對於VOCs廢氣治理達標排放,企業該如何選用末端治理?這麽多的VOCs治理技術,如何在對應VOCs排放工(gōng)況選擇合(hé)適(shì)的(de)技術?下麵來匯總下目前VOCs治理技術的適用範圍及相應(yīng)特(tè)點,並對運行(háng)成本進行分享。
常用 VOCs 末端(duān)治理(lǐ)技術
企業在進行技術選擇(zé)時,應結合排放廢氣的濃度、組分(fèn)、風量、溫度(dù)、濕度、壓力以及(jí)生產工況等,合理選擇VOCs末端(duān)治理技術。實際應用中,企業一般采用多種技術的組合工藝,提高VOCs治理效率。
對低濃度、大風量廢(fèi)氣,宜采用活性炭吸附、沸石轉輪吸附、減風增濃等(děng)濃縮技術,提高VOCs 濃度後淨化(huà)處理(lǐ);
對高濃度廢氣,優先進行溶劑回收,難以回收的,宜采用高溫焚燒、催化燃(rán)燒等技術。
油氣(溶劑)回收宜采用冷凝+吸附、吸附+吸收、膜分離+吸附等(děng)技術(shù)。
水(shuǐ)溶性、酸堿 VOCs 廢氣一般選用多級化學吸收等處(chù)理技術,惡臭類廢氣還應進一步加強除臭處理。
低溫等離子、光催化、光氧化技術主要(yào)適用於惡臭異味等治理;
生物法主要適用於低濃度 VOCs 廢氣治理和惡臭異味治理(lǐ)。
采用一次性活(huó)性炭吸附技術的,應(yīng)定期更換活性炭,廢舊(jiù)活性炭應再生或處理處置。
幾種典型 VOCs 組合處理技術介紹
(1)VOCs循環脫附分(fèn)流回收吸附技術該(gāi)技術
采用活性炭(tàn)作為吸附劑,采用惰性氣體循環加熱脫(tuō)附分流冷(lěng)凝回收的工(gōng)藝對有機(jī)氣體進行(háng)淨化(huà)和回(huí)收。回收(shōu)液通過後續的精(jīng)製(zhì)工藝可實現有機物的循環利用。
整個係統由來氣預處理、吸附、循環加熱脫附、冷凝回收和自動控製等主要部分構成。含VOCs的氣體通過預處理後進入吸附段吸附(fù)後達標排放,吸附段通常並聯設置有吸附罐並通過切換閥控製實現氣體的連續吸附操作。吸附到(dào)設(shè)定程度的吸附罐通過(guò)切換(huàn)閥切換形成再生循環回路。循環(huán)回路可通過(guò)充入惰性氣體置換係統內氣體的方式減少氣相中的含氧量,從(cóng)而減少再生過程中某些類型溶劑的氧化副產物的生成。通過循環風機(jī)和加熱器可(kě)形成循環氣流加熱吸附罐進行脫附,同時通過分流(liú)冷凝係統冷凝回收溶劑。
目前該技術成熟、穩定,可實現自動化運行。單位(wèi)投資大(dà)致為9-24萬元/千(qiān)(m3/h),回收的有(yǒu)機物成(chéng)本700-3000元/t。對有機氣體(tǐ)成(chéng)分的淨化回收效率一般大於90%,也可達(dá)95%以上。適用於(yú)石油,化工及製藥工業,塗裝、印刷、塗布,漆包(bāo)線、金屬及薄膜除油,食品,煙草,種子油萃取工業,及其他(tā)使用有機溶(róng)劑或C4-C12 石油烴的工藝(yì)過程。
(2)高效吸附-脫附-燃燒 VOCs 治理技術
該技術利用高吸附性能的活性碳纖維、顆粒炭、蜂窩炭和耐高溫高(gāo)濕整體式分(fèn)子篩等固體吸附材料對工業廢(fèi)氣中的 VOCs 進行富集,對吸附飽和的材料進行強化脫附工藝處理,脫附出的VOCs 進入高效催化(huà)材料床(chuáng)層進行催化燃燒或蓄熱催化燃燒工藝處理,進而降解 VOCs。
主要工藝流程包括預處理(lǐ)、吸附、脫附(fù)-燃燒三個階段。
①預處理:含 VOCs 廢氣在吸附淨化前一般先經高效纖維過濾器或高效幹濕複合過(guò)濾(lǜ)器過濾,對廢氣粉塵等進行(háng)攔截淨化。
