VOCs治理原理及分類
現(xiàn)在的揮發(fā)性有機(jī)污染物的治理包含損壞性，非損壞性辦法，及這兩種辦法的組合。
損壞性的辦法包含焚燒、生物氧化、熱氧化、光催化氧化，低溫等離子體及其集成的技能，首要是由化學(xué)或生化反響，用光，熱，微生物和催化劑將VOCs轉(zhuǎn)化成CO 2和H2O等無(wú)毒無(wú)機(jī)小分子化合物。
非損壞性法，即收回法，首要是碳吸附、吸收、冷凝和膜別離技能，經(jīng)過(guò)物理辦法，操控溫度，壓力或用選擇性浸透膜和選擇性吸附劑等來(lái)富集和別離揮發(fā)性有機(jī)化合物。
傳統(tǒng)的揮發(fā)性廢氣處理常用吸收、吸附法去除，焚燒去除等，在*近幾年中，半導(dǎo)體光催化劑的技能體，低溫等離子得到了迅速發(fā)展。
下面一起來(lái)數(shù)點(diǎn)下國(guó)內(nèi)外都有哪些VOCs治理工藝：
一、VOCs治理技能——熱損壞法
熱損壞法是指直接和輔佐焚燒有機(jī)氣體，也就是VOC，或利用適宜的催化劑加速VOC的化學(xué)反響，終究到達(dá)下降有機(jī)物濃度，使其不再具有危害性的一種處理辦法。
熱損壞法關(guān)于濃度較低的有機(jī)廢氣處理效果比較好，因而，在處理低濃度廢氣中得到了廣泛運(yùn)用。這種辦法首要分為兩種，即直接火焰焚燒和催化焚燒。直接火焰焚燒對(duì)有機(jī)廢氣的熱處理功率相對(duì)較高，一般狀況下可到達(dá) 99%。而催化焚燒指的是在催化床層的效果下，加速有機(jī)廢氣的化學(xué)反響速度。這種辦法比直接焚燒用時(shí)更少，是高濃度、小流量有機(jī)廢氣凈化的首選技能。
二、VOCs治理技能——吸附法
有機(jī)廢氣中的吸附法首要適用于低濃度、高通量有機(jī)廢氣?，F(xiàn)階段，這種有機(jī)廢氣的處理辦法現(xiàn)已適當(dāng)成熟，能量耗費(fèi)比較小，可是處理功率卻非常高，并且能夠徹底凈化有害有機(jī)廢氣。實(shí)踐證明，這種處理辦法值得推廣運(yùn)用。
可是這種辦法也存在必定缺陷，它需要的設(shè)備體積比較龐大，并且工藝流程比較復(fù)雜;如果廢氣中有大量雜質(zhì)，則簡(jiǎn)略導(dǎo)致工作人員中毒。所以，運(yùn)用此辦法處理廢氣的關(guān)鍵在于吸附劑。當(dāng)時(shí)，選用吸附法處理有機(jī)廢氣，多運(yùn)用活性炭，首要是因?yàn)榛钚蕴考?xì)孔結(jié)構(gòu)比較好，吸附性比較強(qiáng)。
此外，經(jīng)過(guò)氧化鐵或臭氧處理，活性炭的吸附功能將會(huì)更好，有機(jī)廢氣的處理將會(huì)愈加安全和有用。
三、VOCs治理技能——生物處理法
從處理的根本原理上講，選用生物處理辦法處理有機(jī)廢氣，是運(yùn)用微生物的生理進(jìn)程把有機(jī)廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)略的無(wú)機(jī)物，比方CO2、H2O和其它簡(jiǎn)略無(wú)機(jī)物等。這是一種無(wú)害的有機(jī)廢氣處理辦法。
一般狀況下，一個(gè)完整的生物處理有機(jī)廢氣進(jìn)程包含3個(gè)根本進(jìn)程：a) 有機(jī)廢氣中的有機(jī)污染物首先與水接觸，在水中能夠迅速溶解;b) 在液膜中溶解的有機(jī)物，在液態(tài)濃度低的狀況下，能夠逐步擴(kuò)散到生物膜中，進(jìn)而被附著在生物膜上的微生物吸收;c) 被微生物吸收的有機(jī)廢氣，在其本身生理代謝進(jìn)程中，將會(huì)被降解，終究轉(zhuǎn)化為對(duì)環(huán)境沒(méi)有危害的化合物質(zhì)。
