VOCs废气处理技术和装置介绍

  当前常见的治理技术有吸收法、冷凝法、吸附法、生物法、热氧化法、等离子法等。同时,电化学法、膜分离法、光催化法和电子床加热法正在开发中。为了挑选合适的治理技术(或几种技术的组合)并最终得到较好的治理方案,需要考虑以下因素:废气的性质、浓度、生产的具体情况、净化要求(达到什么排放标准)、经济性等。以下简要介绍常见的VOCs治理技术和装置:

  (1)吸附法。吸附法是一种利用使用一些多孔固体(吸附剂)来去除VOCs的技术,这类多孔固体有着从气相混合物中选择性吸附一些组分的能力。当前治理VOCs最常见的吸附剂是活性炭和沸石分子筛,使用的设备是阀门切换的两床(或多床)吸附器。该技术对于需要回收的各种浓度的VOCs有着显著的经济效益。

  (2)等离子体法。其基本原理是:利用陡前沿窄脉宽(ns级)的高压脉冲电晕放电,在常温常压下获得非平衡等离子体,即产生大量的高能电子和O、OH等活性粒子,使VOCs分子氧化分解,最终转化为无害物质。

  (3)氧化法一般通过加热或使用催化剂使氧化反应顺利进行,因此氧化法可分为以下两种:

  1.催化氧化法。

  当前使用的催化剂主要分为贵金属催化剂和非贵金属催化剂。贵金属催化剂主要是铂和钯,它们以非常细的颗粒形式分布在催化剂媒介上,媒介一般是金属或陶瓷蜂窝体和散装填料。典型的非贵金属催化剂是利用将过渡元素金属氧化物(如二氧化锰)与粘合剂混合而制备的各种形状的催化剂。

  2.热氧化法

  热氧化可以分为三种:热力燃烧式、间壁式和蓄热式。两者的主要差别在于热量回收的方式不同。这三种技术都可以与催化法相结合来降低反应温度。

  A.热氧化器。热燃烧热氧化器一般指气体燃烧炉。它由助燃剂、混合区和燃烧室组成。助燃剂(天然气、石油等)作为辅助燃料,燃烧产生的热量预热混合区的VOCs废气。燃烧室为预热后的废气提供了足够的空间和时间来完成最终的氧化反应。

  B.间壁式热氧化器。隔膜热氧化是指在热氧化装置中增加一个隔膜换热器,将热量从燃烧室排出的高温气体传递到氧化装置入口处的低温气体。

  C.蓄热式热氧化器。蓄热式热氧化器(RTO)是在热氧化器中加入蓄热式换热器,预热挥发性有机化合物废气,然后进行氧化反应。

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