對於VOCs廢氣治理達標排放,企業(yè)該如何選用末端治(zhì)理?這麽多的VOCs治理技術,如何在(zài)對應VOCs排(pái)放工況選擇合適的技術?下麵來匯總下目前VOCs治理技術的適用範圍及相應特(tè)點(diǎn),並對運行成本進(jìn)行分享。
常用 VOCs 末端治理(lǐ)技術
企業在進行技術選擇(zé)時,應(yīng)結合排放廢氣的濃度、組分、風量、溫度(dù)、濕度、壓力以(yǐ)及生產工況等,合理選擇VOCs末端治理技術。實際應用(yòng)中,企業一般采用多種技術的組合工藝,提(tí)高VOCs治理效率。
對低濃度、大風量廢氣,宜(yí)采用活性炭吸附、沸石轉輪吸附(fù)、減風增濃等濃縮技(jì)術,提高VOCs 濃度(dù)後淨化處理;
對高濃度廢氣,優先進行溶劑回收(shōu),難以回收的,宜采用高(gāo)溫焚燒、催化(huà)燃燒等技術。
油氣(溶劑)回收宜采用冷凝+吸附、吸附+吸收、膜分離+吸附等技術。
水溶性(xìng)、酸堿(jiǎn) VOCs 廢氣一般選用多級化學(xué)吸收等處理技術,惡(è)臭類廢氣還應進一步加強除(chú)臭處理。
低溫等離子、光催化、光(guāng)氧化技術主(zhǔ)要適用於惡臭異味等(děng)治理;
生物法主要適用於低濃度 VOCs 廢氣治理和惡臭異味治理。
采用一次性活性炭(tàn)吸附技術的,應定期更換活性炭,廢舊活性炭應再生或處理處(chù)置(zhì)。
幾種典(diǎn)型(xíng) VOCs 組合處理技術介紹
(1)VOCs循環脫附分(fèn)流回(huí)收吸附技術該技術
采用活性炭作為吸附劑,采用惰性(xìng)氣體循環加熱脫附分(fèn)流冷(lěng)凝回(huí)收的工藝對有機氣(qì)體進行淨化和回收。回收液通過後續的精製工藝可實現有機物的循環利用(yòng)。
整個係統由來氣預(yù)處理、吸(xī)附、循環加熱脫(tuō)附、冷凝回(huí)收和自動控(kòng)製等主要部分構成。含VOCs的氣體通過預處理後進(jìn)入吸附段吸附後達標排放,吸附段通常並聯設置有吸附(fù)罐(guàn)並通過切換閥控製實現氣體的連續吸附操作。吸附到設定程度的吸附罐(guàn)通過切換閥切換形成再生循環(huán)回路。循環回路可通過充入惰性氣體置換係統內氣(qì)體的方式減少氣相中的含氧量,從而減少再生過程中某些類型溶劑的氧化(huà)副產(chǎn)物的生成(chéng)。通過循環風機和加(jiā)熱器可形成循環氣流加熱吸附罐進行脫附,同時通過分流(liú)冷凝係統冷凝回收溶劑。
目(mù)前該(gāi)技術(shù)成熟、穩定,可實現自動化運行。單位投資大致為9-24萬元/千(m3/h),回收的有機物成本700-3000元/t。對有機氣(qì)體成分的淨化回收效率一般大於90%,也(yě)可達(dá)95%以上(shàng)。適用於石油,化工(gōng)及製藥工業,塗裝、印刷、塗布,漆包線、金屬及(jí)薄(báo)膜除油,食品,煙草,種子油萃取工業,及其他使用有機溶劑或C4-C12 石油(yóu)烴的工藝過程。
(2)高(gāo)效吸附-脫附(fù)-燃燒 VOCs 治理技術(shù)
該技(jì)術利用高吸附性能的活性碳纖維(wéi)、顆(kē)粒炭、蜂窩炭和耐高溫(wēn)高濕整體式分(fèn)子篩等固體吸附材料對工業廢氣中的 VOCs 進行富(fù)集,對吸附飽和的材料進(jìn)行強(qiáng)化脫附工藝(yì)處理,脫附出的VOCs 進入高效催化(huà)材料床層進行催化燃燒或蓄熱催化燃燒工(gōng)藝處理,進而降解 VOCs。
主要工藝流(liú)程包括預處理、吸附、脫(tuō)附-燃燒三個階(jiē)段。
①預處理:含 VOCs 廢氣在吸附(fù)淨化(huà)前一般先經高效(xiào)纖維過濾器或高效幹濕複合過濾器過濾,對廢氣粉塵等進行(háng)攔截(jié)淨化。