四、VOCs治理技能——變壓吸附別離與凈化技能
變壓吸附別離與凈化技能是利用氣體組分可吸附在固體資料上的特性，在有機(jī)廢氣與別離凈化設(shè)備中，氣體的壓力會(huì)出現(xiàn)必定的變化，經(jīng)過(guò)這種壓力變化來(lái)處理有機(jī)廢氣。
PSA 技能首要運(yùn)用的是物理法，經(jīng)過(guò)物理法來(lái)完結(jié)有機(jī)廢氣的凈化，運(yùn)用資料首要是沸石分子篩。沸石分子篩，在吸附選擇性和吸附量?jī)煞矫嬗斜囟▋?yōu)勢(shì)。在必定溫度和壓力下，這種沸石分子篩能夠吸附有機(jī)廢氣中的有機(jī)成分，然后把剩余氣體輸送到下個(gè)環(huán)節(jié)中。在吸附有機(jī)廢氣后，經(jīng)過(guò)必定工序?qū)⑵滢D(zhuǎn)化，保持并提高吸附劑的再生能力，進(jìn)而可讓吸附劑再次投入運(yùn)用，然后重復(fù)上進(jìn)程工序，循環(huán)反復(fù)，直到有機(jī)廢氣得到凈化。
近年來(lái)，該技能開(kāi)始在工業(yè)生產(chǎn)中運(yùn)用，關(guān)于氣體別離有杰出效果。該技能的首要優(yōu)勢(shì)有：能源耗費(fèi)少、成本比較低、工序操作自動(dòng)化及別離凈化后混合物純度比較高、環(huán)境污染小等。運(yùn)用該技能關(guān)于收回和處理有必定價(jià)值的氣體效果杰出，商場(chǎng)發(fā)展前景廣闊，成為未來(lái)有機(jī)廢氣處理技能的發(fā)展方向。
五、VOCs治理技能——氧化法
關(guān)于有毒、有害，并且不需要收回的VOC，熱氧化法是*適合的處理技能和辦法。氧化法的根本原理：VOC與O2發(fā)作氧化反響，生成CO2和H2O，化學(xué)方程式如下：
從化學(xué)反響方程式上看，該氧化反響和化學(xué)上的焚燒進(jìn)程相類似，但其由于VOC濃度比較低，在化學(xué)反響中不會(huì)發(fā)作肉眼可見(jiàn)的火焰。一般狀況下，氧化法經(jīng)過(guò)兩種辦法可確保氧化反響的順利進(jìn)行：a) 加熱。使含有VOC的有機(jī)廢氣到達(dá)反響溫度;b) 運(yùn)用催化劑。如果溫度比較低，則氧化反響可在催化劑外表進(jìn)行。 所以，有機(jī)廢氣處理的氧化法分為以下兩種辦法：
a) 催化氧化法。現(xiàn)階段，催化氧化法運(yùn)用的催化劑有兩種，即貴金屬催化劑和非貴金屬催化劑。貴金屬催化劑首要包含Pt、Pd等，它們以細(xì)顆粒辦法依附在催化劑載體上，而催化劑載體通常是金屬或陶瓷蜂窩，或散裝填料;非貴金屬催化劑首要是由過(guò)渡元素金屬氧化物，比方MnO2，與粘合劑經(jīng)過(guò)必定比例混合，然后制成的催化劑。為有用防止催化劑中毒后喪失催化活性，在處理前有必要徹底鏟除可使催化劑中毒的物質(zhì)，比方Pb、Zn和Hg等。如果有機(jī)廢氣中的催化劑毒物、遮蓋質(zhì)無(wú)法鏟除，則不可運(yùn)用這種催化氧化法處理VOC;
b) 熱氧化法。熱氧化法當(dāng)時(shí)分為三種：熱力焚燒式、間壁式、蓄熱式。三種辦法的首要差異在于熱量收回辦法。這三種辦法均能催化法結(jié)合，下降化學(xué)反響的反響溫度。
熱力焚燒式熱氧化器，一般狀況下是指氣體焚燒爐。這種氣體焚燒爐由助燃劑、混合區(qū)和焚燒室三部分組成。其間，助燃劑，比方天然氣、石油等，是輔佐燃料，在焚燒進(jìn)程中，焚燒爐內(nèi)發(fā)作的熱混合區(qū)可對(duì)VOC廢氣預(yù)熱，預(yù)熱后便可為有機(jī)廢氣的處理供給滿足空間、時(shí)刻，終究完結(jié)有機(jī)廢氣的無(wú)害化處理。
