山(shān)藍環(huán)境:煤礦瓦斯治理(lǐ)的流程和綜(zōng)合利用
2025-04-09
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發布時間:2024-11-04 閱讀次數(shù):396
工業(yè)生(shēng)產中(zhōng)所產(chǎn)生的VOCs有機廢氣的種類繁多,常見的(de)化合物有100多種(zhǒng),物理和化(huà)學性質差異大。不同的廢氣成分、濃度,需要用不同的工藝來處理,本文將從(cóng)有機廢氣的種類、排放行業、排放影響、常用的有機廢氣處理(lǐ)技術以及如何選擇(zé)合適的廢氣處理工(gōng)藝等(děng)內容來分析。
汙染物種類
1、碳氫化(huà)合物:苯、甲苯(běn)、二甲苯、正己烷、環己烷、石腦油、稀釋劑、汽油、苯乙烯、丙烯酸、醋酸乙(yǐ)烯等;
2、鹵代烴:氯(lǜ)乙烯、三氯(lǜ)乙(yǐ)烯(xī)、三氯乙烷、二(èr)氯甲(jiǎ)烷、氯苯(běn)、二氯乙烷、四氯化碳(tàn)、氟利昂等;
3、醛類:甲醛、乙醛、糠醛(quán)等;
4、酮類:丙酮、甲乙酮、環己酮、甲基異丁基(jī)酮等;
5、脂類:乙酸乙酯(zhǐ)、醋酸丁酯等;
6、醚類:甲醚、乙醚、甲乙醚、四氫呋喃等;
7、醇類:醇、乙醇、異(yì)丙醇(chún)、正丁醇、異丁醇、甲硫醇等;
8、酰胺類:二甲基甲酰胺DMF、二(èr)甲(jiǎ)基乙酰胺等;
9、腈(氰)類:氫氰酸、丙烯(xī)腈等(děng)
排放行業多(duō),排放(fàng)量巨大
排放行業涉及有上百個,例如煉油(yóu)與石化、裝備製造業塗裝(塗料使用過程)、包裝(zhuāng)印刷(shuā)(油墨使用過程)、化學化工、油品的(de)儲運和銷售(加油站(zhàn)、油庫和碼頭)、半導體及電子產品製造、醫藥(yào)化工、農藥製造(zào)、塗料印染(塗料、油墨、膠粘劑、染料、顏料(liào)生(shēng)產)、紡織業、合成纖維生產、合成橡膠生產、塑料生產、粘(zhān)膠帶生產、木材加工、皮革(人造革、合成革、PU皮)、鞋廠(chǎng)等行(háng)業。
排放條件的影響
1、溫度:例如(rú)在一般噴塗過程中排放的是常(cháng)溫氣體,在化工、製藥等行業排(pái)放的(de)則是高溫氣(qì)體。
2、濕度:例如(rú)在製藥(yào)工業發酵尾氣的相對濕度接近100%,高濕度(dù)對吸(xī)附、催化、等離子體等淨化(huà)工藝都具有很大影響。
3、壓力:石油(yóu)、化(huà)工等行業有時排放的(de)廢氣帶有壓力。
4、顆粒物含量:在塗裝工藝中,漆霧顆粒物以氣溶膠的形式存(cún)在,黏性高,去除困(kùn)難(nán),對會序的淨化設備影響極大(dà),少量漆霧都會對吸附淨(jìng)化設備造成重要的影(yǐng)響。
另外,廢氣(qì)的預處理(調溫、調濕(shī)、調壓和去除顆粒(lì)物)直接關係到後續治(zhì)理設備的淨化效率和使用壽命。
通常,汙染物是以混合物的形式排放(fàng),需要采用不同的治理技術進行綜合治理。噴塗廢氣,通常含有苯(běn)係物、酮類(lèi)、脂(zhī)類、醇類、烴類等;印刷廢氣,通常(cháng)含有苯類、脂類、酮類(lèi)和醇(chún)類等;製藥行業,通常(cháng)含有酸性氣體(tǐ)、普通有機物和惡臭氣體等。
廢氣的排(pái)放點源多而分散,無組織排放(fàng)情況嚴重(chóng),難以集中進行收集和治(zhì)理
廢氣的集中收集是進行末端治理的前提。在一個生產企業中(zhōng),通常(cháng)有多個車間工(gōng)序同時在(zài)排放VOCs有機廢氣。如在石化(huà)、醫藥、噴(pēn)塗行業,一個廠區可能有幾個甚至幾十個排放口,統一進行收集和治理通(tōng)常比較複雜;在石化、製藥、農藥等(děng)行業,無組織排放問題(tí)也比(bǐ)較嚴重,廢氣(qì)收集也很困難(nán)。