②吸附階段(duàn):去(qù)除塵雜後(hòu)的廢(fèi)氣,經合理布風,使其(qí)均勻地通過(guò)固定吸(xī)附床(chuáng)內的吸附材料層過流斷麵,在一定停留時間(jiān)內,由於吸(xī)附材料(liào)表麵與有機廢氣分子間相互作用發生(shēng)物理吸附,廢氣(qì)中的有機成份吸附在活性炭表麵積(jī),使廢氣得到淨化;實際應用中,淨化裝置一(yī)般設置兩台以上(shàng)吸附床,以確保一台處於脫附再生或(huò)備用,保證(zhèng)吸附過程連續性,不影響實際生產。
③脫附-燃燒:達到飽和狀態的吸附床(chuáng)應停止吸附轉入脫附再生,脫附後的廢氣進入燃燒階段,即 RTO或 RCO廢氣處理工藝。
催(cuī)化燃燒技術(RCO)是利用催化(huà)劑做中間體,使有機氣體在較低的溫度下(xià),變成無害的水和二氧(yǎng)化碳氣體(tǐ)。
兩種燃燒技術的去除(chú)率、達(dá)標能力(lì)是一致的,但也存在一些不同。
總的來說,RTO技術會產生二次汙染,同時存在投資大、運行費用高、風險高等問(wèn)題。RCO技(jì)術具有明(míng)顯優勢。
目前該技術成熟(shú)、穩定,可(kě)實現自動化運行。設備投資基本上(shàng)是200~300萬元(以(yǐ)處理(lǐ)風量(liàng)為(wéi)50000m3/h),運行費用30~50萬元,主體(tǐ)設(shè)備壽命10~15年。VOCs去除效率一般大(dà)於95%,可達98%以上。在石油、化工、電子、機械、塗裝等行業大風量(liàng)、低濃度或濃度不穩定的有機廢氣治理中得到應用。
(3)冷凝與(yǔ)變(biàn)壓吸附聯用 VOCs治理技術
該技術采用多級(jí)冷(lěng)凝技術,使廢氣的(de)有機成分在常壓(yā)下凝結成(chéng)液體析(xī)出,經淨化後的(de)廢氣進入吸附器進一步吸附富集,同時確保達標排放。吸附飽和後的吸附劑(活性炭、沸石等)等采(cǎi)用負壓脫附方式再生吸附劑,並(bìng)將高濃度 VOCs 送回前端冷凝裝置。
工藝(yì)流程主要包括冷凝(níng)和吸附兩大單元。冷(lěng)凝單元(yuán)一般設置三級冷凝,*級從常溫冷凝到3℃、第(dì)二級從3℃冷凝到-35℃、第三級從-35℃冷凝(níng)到-70℃。第三級(jí)的冷凝(níng)餘氣返回*級(jí)前麵的前置換熱器,冷量回用(yòng),將進入回收處理裝置的(de)含VOCs廢氣預冷,有節能效果。吸附單元一(yī)般配(pèi)置吸附罐兩隻(zhī)和脫附真空泵一台,以及用於切換吸附脫(tuō)附的電動或氣動閥門(mén)若幹。真空泵還需要配備冷卻係統。
冷凝與吸附聯用技術能夠克服單純冷(lěng)凝技術在應用(yòng)過(guò)程(chéng)中能耗大、運行成本高的現(xiàn)象,同時彌補單純吸附技術在應用過程中,設備體積大、吸附溫升對(duì)安全(quán)運行有影響、長期運行吸附材料易失(shī)活等問題。單位投資大致為0.4-0.8萬/m3,單位小時運行成本為0.08-0.2元/m3。淨化效率一般大於98%。主要適用於石油化工、有機化工、油氣(qì)儲運等行業。主要適用(yòng)於儲油庫(kù)、煉油廠、石油(yóu)化工廠等成品油/化工品裝車油氣回收;液體儲罐呼吸(xī)氣 VOCs 治理;油品、化工品碼頭裝船油氣(qì)回收。
(4)沸石轉輪與蓄熱(rè)燃燒VOCs治理技術
該技術(shù)采用高濃縮倍率沸石(shí)轉輪設備將廢氣濃度(dù)濃(nóng)縮 5-20倍,富集的廢氣進(jìn)入燃燒爐或催(cuī)化爐(RTO/RCO)進行燃燒處理,VOCs 被徹底分解成 CO2 和 H2O。同時反應後(hòu)的高(gāo)溫煙氣進(jìn)入特殊結構的陶瓷蓄熱體,80-95%以(yǐ)上的熱量被蓄熱體(tǐ)吸收,使得出口氣體溫度降至接近進口溫度。不同蓄熱體(tǐ)通過切換閥或者旋轉裝置隨時間進行轉換,分別進行吸熱和放熱,對係(xì)統熱量進行有效回(huí)收和利(lì)用(yòng)。