②吸附階段:去除塵雜後的廢氣,經(jīng)合理布(bù)風,使其均勻地通過固定吸附床內的吸附材料層過(guò)流斷麵,在一定停留時間內,由(yóu)於(yú)吸附材料表麵與有機廢氣分(fèn)子間相互作用發生(shēng)物理吸附,廢氣中的有機成份吸附在活性炭表麵積,使廢氣得到(dào)淨化;實際應用中,淨化(huà)裝置一般設(shè)置兩(liǎng)台以上吸附床,以確(què)保一台處於脫附再生或備用,保證吸附過(guò)程連續性(xìng),不影響實際生產。
③脫附-燃燒:達到飽和狀態的吸附(fù)床應停止吸(xī)附轉入脫(tuō)附再生,脫附後的廢(fèi)氣進入燃燒階段,即 RTO或 RCO廢氣處理工藝。
催化燃燒技術(RCO)是利用催化劑做中間體(tǐ),使有機氣體在較低的溫度下,變成無害的水和二(èr)氧化碳氣體。
兩種燃燒技術(shù)的去(qù)除率、達標能力是一(yī)致的,但也存在一些不同。
總的來說,RTO技術(shù)會產生二次汙染,同時存在投資大、運行費用高、風險高等問題。RCO技術具有明顯優勢。
目前該技(jì)術成熟、穩定,可實現自動化運行。設備投資基本上是200~300萬元(以處理風量為50000m3/h),運行費用30~50萬元,主體(tǐ)設備壽命10~15年(nián)。VOCs去除效率一般大於(yú)95%,可達98%以上。在石油、化工(gōng)、電子、機械、塗裝等行業大風量、低濃度或濃度不穩定的有機廢(fèi)氣治理中得到應用。
(3)冷凝與變壓吸附(fù)聯用 VOCs治理技術
該技術采用多級冷凝(níng)技術,使廢(fèi)氣的有機成分在常(cháng)壓下凝結成液體析出,經淨化後的廢氣進入吸附器進一步吸附富集,同時(shí)確保(bǎo)達標排放。吸附飽和後的吸附劑(活性炭、沸石等)等采用負壓脫附方式再生吸附劑,並將高濃度 VOCs 送回前(qián)端冷凝裝置。
工藝流程主要包(bāo)括冷凝和吸附兩大單元。冷凝單元一般設置三(sān)級冷凝,*級從常溫(wēn)冷凝到3℃、第二級從3℃冷凝到-35℃、第三級從-35℃冷凝到-70℃。第三級的冷凝餘氣返回*級前麵(miàn)的前置(zhì)換熱器,冷量回用,將進入(rù)回收(shōu)處理裝置的含VOCs廢氣預冷(lěng),有節能效果。吸附單元一般配置吸附罐兩隻和(hé)脫附真空泵一台,以(yǐ)及(jí)用(yòng)於切換吸附脫附的電動或氣動閥門若(ruò)幹。真空泵還需要配備冷卻係統。
冷凝與(yǔ)吸附聯用技術能夠克服單純冷凝技術在應用過程中能(néng)耗(hào)大、運行成本高的現象,同時彌補(bǔ)單純吸附技術在應用過程(chéng)中,設備體積大、吸附溫升對安全運行有影(yǐng)響、長期運行吸附材料易失活等問題。單位投(tóu)資大致為0.4-0.8萬/m3,單位小時運行成本為0.08-0.2元/m3。淨化效率一般大於98%。主要適用於石油化工、有機化工、油氣儲運等行業。主要適(shì)用於儲油庫、煉油廠、石油(yóu)化工(gōng)廠等成品油/化(huà)工品裝車油氣(qì)回收;液體儲罐呼吸氣 VOCs 治理(lǐ);油品、化工品碼頭裝船油氣回收。
(4)沸石轉輪與蓄熱燃燒VOCs治理(lǐ)技術
該技術采用(yòng)高濃縮倍率沸石轉輪設備將廢氣(qì)濃度濃縮 5-20倍,富集的廢氣進入燃燒爐或催化爐(RTO/RCO)進行燃燒處理,VOCs 被徹底分解成 CO2 和 H2O。同時反應後的高(gāo)溫煙氣進入特殊(shū)結構的陶瓷(cí)蓄熱體,80-95%以上的熱量被蓄熱體吸收,使得出(chū)口(kǒu)氣體溫度降至(zhì)接近進口溫度。不同(tóng)蓄熱體通過切換閥或者旋(xuán)轉裝置隨時間進行轉換,分(fèn)別進行吸熱和放熱,對係統(tǒng)熱量進行有效回(huí)收和利(lì)用。