除了(le)上(shàng)述所提到的,有些廢氣中還散發出(chū)異味(wèi)汙染物(wù)嚴重(chóng)影響著人們的日常生活,這也是迫切需要解決的問(wèn)題。
異味(wèi)的來(lái)源主要有工業源和生活源兩類:工(gōng)業源有煉油、塑料、橡膠、合成纖維、精細化工、製藥、農藥、化肥、紡織(zhī)印染、工業汙水處理、食品加工(gōng)等;生活源有垃圾儲(chǔ)存轉運、垃圾焚燒和填埋,生活汙水處理、堆肥、餐飲油(yóu)煙等。
影響異味治理的因素主要在於排放濃度低(dī),治理困難(nán)。
有機廢氣(VOCs)治理(lǐ)技術
有機廢氣治理技術可分為回收(shōu)技術和銷毀技術兩大類。回收技術有吸附法、吸(xī)收法、冷凝法、膜分離法;銷毀技術有催化燃燒法、熱力燃燒法、生物法、等離子體(tǐ)、光催化、光氧化技術。
1、吸附技(jì)術
吸附技術是最常用(yòng)的(de)空氣淨化技術,也是目前工業有機廢氣(VOCs)治(zhì)理的主流技術之一。吸附法(fǎ)主(zhǔ)要適用於低(dī)濃(nóng)度氣態汙染物的(de)淨化,對於高濃度的有機廢氣,需(xū)要先用冷凝技術進行初級處理,然後再進行吸附淨化。
常用的吸附劑有活性炭(tàn)(顆粒、蜂窩活性炭)、活性炭纖維氈、分(fèn)子篩(顆粒、蜂(fēng)窩分子篩、分子(zǐ)篩塗敷材料)、顆(kē)粒矽膠等。
2、燃燒技(jì)術(shù)
燃燒技術適用於淨化可燃組分濃度較高的廢氣,常用的(de)有高溫焚(fén)燒技術(shù)和催化燃燒(shāo)技術。
高溫焚燒技術的反應溫(wēn)度高,能耗高。例如,汽車、家(jiā)電等行業燃燒爐所(suǒ)產生的熱量可進行回(huí)收用於烤漆房的加熱;廢氣中含有(yǒu)能夠引起催化劑中毒的化合物,廢氣成分複雜,不(bú)宜采用(yòng)催化燃燒技術來處理的,可采用該技術。
催化燃燒技術的反應溫度低,運行成本低。該技術是目前有機廢氣治理的常用技術,應用非常廣,技術成熟。
為了提高熱利用(yòng)效率,降低設備的(de)運行(háng)費用(yòng),蓄熱式熱力焚燒(shāo)(RTO)和蓄熱式催化燃燒(RCO)的開發,在有(yǒu)機廢氣(qì)治理中得(dé)到了廣(guǎng)泛的應用。
蓄熱係統是使用具有(yǒu)高熱容(róng)量的陶瓷蓄熱體,采用直接換熱的方法將燃燒尾氣中的熱量蓄積在蓄熱體中,利用高溫蓄熱體直(zhí)接加熱待(dài)處理廢氣,大大提高了換熱效率,通常(cháng)能(néng)達到98%以上,降(jiàng)低了廢氣處理成本。蓄熱燃燒技術,適用於較低(dī)濃度的有機廢氣處理,拓寬了(le)燃燒技術的適用範圍。
三床式蓄(xù)熱催化燃燒(shāo)裝置(RCO)示意圖
3、吸收技術
吸收技術目前應用(yòng)的也比較多,但通常都是(shì)作為其他技術的輔助使用,主要用於廢氣的(de)前處理和後處理過程(chéng)。
高濃度化工廢氣的治理(lǐ):溶劑吸收+活性炭吸附(fù)回收工藝(吸收劑:高沸點溶劑);
廢氣前處理:去除酸性和堿性(xìng)氣(qì)體、漆霧等(吸收劑:水基吸收劑);
廢氣後處理:油氣回收中(zhōng)解吸產物的吸收(吸收劑:汽油或溶劑油);低溫等離(lí)子體分解(jiě)產(chǎn)物的吸收(吸收劑:水基吸收劑)。
4、生物法
生物法(fǎ)具有(yǒu)設備(bèi)簡單、運行成本低、投資低、無二次汙染、綠(lǜ)色環保等優點,但該技術容易受溫度條件限製,微生物對有機汙(wū)染物的降解速率較低,且對有機物的消化具有很強的選擇性,隻有易生物降解的(de)有機物,才適合用生物法。因此該技術通常適用於低(dī)濃度的有機廢氣處理,主要是臭味的治理。近年(nián)來,隨著研究工作的不斷深入(rù),在生物(wù)菌落(luò)、生物填料和淨(jìng)化工藝等方麵取得了較大的研究(jiū)進展,生物法在有機廢(fèi)氣處理領域越(yuè)來越受到重視(shì)。
