映, 天生臭氧、 过氧硝基酞(PAN)、 醛类等光化学烟雾,形成二次污染,刺激人的眼睛和呼吸体系,风险人的身体康健。这些污 染物同时也会风险农作物的发展,以至导致农作物的灭亡。 (2)大大都 VOCs 有毒、 有恶臭, 使人容易染上堆集性呼吸道疾病。 在高浓度俄然感化下, 有时会形成急性中毒,以至灭亡。 (3)大大都 VOCs 都易燃易爆,在高浓度排放时易变成爆炸。 (4)部门 VOCs 可粉碎臭氧层。 (三)污染节制手艺 VOCs 的节制手艺根基分为两大类。 第一类是防止性办法,以改换设施、改良工艺手艺、预防泄露甚至消弭 VOCs 排放为主, 这是人们所期冀的, 可是以目前的手艺程度, 向情况中排放和泄漏分歧浓度的无机废气是不 可避免的,这时就必需采用第二类手艺。 第二类手艺为节制性办法,以结尾管理为主。结尾节制手艺蕴含两类,第一类长短粉碎 性方式, 即采用物理方式将 VOCs 收受接受; 第二类是通过生化反映将 VOCs 氧化分化为无毒或低 毒物质的粉碎性方式。常用的节制手艺如图所示 图 27 VOCs 污染节制手艺类型 对付比力高浓度的或比力高贵的 VOCs 宜采用收受接受手艺加以轮回操纵。常用的收受接受手艺 次要有吸附、接收、冷凝、膜手艺等。 挥发性无机化合物(VOCs)废气处置的节制手艺包罗直燃焚化法、触媒焚化法、活性碳 吸附法、接收法、冷凝法等。 无机废气的处置方式次要有两类:一类是收受接受法。就是通过物理方式 ,在必然温度、压 力下 ,用取舍性吸附剂和取舍性渗入膜等方式来分手挥发性无机化合物 (VOCs) ,次要包罗 活性碳吸附、变压吸附、冷凝法和生物膜法等;另一类是消弭法。消弭法是通过化学或生物 反映 ,用光、热、催化剂和微生物等将无机物转化为水和二氧化碳 ,次要包罗热氧化、催化 燃烧、生物氧化、电晕法、等离子体分化法、光分化法等。 表 99 处置方式 吸附 手艺 原 理 VOC 废气处置手艺简介 适 用 吸附法是目前最普遍利用的 VOCs 收受接受法。它 属于干法工艺,是通过拥有较大比概况积的吸 附剂对废气中所含的 VOCs 进行吸附,将净化 次要用于吸附收受接受脂肪和芬芳族碳氢化合 物、大部门含氯溶剂、常用醇类、部门酮 类和酯类等 ; 活性炭纤维吸附低浓度以致 痕量的吸附质时更无效,可用于收受接受苯乙 回 后的气体排入大气。常见的的吸附剂有粒状活 收 技 术 性炭、活性炭纤维、沸石、分子筛、多孔粘土 烯和丙烯腈等,但用度较活性炭吸附法高。 矿石、 活性氧化铝、 硅胶和高聚物吸附树脂等。 该法已普遍用于喷漆行业的苯、乙醇和醋 活 性 炭 吸 附 法 最 适 于 处 理 VOCs 浓 度 为 300-5000ppm 的无机废气, 酸乙酯,制鞋行业的三苯(苯、甲苯、二甲 苯)和丙酮,印刷行业的异丙醇、醋酸乙酯 和甲苯,电子行业的二氯甲烷和三氯乙烷 的吸附收受接受。 接收 手艺 接收法是操纵液体接收液从气流中接收气态 VOCs 的一种方式, 其常用体例有填料塔和喷淋 塔两种接收法,接收结果次要取决于接收剂的 接收机能和接收设施的布局特性。该法对接收 剂和接收设施的有较高的要求,并且必要按期 改换接收剂,历程较庞大,用度较高。 冷凝 手艺 冷凝法是操纵物质在分歧温度下拥有分歧饱 和蒸汽压这一性子,采用低落温度、提高体系 的压力或者既低落温度又提高压力的方式,使 处于蒸气形态的 VOCs 冷凝并从废气平分手出 来的历程。在给定的温度下,VOCs 的初始浓度 越大,VOCs 的去除率越高。 冷凝法出格合用于处置 VOCs 浓度在 10000ppm 以上的较高浓度的无机蒸气, VOCs 的去除率与其初始浓度和冷却温度有 关。 冷凝法在理论上可到达很高的净化程 度,可是当浓度低于几个 ppm 时,须采纳 进一步的冷冻办法,使运转本钱大大提高, 所以冷凝法不适宜处置低浓度的无机气 体,而常作为其他方式(如吸附法、点火 法和利用溶剂接收)净化高浓度废气的前 处置,以低落无机负荷,收受接受无机物。 膜技 术 冷凝法是操纵物质在分歧温度下拥有分歧饱 和蒸汽压这一性子,采用低落温度、提高体系 的压力或者既低落温度又提高压力的方式,使 处于蒸气形态的 VOCs 冷凝并从废气平分手出 来的历程。 