工藝流程主要由沸石轉輪(lún)濃縮(吸附區域、脫附區域、冷卻區域)、脫附係統、蓄熱式燃燒係統(RTO爐體、陶瓷蓄熱體、燃燒係統等)及控(kòng)製係統等部(bù)分組成(chéng)。
①吸附脫附:沸石分子篩轉輪分為吸附區、脫附區和冷卻區三個功能區域,沸石(shí)分子篩轉輪吸附濃縮係統利用吸附-脫附-冷卻這一連續性過程(chéng),對VOCs廢(fèi)氣進行吸附濃縮。*先,廢氣進入沸石分子篩轉輪的吸附區,VOCs被沸石分子篩吸附除去,被淨化後排出。吸附在分子篩轉(zhuǎn)輪中的VOCs,在脫附(fù)區經過約200℃小風量的熱風處理而被脫附、濃縮。再生後的沸石分子篩轉輪在冷卻(què)區(qū)被冷卻,如此反複。
②蓄熱式燃燒:脫附後的高濃度小風(fēng)量廢氣進入蓄熱式燃燒處理係統,*先進入蓄熱室 A 的陶瓷介質層,陶瓷釋放熱量,溫度(dù)降低,而有(yǒu)機廢氣吸收熱量,溫度升高,廢氣(qì)離(lí)開蓄熱室後以較高的溫度進入氧化室。在氧化室中(zhōng),有機廢氣由燃燒器加熱升溫(wēn)至設定的氧化溫(wēn)度800℃以上,使其中的VOCs分解成二氧化碳和水後排放。
③廢(fèi)氣流經蓄熱(rè)室A升溫後進(jìn)入氧化室氧(yǎng)化,淨化後的高溫氣體離開氧(yǎng)化室,進入蓄熱室B,釋放熱量,降溫排出,而蓄熱(rè)室B吸(xī)收大量熱量後升溫,同時清掃蓄熱(rè)室C。循環完成後,進氣與出氣閥門進行一次切換,進入下一個循(xún)環,廢氣由蓄(xù)熱室B進入,蓄熱室C排出,清掃蓄熱室A。如此交替。由於廢氣已在蓄熱室內預(yù)熱,燃料耗(hào)量大為減少,運行成(chéng)本大(dà)大降低。
目前技術成熟、穩定,可實現自動化運行(háng)。單位(wèi)投資大致為9-24萬元/千(m3/h),回收的有機物成本700-3000元/t。熱回收效率可達90-95%,處理效(xiào)率可達95-99%。主要適用於有機化工、石油(yóu)化工、塗裝、印刷等(děng)行業及大風量低濃度行業。
(5)低濃度多組分工(gōng)業廢氣生物淨化技術
該技術利用高效複合功能菌劑與(yǔ)擴培技術,強化廢氣生物(wù)淨(jìng)化的反(fǎn)應過程,針對不同類型廢氣應用新型的生物淨化工藝,強化廢氣生物淨化的傳質過(guò)程,裝填具有高比表麵積和生物固著力的生物填料,解決微生物附著難、係統運行不穩定的(de)問題。
工(gōng)藝流程以生物氧化為主、化學吸收為輔,主要通過生物處理去除廢氣中的絕大部分汙染物,化學吸(xī)收單元則可在進氣濃度發生異(yì)常時,為係統的穩定達標排放提供(gòng)進一步保證。主體技術生物滴濾箱(xiāng)由濾床(chuáng)、營養液循環噴(pēn)淋係統、參數控製係統等組成。廢氣進入生物箱體後(hòu),通過(guò)附著在填(tián)料上(shàng)的微生物的代謝作(zuò)用,廢氣中的汙染物被降解為(wéi)簡單的無機物。其中,VOCs分解為CO2、H2O以及其他簡單的無機物;含氮汙染物中(zhōng)的氮元素轉化為硝(xiāo)酸鹽或氮氣;含硫惡(è)臭汙染(rǎn)物中的硫元素轉化為硫酸(suān)鹽。
此項技術適(shì)用範圍廣,適用於(yú)低濃(nóng)度多組分工業廢氣排放控製,與傳(chuán)統生物技術相比,拓寬(kuān)了生物處理法的應用範圍(wéi)。運行管(guǎn)理(lǐ)方便,二次汙染少。工程主體設備(bèi)投資(zī)約為250萬元,年運行費用約35萬元。VOCs的去除率可達80-90%,對H2S的去除率可達95%以上。主要用於低濃度多(duō)組分工(gōng)業廢氣(qì)的(de)處理。