5、低溫等離子體技術
低(dī)溫等離子體(tǐ)技術的優點是等離子(zǐ)反應器阻力低,係統的動力消耗低;不需要預熱,淨化裝置可以隨時啟停;設(shè)備占用空間小,裝置簡單(dān),便於安(ān)裝和搬遷。缺點是淨(jìng)化效率低(一般30%-70%),隻適用(yòng)於低濃度廢氣淨化(低於300mg/m³為宜);產物複雜,通常需要二次吸收處理;等離子的產生方式(shì)不同,目前缺乏係統的研究對比。
除了上述的(de)常用技術外,還有冷凝技術(用於(yú)高濃度廢氣的前(qián)處理工藝)、光催化技術(反應速度慢,設備占地大(dà))、膜分離技術(主要用於油(yóu)氣回收)、光氧(yǎng)化技術(反應速度(dù)慢,使用範圍受限)。
有機廢氣(VOCs)的組合工藝
由於有機廢氣(qì)成分和(hé)性質的複雜性和單(dān)一技術的局限性,在多數情況下,采用單一技術難以(yǐ)達到治理要求,利用不同治理技術的優勢,采用組合治(zhì)理工(gōng)藝不僅可以滿足排放要求(qiú),同時可以降低設備的運行成本。近年來,在有機廢氣治理領域,采用兩種或多種組合工藝(yì)得以迅速發展。
1、高濃度有(yǒu)機廢氣治理組合工藝:
冷凝(níng)回收+活性炭(tàn)吸附回收
溶劑吸收+活性炭吸附回收
冷凝回收+吸附濃縮技術
活性炭吸附(fù)回(huí)收+沸石轉輪吸附濃縮技術
2、低(dī)濃度有機廢氣治理組合工藝(yì):
吸附濃縮+催(cuī)化燃燒
吸附濃縮+冷凝回收
低溫等離子體+吸收工藝
低溫等(děng)離子體+光催(cuī)化工藝
有機廢氣(VOCs)治理(lǐ)技術的發展趨勢
1、新的吸附工藝(yì)不斷發展和完善;
溶劑吸附回收新工藝(yì):氮氣保護再生工藝
低濃度廢氣淨化:沸石轉輪吸附濃縮(suō)工藝(yì)
2、蓄熱式燃燒技術(RTO/RCO)逐步替(tì)代傳統的燃燒(shāo)技術,近年來得到了迅速的發展和(hé)應用;
3、生物技術的發(fā)展不斷(duàn)深入(rù),適用(yòng)範圍逐漸拓寬;
4、低溫等離子體技術異(yì)軍突起;
5、不同技術的交互融合,組合技術發展迅速;
6、除臭市場需求巨大,除臭技術有待規範(吸附技術(shù)、生物技術、低溫等離子體技術、光催化技術、光氧化技術等)。
有機廢氣治理技術的選(xuǎn)擇(zé)原則(zé)
最佳可行控製(zhì)技(jì)術的(de)選擇,應從技術可行性和(hé)經濟合理性兩個方麵進行綜合分析(xī)後選擇。
在技術可行性(xìng)上,應考慮廢氣的性質(廢氣組成、含量、溫度、壓力等(děng)),廢氣的淨化效率、設備運行的安全性、可用建設麵積、必要的附屬設施(如水、電、蒸汽的供給等)、生產工藝(排汙工藝)的協同性等因素。
在經(jīng)濟(jì)合理(lǐ)性上,應考慮(lǜ)設備與工程的投資、運行費(fèi)用(yòng)和使用周期等因(yīn)素。
有機廢氣治理(lǐ) | ||||||
低濃度 | 中等(děng)濃度 | 高濃度 | ||||
水溶性低 | 水溶性高 | 有回收價值(zhí) | 無回收價值 | 有回(huí)收(shōu)價值 | 無回收價(jià)值 | |
活性炭吸附、生物濾床 | 生物滴濾、洗滌吸收 | 低溫等離子體處理、吸附濃縮後再處理 | 活(huó)性炭吸附回收 | 蓄熱式熱力焚燒(RTO)、蓄熱式催化燃燒(RCO) | 冷凝(níng)回收降低濃度後用其它(tā)技術處理 | 燃燒塔 |
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