冷凝法出格合用于处置 VOCs 浓度在 10000ppm 以上的较高浓度的无机蒸气, VOCs 的去除率与其初始浓度和冷却温度有 关。 在给定的温度下,VOCs 的初始浓度越 大,VOCs 的去除率越高。冷凝法在理论上 可到达很高的净化水平,可是当浓度低于 几个 ppm 时,须采纳进一步的冷冻办法, 使运转本钱大大提高,所以冷凝法不适宜 处置低浓度的无机气体,而常作为其他方 法(如吸附法、点火法和利用溶剂接收) 净化高浓度废气的前处置,以低落无机负 荷,收受接受无机物。 燃烧 热粉碎是目前使用比力普遍也是钻研较多的 无机废气管理方式,出格是对低浓度无机废 气。无机化合物的热粉碎可分为间接火焰燃烧 和催化燃烧。燃烧时所产生的化学感化次如果 因而,这种方式只能合用于净化那些 可燃的或在高温环境下能够分化的无害物 质。对化工、喷漆、绝缘资料等行业的生 产安装中所排出的无机废气,普遍采用了 常用于处置高湿度(50%)VOCs 气流。该法 的处置浓度范畴为 500-5000ppm, 效率高达 95%~98%,但投资较大,设想坚苦,使用较 少。 销 毁 技 手艺 术 燃烧氧化感化及高温下的热分化。 间接燃烧法:把废气中可燃的无害组分看成燃 料间接燃烧。因而,该方式只合用于净化可燃 无害组分浓度较高的废气,或者是用于净化有 害组分燃烧时热值较高的废气。 催化燃烧法:在催化剂感化下,使废气中的有 害可燃组分彻底氧化为 CO2 和 H2O 等。因为绝 大部门无机物均拥有可燃烧性,因而催化燃烧 法己成为净化含碳氢化合物废气的无效手段 之一。又因为很大一部门无机化合物拥有分歧 水平的恶臭,因而催化燃烧法也是消弭恶臭气 体的无效手段之一。 光催 化降 解 操纵催化剂(如 TiO2)的光催化性, 氧化吸附在 催化剂概况的 VOCs,最终发生 CO2 和 H2O。其 操纵用光映照半导体光催化剂,使半导体的电 子充满的价带跃迁到空的导带,而在价带留下 带正电的空穴(h+)。光致空穴拥有很强的氧化 性,可篡夺半导体颗粒概况吸附的无机物或溶 剂中的电子,使本来不接收光而无奈被光子直 接氧化的物质,通过光催化剂被活化氧化。光 致电子还拥有很强的还原性,使得半导体概况 的电子受体被还原。 生物 降解 手艺 生物降解手艺最早使用于脱臭,近年来逐步发 燃烧净化的手段。因为 VOCs 燃烧氧化的最 终产品是 CO2,H2O 等,因此利用这种方式 不克不迭收受接受到有用的物质,但因为燃烧时放 出大量的热,使排气的温度很高,所以可 以收受接受热量。 长处:正常环境下去除率均在 95% 以 上。 因为该手艺还没有很完整的理论,在 光催化 TiO2 的产品上不断具有辩论,不克不迭 确定两头产品能否会形成二次污染。并且, 光催化氧化法具有着催化剂的失活、催化 剂难以固定,且催化剂固定后催化效率降 低的错误真理,因而该手艺目前尚未贸易化。 生物降解法设施简略,运转维护用度 展成为 VOCs 的新型污染节制手艺。该手艺中, 低,无二次污染等长处,特别在处置低浓 含有 VOCs 的废气由湿度节制器进行加湿后通 过生物滤床的布气板,沿滤料平均向上挪动, 在逗留时间内,气相物质通过平流效应、扩散 效应、吸附平分析感化,进入包抄在滤料概况 的活性生物层,与生物层内的微生物产生好氧 反映,进行生物降解,最一天生 CO2 和 H2O。 度、生物可降解性好的气态污染物时更显 其经济性。体积大和逗留时间长是生物法 的次要问题,同时该法对身分庞大的废气 或难以降解的 VOCs 去除结果较差。 等离 子体 手艺 等离子体被称为物质的第四种状态,由电子、 电晕放电手艺对 VOCs 的处置效率很 离子、 自在基和中性粒子构成, 是导电性流体, 高,使用范畴广,根基上各种 VOCs 都能有 总体上连结电中性。成长前景比力广漠的等离 子体手艺是电晕放电手艺,用其处置 VOCs 具 无效率高、能量操纵率高、设施维护简略、费 用低等长处。电晕放电是指在非平均电场中, 用较高的电场强度负气体发生“电子雪崩”, 呈现大量的自在电子,这些电子在电场力的作 用下做加快活动并得到能量。