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隨著環保理念的不斷推行,治理政策的逐漸深入,大氣十條、環保稅法、專項督查,VOCs進入大家的視野,揮發性有機廢氣(VOCs)已然成為目前環保針對的一個重要內容。VOCs來源眾多、種類繁多、排放量多、指標更多,成分雜、濃度寬、風量廣、有間歇性,并且危害環境,危害人們身體健康。下面向大家重點講解一種主流技術,給處理VOCs廢氣作參考。
概述
VOCs排放行業有石油化工、制藥行業、食品發酵、涂裝行業、包裝印刷、家具行業、汽車零部件等,產生含氯有機物、含氮有機物、含硫有機物;烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴、醛、酮、醚等物質。
根據高、中、低的不同濃度可以把VOCs處理工藝大致分為三大類,進而還可以衍生出多種處理VOCs的方法,如UV光解、低溫等離子、吸附法、生物法、催化氧化法等。
從處理效果出發又可以把方法分為兩大類:回收技術和消除技術,可以總結如下:
•吸附:中低濃度,較成熟,主流技術
•吸收:中高濃度,逐步發展
•冷凝:高濃度,中小風量,較成熟
•膜分離:不成熟,主要用于油氣回收
•燃燒:中濃度,較成熟,主流技術
•生物:低濃度和惡臭處理,逐步發展
•光催化:不成熟,超低濃度,反應速度慢
•等離子:電暈放電的低溫等離子體技術。電子能量高,進氣要求廣譜,操作方便,即開即用,運行成本低。
RTO蓄熱氧化爐
原理:
RTO (Regenerative Thermal Oxidizer,簡稱RTO),蓄熱式氧化爐。其原理是在高溫下將廢氣中的有機物(VOCs)氧化成對應的二氧化碳和水,從而凈化廢氣,并回收廢氣分解時所釋放出來的熱量,三室RTO廢氣分解效率達到99%以上,熱回收效率達到95%以上。RTO主體結構由燃燒室、蓄熱室和切換閥等組成。根據客戶實際需求,選擇不同的熱能回收方式和切換閥方式。
【VOCs熱氧化原理】
對比:
RTO,是一種高效有機廢氣治理設備。與傳統的催化燃燒、直燃式熱氧化爐(TO)相比,具有熱效率高(≥95%)、運行成本低、能處理大風量中低濃度廢氣等特點,濃度稍高時,還可進行二次余熱回收,大大降低生產運營成本。
【各種熱氧化設備的對比分析】
【床式與旋轉式RTO的對比分析(一)】
【床式與旋轉式RTO的對比分析(二)】
適用廢氣:
1)使用有機廢氣種類:烷烴、烯烴、醇類、酮類、醚類、酯類、芳烴、苯類等碳氫化合物有機廢氣。
2)有機物低濃度(同時滿足低于25%LFL)、大風量。
3)廢氣中含有多種有機成分、或有機成分經常發生變化。
4)含有容易使催化劑中毒或活性衰退成分的廢氣。
優點:
•幾乎可以處理所有含有機化合物的廢氣
•可以處理風量大、濃度低的有機廢氣
•處理有機廢氣流量的彈性很大(名義流量20%~120%)
•可以適應有機廢氣中VOC的組成和濃度的變化、波動
•對廢氣中夾帶少量灰塵、固體顆粒不敏感
•在所有熱力燃燒凈化法中熱效率最高(>95%)
•在合適的廢氣濃度條件下無需添加輔助燃料而實現自供熱操作
•凈化效率高(三室>99%)
•維護工作量少、操作安全可靠
•有機沉淀物可周期性的清除,蓄熱體可更換
•整個裝置的壓力損失較小
•裝置使用壽命長
缺點:
•裝置重量大,因為采用陶瓷蓄熱體
•裝置體積大,只能放在室外
•要求盡可能連續操作
•一次性投資費用相對較高
•不能徹底凈化處理含硫含氮含鹵素的有機物
發展趨勢:
1)在高溫燃燒處理VOCs和臭味,并利用蓄熱材料回收熱的高效率節能設備
2)燃燒效率保持恒定,蓄熱材的熱回收率為95%以上
3)如果煙氣濃度高,初始升溫可以在無原料狀態運轉(甲苯350ppm↑, TVOCs)
4)使用催化劑可降低燃燒溫度
5)VOCs 處理效率是約98%
【蓄熱式燃燒設備種類】
參考資料:李俊峰 《VOCs處理技術的應用與發展》
付博 《高性能復合材料吸附凈化VOCs廢氣新進展》
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