含挥发性有机物废气净化技术-燃烧法
燃烧法只适用于净化那些可燃有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。由于有机气态污染物燃烧氧化的最终产物是CO2和H2O,因而使用这种方法不能回收到有用的物质,但由于燃烧时放出大量的热,使排气的温度很高,所以可以回收热量。目前,在实际中使用的燃烧净化方法有直接燃烧、热力燃烧和催化燃烧。直接燃烧法虽然运行费用较低,但由于燃烧温度高,容易在燃烧过程中发生爆炸,并且浪费热能产生二次污染,因此目前较少采用;热力燃烧法通过热交换器回收了热能,降低了燃烧温度,但当VOCs浓度较低时,需加人辅助燃料,以维持正常的燃烧温度,从而增大了运行费用;催化燃烧法由于燃烧温度显著降低,从而降低了燃烧费用,但由于催化剂容易中毒,因此对进气成分要求极为严格,不得含有重金属、尘粒等易引起催化剂中毒的物质,同时催化剂成本高,使得该方法处理费用较高。
(1)含烃类废气的直接燃烧
烃类物质大都不易溶于水,但在高温下易氧化燃烧,完全氧化时生成CO2和H2O。含烃类废气主要来源于炼油厂和石油化工厂。以前是将排放的可燃气体汇集到火炬烟囱燃烧处理,因而又称火炬燃烧。火炬燃烧虽然是炼油和石油化工生产中的一个安全措施,但是也造成了能源的巨大浪费。近年来,国内外大力开展火炬气的综合利用工作,较大型的石油化工企业先后建设了多套火炬综合利用工程。
在喷漆或烘漆作业中,常有大量的溶剂,如苯、甲苯、二甲苯等挥发出来,污染环境,损害工人身体健康。这些蒸气浓度较高时,可以采用直接燃烧法处理。上图是直接燃烧法净化烘漆废气的流程。燃烧炉设在大型烘箱内,含有机溶剂的蒸气被风机从烘箱顶部抽出后,送入燃烧炉在800℃下燃烧。燃烧气体与烘箱内气体通过热交换器换热后排空。该法净化效率可达99.8%。
(2)有机废气的催化燃烧
催化燃烧实际上为完全的催化氧化,即在催化剂作用下,使废气中的有害可燃组分完全氧化为CO2和H2O。由于绝大部分有机物均具有可燃烧性,因此催化燃烧法已成为净化含碳氢化合物废气的有效手段之一。
催化燃烧法己成功地应用于金属印刷、绝缘材料、漆包线、炼焦、化工等多种行业中净化有机废气。特别是在漆包线、绝缘材料、印刷等生产过程中排出的烘干废气,因废气温度和有机物浓度较高,对燃烧反应及热量回收有利,具有较好的经济效益,因此应用广泛。
直接燃烧法
利用燃气或燃油等辅助燃料燃烧,将混合气体加热,使有害物质在高温作用下分解为无害物质;本法工艺简单、投资小,适用于高浓度、小风量的废气,但对安全技术、操作要求较高。
催化燃烧法
把废气加热经催化燃烧转化成无害无臭的二氧化碳和水;本法起燃温度低、节能、净化率高、操作方便、占地面积少、投资投资较大,适用于高温或高浓度的有机废气。
吸附法
(1)直接吸附法:有机废气经活性炭吸附,可达95%以上的净化率,设备简单、投资小,但活性炭更换频繁,增加了装卸、运输、更换等工作程序,导致运行费用增加。
(2)吸附-回收法:利用纤维活性炭吸附有机废气,在接近饱和后用过热水蒸汽反吹,进行脱附再生;本法要求提供必要的蒸汽量。
(3)新型吸附-催化燃烧法:此法综合了吸附法及催化燃烧法的优点,采用新型吸附材料(蜂窝状活性炭)吸附,在接近饮和后引入热空气进行脱附、解析,脱附后废气引入催化燃烧床无焰燃烧,将其彻底净化,热气体在系统中循环使用,大大降低能耗。本法具有运行稳定可靠、投资省、运行成本低、维修方便等特点,适用于大风量、低浓度的废气治理,是目前国内治理有机废气较成熟、实用的方法。
有机废气处理设备概述
利用活性炭多微孔的吸附特性吸附有机废气是一种最有效的工业处理手段。吸附可使有机废气净化效率高达90~95%,活性炭吸附饱和后可用热空气脱附再生使活性碳重新投入使用或进行更换。
HXZ型活性炭吸附塔,系利用高性能活性碳吸附剂固体本身的表面作用力,将有机废气分子之吸附质吸引附着再吸附剂表面,能对苯、醇、酮、酯、汽油类等有机溶剂的废气吸附回收,更适用于大风量低浓度的废气治理,适用于化工、轻工、橡胶、机械、船舶、汽车、石油等行业。
活性炭有机气体吸附回收装置结构
本装置主要有:吸附罐、截止阀、过滤器、冷凝器、分离桶、曝气筒、风机电机、隔声罩消声器等设备,自动型配用电控气动进风口调节阀,碳层超温报警及自动喷水降温装置电控柜等。
设备采用普通碳钢、SUS304不锈钢或SUS304镜面不锈钢材料制作,内部进行了防腐蚀处理,具有抗强酸碱及盐份的腐蚀,在长期运转使用状况下,不受其它因素氧化腐蚀。主结构体厚度须据各型号及处理量,且具有足够补强,足以负担结构体及运转中所需之负荷,并提供必要之操作平台。全系统的阻力小于60mmAq。
本装置为两个吸附罐,两罐可同时使用、可交替使用、罐内设置单层活性碳或双层活性碳。若双层活性碳废气进入吸附罐内通过上下两层吸附,适合在大风量废气净化,装置的进出为气动调节阀、操作简单减轻劳动强度。本装置采用低压蒸汽为解析介质,必要时可配备蒸汽过热器提高蒸汽温度,以用于较高沸点的溶剂解析。
冷凝回收法
把有机废气直接导入冷凝器经吸附、吸收、解板、分离,可回收有价值的有机物,该法适用于有机废气浓度高、温度低、风量小的工况,需要附属冷冻设备,主要应用于制药、化工行业,印刷企业较少采用。
常用方法
常用的方法有吸附法、吸收法、催化燃烧法、热力燃烧法等。选用净化方法时,应根据具体情况由县选用费用低、耗能少、无二次污染的方法,尽量做到化害为利,充分回收利用成分和余热。多数情况下,石油化工业因排气浓度高,采用冷凝、吸收、直接燃烧等方法;涂料施工、印刷等行业因排气浓度低,采用吸附、催化燃烧等方法。