当这些电子拥有 的能量与 C-H、C=C 或 C-C 键的键能不异或相 效处置,对低浓度 VOCs 处置结果显著。运 行工艺简略,维护便利、能耗低,比保守 方式更经济无效。具有的问题是,该手艺 还处于尝试室钻研阶段,处置量较小;该 手艺对电源的要求很高,在分化 VOCs 分子 的同时, 另有一些无害副产品发生, 如 NOx、 CO、O3 等。 近时,就能够攻破这些键,从而粉碎无机物的 布局。电晕放电能够发生以臭氧为代表的拥有 强氧化威力的物质,能够氧化无机物。所以电 晕法处置 VOCs 理论上是上述两种机理配竞争 用的成果。 表 100 工艺 回 收 技 术 吸附 接收 冷凝 膜 销 毁 技 术 燃烧 光催化 生物 等离子 体 高浓度 效率 中 高 中 高 高 高 低 中 用度 中 高 低 低 高 中 低 中 低浓度 效率 高 中 中 中 高 中 高 高 VOCs 处置手艺威力比力 最终产品 用度 高 高 高 中 高 中 低 低 无机物 无机物 无机物 无机物 CO2,H2O CO2,H2O CO2,H2O CO2,H2O 低浓度, 范畴广 高浓度, 特定范 围 高浓度, 单组份 高浓度, 范畴广 高浓度, 范畴广 高浓度, 范畴广 低浓度, 范畴广 低浓度, 范畴广 吸附剂需再生处置 接收剂难以取舍 高浓度特定组分 作为冷凝前处置工 序 易发生有毒两头产 物 催化剂难固定,失 活 对温度湿度变迁灵 敏 电源要求高,有毒 产品 合用范畴 有余 二、炼铁 VOCs 管理手艺(煤气净化及化学产物收受接受) 煤气净化体系向大气情况排放的污染物次要来自化学反映和分手操作的尾气、 体系和设 备管道的放空、放散与滴漏、燃烧安装的烟囱等,次要有原猜中的挥发性气体、尾气中的分 解气体、燃烧废气及粉尘颗粒等,含 NH3、H2S、HCN、CmHn、苯、SO2、NOx、CO 及烟尘等身分。 表 101 废气品种 无组织排放 煤气排送体系的废气 含硫酸铵粉尘的热废气 粗苯蒸馏工段的含苯废气 加热所用煤气的燃烧废气 贮槽逸散 分馏安装发生的无机废气, 沥青烟 化产体系的 VOCs 管理 管理办法 确保体系中各种设施、管道的密闭性,预防污染物放散和泄露。 进水洗净化塔,NH3、H2S、HCN、CO2 等大部门被水接收,洗涤水送 入废水处置体系。 旋风除尘器处置或用水洗涤净化 引入脱苯管式炉予以点火 高空排放 在贮槽顶压入氮气,可阻遏其逸散,贮槽的排气管上设活性炭吸 附器。 采用排气洗涤塔,用轮回洗油洗涤的方式处置,酚盐分化发生的 酚类气体,经氢氧化钠洗涤后排放。 三、石油开采行业 VOCs 管理手艺 表 102 发生部位 储油站泄露发生 VOC 甲醇储罐、凝析油储罐大 小呼吸、泄露 VOC 闭井期拆除井场管道泄露 油气 玻璃行业 VOCs 管理手艺 节制办法 (1)油气集输工艺流程尽可能采用密闭流程,这是低落油气损 耗主要办法。 (2)对采油井场套管气进行收受接受操纵,避免烃类废气排放。 (3)采纳原油不变安装,低落油气蒸发损耗,避免烃类挥发。 (4)贮油罐采用浮顶罐,低落油气蒸发损耗,避免烃类挥发。 四、合成制药行业 VOCs 管理手艺 表 103 合成制药行业 VOCs 管理手艺 节制办法 采 取 密封 及气 体收 集 处置办法。 发生部位 反映阶段蒸馏、蒸发浓缩工段发生的无机不凝气,合成反映、分手 提取历程发生的无机溶剂废气。 纯化阶段工艺废气。利用盐酸、氨水调理 pH 值发生的酸碱废气 五、各行业油罐、自然气罐泄露 VOCs 管理手艺 表 104 发生部位 重油、自然气装车入罐发生 VOC 泄露,异味;重油站呼 吸、泄露排放 VOC 各行业油罐、自然气罐行业 VOCs 管理手艺 管理办法 重油、自然气装车入罐严酷密闭,削减遗撒,低落 VOC 泄露

  VOC管理手艺(2018年)_纺织/轻工业_工程科技_专业材料。第四章 VOC 废气处置手艺 一、VOC 废气处置简介 (一)来历 大气中 VOCs 污染物是报酬源和自然源排放到大气中无机化合物-非甲烷烃类的总称, 目 前正遭到日益普遍的关心。 全世界在氛围中检出

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