工藝流程主要由沸石轉輪濃縮(吸附區域、脫附(fù)區域、冷卻區域)、脫附係統、蓄熱式燃(rán)燒係統(RTO爐體、陶瓷蓄熱體、燃燒係統等)及控製(zhì)係統等部分組成。
①吸(xī)附脫附:沸石分子篩轉輪分為吸附區、脫附區和冷卻區(qū)三個功能區域,沸石分子篩轉輪吸附濃縮係統利用吸附-脫(tuō)附-冷卻這一連續性過程,對VOCs廢氣進行吸附濃縮。*先,廢氣進入沸石分子篩轉輪的吸附區,VOCs被沸石分(fèn)子篩吸附除去,被淨化(huà)後排出。吸附在分子篩轉輪中的VOCs,在脫附(fù)區經過約200℃小風量的熱風處理(lǐ)而被脫附、濃縮。再生後的沸石分子篩轉輪(lún)在冷卻(què)區被冷卻,如此反複(fù)。
②蓄熱式燃燒:脫附後(hòu)的高濃度小風量廢氣進(jìn)入蓄熱式燃燒處(chù)理係統,*先進入蓄(xù)熱室 A 的陶瓷介質層,陶瓷釋放熱量,溫度降低,而(ér)有機廢氣(qì)吸收熱量,溫度升高,廢氣離開(kāi)蓄熱室後(hòu)以較高的溫度進入(rù)氧化室(shì)。在氧化室中,有(yǒu)機廢氣由燃燒器加熱升溫至設定的(de)氧化溫度800℃以上,使其中的VOCs分解成二氧(yǎng)化碳和水(shuǐ)後排放(fàng)。
③廢氣流經蓄(xù)熱室A升(shēng)溫後(hòu)進入氧化室氧化,淨化後(hòu)的高溫氣體離開(kāi)氧(yǎng)化室(shì),進入蓄熱室B,釋(shì)放熱量(liàng),降溫排出,而蓄熱室B吸收大量熱量後升溫,同時清掃蓄熱室C。循環完成後,進氣與出氣閥門進行一次切換,進(jìn)入下一個循環,廢氣由蓄(xù)熱室(shì)B進入,蓄熱室C排出,清掃蓄熱室A。如此交替。由於廢氣已在蓄熱室內預熱,燃料耗量(liàng)大為(wéi)減少(shǎo),運行成本大大降低(dī)。
目前技術成熟(shú)、穩定,可實現自(zì)動化運行。單位投資大致為9-24萬元/千(m3/h),回收的有機(jī)物成本700-3000元/t。熱回收效(xiào)率可達90-95%,處理效率可達95-99%。主要(yào)適(shì)用於有(yǒu)機化工、石油化工、塗裝、印刷等行業及大風量低濃度(dù)行業。
(5)低(dī)濃度多組分工業廢(fèi)氣生物淨化技術(shù)
該技術利用高效複合功能菌劑與擴培技(jì)術,強化廢氣生物淨化的反應過程,針對不同類型廢氣應(yīng)用新型的生物淨化工藝,強化廢氣生物淨化的傳質過程,裝填具(jù)有高比表麵積和生物固著力的(de)生物填料,解決微生物附著難、係統運行不穩定的問題。
工藝流程以生物氧化為主(zhǔ)、化學吸收為輔,主要通過生(shēng)物處理去除廢氣中的絕大部分(fèn)汙染物,化學(xué)吸收單(dān)元則可在進(jìn)氣濃度發生(shēng)異常時,為係統的穩定達標排(pái)放提供進一步保證。主體技術生物滴濾箱由濾床、營養(yǎng)液循環噴淋係統、參數控製係統等組成。廢氣進入生物箱體後,通過附著在填料上的微生物的代謝作用(yòng),廢氣中的汙(wū)染物被降解為簡單的無機物。其中,VOCs分解為CO2、H2O以及其他簡單的無機物;含氮汙染物中的氮元素(sù)轉化為硝酸鹽(yán)或氮氣;含硫(liú)惡臭汙(wū)染物中的硫元素轉化為硫酸鹽。
此項技術適用範圍廣,適用於低濃度多組分工業廢氣排放控製,與傳統生物技術相比,拓寬了生物處理法的應(yīng)用(yòng)範圍。運行管(guǎn)理方便,二次(cì)汙染少。工程主體設備投資約為250萬元,年(nián)運行費用約35萬(wàn)元。VOCs的去除率可達80-90%,對H2S的去除率(lǜ)可達95%以上(shàng)。主要用於低(dī)濃度多組分工業廢氣的(de)處理。