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深入了解VOC廢氣處理的這些常見的工藝性質(zhì)

返回列表 來源： 發(fā)布日期： 2019.11.21
　　在化學(xué)，印刷，人造革和電子部件，烤漆和藥物的化學(xué)領(lǐng)域中，揮發(fā)性有機化合物（稱為VOC（揮發(fā)性有機化合物））通常用作溶劑。如果這些有機溶劑揮發(fā)到大氣中，它們不僅會對大氣環(huán)境造成嚴(yán)重污染，而且在人體吸入被污染的氣體后也會危害人體健康。作為溶劑的苯揮發(fā)到大氣中，不僅可以被人體皮膚吸收，還可以通過呼吸系統(tǒng)進入人體，引起慢性或急性中毒。苯化合物不僅會對人體的中樞神經(jīng)系統(tǒng)造成一定的損害，還可能對神經(jīng)系統(tǒng)造成障礙。當(dāng)進入人體時，它也可能損害血液和造血器官，甚至有出血癥狀或敗血癥。在氧化作用下，生物體內(nèi)的苯可被氧化為苯酚，導(dǎo)致肝功能異常，這非常不利于骨骼的生長和發(fā)育，并引發(fā)再生障礙性貧血。因此，ACGIH將苯列為潛在的致癌物。鹵代烴化合物會引起不良反應(yīng)，例如神經(jīng)系統(tǒng)綜合征和血小板減少，肝脾腫大，并可能導(dǎo)致癌癥。
廢氣處理,廢氣處理設(shè)備,廢氣治理
　　因此有必要控制揮發(fā)性有機化合物的排放，這不僅對環(huán)境負(fù)責(zé)，而且對我們的生命和健康負(fù)責(zé)。目前，VOC廢氣處理技術(shù)主要包括熱破壞法，變壓吸附分離純化技術(shù)，吸附法和氧化處理法。熱破壞是指VOC氣體的直接和輔助燃燒，或使用合適的催化劑來加速VOC的化學(xué)反應(yīng)，最終實現(xiàn)降低有機物濃度，使其不再有害的處理方法。熱分解法對低濃度有機廢氣的處理效果更好，因此已廣泛用于低濃度廢氣的處理。該方法主要分為兩種，即直接火焰燃燒和催化燃燒。直接火焰燃燒對有機廢氣具有較高的熱處理效率，通?？梢赃_到99％。催化燃燒是指在催化床的作用下加速有機廢氣的化學(xué)反應(yīng)速率。該方法比直接燃燒便宜，并且是高濃度，低流量有機廢氣凈化的首選技術(shù)。

　　廢氣中的VOC被吸附劑的多孔結(jié)構(gòu)（粒狀活性炭和活性炭纖維）捕獲。含有VOC的有機廢氣通過活性炭床，其中VOC被吸附劑吸附，并且廢氣被凈化并排放到大氣中。碳吸附法主要用于回收脂肪和芳香烴，大多數(shù)含氯溶劑，普通醇，某些酮和酯。碳吸附達到飽和后，飽和碳床解吸再生。蒸汽被加熱通過碳層，VOC被吹散并釋放，與水蒸汽形成蒸汽混合物，一起留下碳吸附床，并用冷凝器冷卻蒸汽混合物，將蒸汽冷凝成液體。

　　對于水溶性VOC氣體，混合液通過精餾進行純化；水不溶性VOC氣體通過de析器直接回收。例如，涂料中使用的“三苯基”與水不相容，因此可以直接回收。碳吸附技術(shù)主要用于廢氣中的成分比較簡單，有機物的價值較高的場合，適用于涂料，印刷和膠粘劑溫度不高，濕度不大，置換量大，特別是含鹵素的純化和回收更有效。廢氣被分離并直接回收。但是，在這種情況下，離開冷凝器的廢氣仍然含有較高濃度的VOC，不能滿足環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)。為了實現(xiàn)高回收率，系統(tǒng)需要高壓和極低的溫度，并且設(shè)備成本顯著增加。

　　它通常適用于VOC含量高（百分之幾）和少量氣體的有機廢氣的回收。由于大多數(shù)VOC是易燃易爆氣體，因此受到爆炸極限的限制，并且氣體中的VOC含量不太高。因此，為了獲得更高的回收率，必須使用非常低溫的冷凝介質(zhì)或高壓措施，這將不可避免地增加設(shè)備投資和加工成本。因此，該技術(shù)通常被用作主要處理技術(shù)并與其他技術(shù)結(jié)合。膜分離技術(shù)的基礎(chǔ)是使用聚合物膜，該膜選擇性地滲透有機物，有機物比空氣更容易被有機空氣滲透10-100倍，從而實現(xiàn)有機物的分離。適用于高濃度，高價值有機物的回收，設(shè)備成本高。

　　最簡單的膜分離是單級膜分離系統(tǒng)，該系統(tǒng)將壓縮氣體直接通過膜表面以實現(xiàn)VOC分離。由于分離程度低，單級膜很難實現(xiàn)分離，而多級膜分離系統(tǒng)將大大增加設(shè)備投資。因此，在這方面仍有很大的研究空間。吸附劑在一定壓力下吸附有機物。當(dāng)吸附劑被吸附并飽和時，解吸的有機物通過壓力轉(zhuǎn)化而“釋放”。它的特點是無污染物，回收效率高，可回收反應(yīng)性有機物。但是，該技術(shù)的運行成本較高，需要對吸附進行加壓，需要對解吸進行減壓，因此在環(huán)境保護中的應(yīng)用較少。有機物通過燃燒消除，其工作溫度高達700°C-1,000°C，這不可避免地會導(dǎo)致高昂的燃料成本；為了降低燃料成本，需要回收熱量，有兩種方法：傳統(tǒng)的隔墻換熱，新型的非穩(wěn)態(tài)儲熱換熱技術(shù)。

　　壁間熱氧化利用管式或板式壁式熱交換器來捕獲排出氣體的熱量。它回收40％-70％的熱量，并利用回收的熱量預(yù)熱進入氧化系統(tǒng)的有機廢物。預(yù)熱的廢氣經(jīng)過火焰達到凈化的氧化溫度，隔壁熱交換的缺點是熱回收效率不高。再生熱氧化（RTO）使用一種新的非穩(wěn)態(tài)傳熱方法來回收熱量。主要原理是有機廢氣和凈化廢氣交替循環(huán)，并通過不斷改變流向以提供最大的熱量回收，從而使熱量最大化。油漆廢氣通過阻火器進入催化凈化裝置，在板式換熱器中與高溫廢氣進行熱交換，預(yù)熱的廢氣進入加熱室（內(nèi)部裝有電加熱管）進一步加熱，達到起燃溫度的廢氣繼續(xù)進入。在催化床中，在貴金屬Pt和Pd催化劑的作用下，有機溶劑被完全氧化分解為H2O和CO2，并釋放出大量的反應(yīng)熱，可以保持催化所需的起燃溫度，燃燒并達到熱平衡。

　　板式換熱器在高溫廢氣和進口的低溫廢氣之間進行熱交換，部分熱量得以回收，從而降低了預(yù)熱能耗。由部分熱量回收的高溫廢氣在引風(fēng)機的抽吸作用下通過排氣管排出。系統(tǒng)達到熱平衡后，電加熱設(shè)備將自動關(guān)閉。此后，催化燃燒系統(tǒng)依賴于廢氣中有機溶劑燃燒產(chǎn)生的熱能，并且催化燃燒一直持續(xù)到結(jié)束而沒有額外的能量?？紤]到凈化裝置需要維護，在過濾器阻火器之前提供了一個旁通管和一個旁通閥。