在供氧足夠條件下，氧化反響的反響程度——VOC去除率——首要取決于“三T條件”：反響溫度(Temperat)、時(shí)刻(Time)、湍流混合狀況(Turbulence)。這“三T條件”是相互聯(lián)絡(luò)的，在必定范圍內(nèi)，一個(gè)條件的改進(jìn)可使別的兩個(gè)條件下降。熱力焚燒式熱氧化器的缺陷在于：輔佐燃料價(jià)格高，導(dǎo)致設(shè)備操作費(fèi)用比較高。
間壁式熱氧化器指的是在熱氧化設(shè)備中，參加間壁式熱交換器，進(jìn)而把焚燒室排出氣體的熱量傳送給氧化設(shè)備進(jìn)口處溫度比較低的氣體，預(yù)熱完結(jié)后便可促進(jìn)氧化反響?，F(xiàn)階段，間壁式熱交換器的熱收回率*高可達(dá)85%，因而大幅下降了輔佐燃料的耗費(fèi)。一般狀況下，間壁式熱交換器有三種辦法：管式、殼式和板式。由于熱氧化溫度有必要操控在800 ℃～1 000 ℃范圍內(nèi)，因而，間壁式熱交換有必要由不銹鋼或合金資料制成。所以間壁式熱交換器的造價(jià)適當(dāng)高，而這也是其缺陷地點(diǎn)。此外，資料的熱應(yīng)力也很難消除，這是間壁式熱交換的別的一個(gè)缺陷。
蓄熱式熱氧化器，簡(jiǎn)稱為RTO，在熱氧化設(shè)備中計(jì)入蓄熱式熱交換器，在完結(jié)VOC預(yù)熱后便可進(jìn)行氧化反響?，F(xiàn)階段，蓄熱式熱氧化器的熱收回率現(xiàn)已到達(dá)了95%，且其占用空間比較小，輔佐燃料的耗費(fèi)也比較少。由于當(dāng)時(shí)的蓄熱資料可運(yùn)用陶瓷填料，其可處理腐蝕性或含有顆粒物的VOC氣體。
現(xiàn)階段，RTO設(shè)備分為旋轉(zhuǎn)式和閥門切換式兩種，其間，閥門切換式是*常見(jiàn)的一種，由2個(gè)或多個(gè)陶瓷填充床組成，經(jīng)過(guò)切換閥門來(lái)到達(dá)改變氣流方向的意圖。
六、VOCs治理技能——液體吸收法
液體吸收法指的是經(jīng)過(guò)吸收劑與有機(jī)廢氣接觸，把有機(jī)廢氣中的有害分子轉(zhuǎn)移到吸收劑中，從而完結(jié)別離有機(jī)廢氣的意圖。這種處理辦法是一種典型的物理化學(xué)效果進(jìn)程。有機(jī)廢氣轉(zhuǎn)移到吸收劑中后，選用解析辦法把吸收劑中有害分子去除掉，然后收回，完結(jié)吸收劑的重復(fù)運(yùn)用和利用。
從效果原理的角度區(qū)分，此辦法可分為化學(xué)辦法和物理辦法。物理辦法是指利用物質(zhì)之間相溶的原理，把水看作吸收劑，把有機(jī)廢氣中的有害分子去除掉，可是關(guān)于不溶于水的廢氣，比方苯，則只能經(jīng)過(guò)化學(xué)辦法鏟除，也就是經(jīng)過(guò)有機(jī)廢氣與溶劑發(fā)作化學(xué)反響，然后予以去除。
七、VOCs治理技能——冷凝收回法
在不同溫度下，有機(jī)物質(zhì)的飽和度不同，冷凝收回法就是利用有機(jī)物這一特點(diǎn)來(lái)發(fā)揮效果，經(jīng)過(guò)下降或提高系統(tǒng)壓力，把處于蒸汽環(huán)境中的有機(jī)物質(zhì)經(jīng)過(guò)冷凝辦法提取出來(lái)。冷凝提取后，有機(jī)廢氣便可得到比較高的凈化。其缺陷是操作難度比較大，在常溫下也不簡(jiǎn)略用冷卻水來(lái)完結(jié)，需要給冷凝水降溫，所以需要較多費(fèi)用。這種處理辦法首要適用于濃度高且溫度比較低的有機(jī)廢氣處理。
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