常用的VOCs末端治理技術詳細解讀

時間：2020-07-22

對于廢氣治理達標排放，企業(yè)該如何選用末端治理？末端治理即建設高效治理設施，推進污染設施升級改造，實行重點排放源排放濃度與去除效率雙重控制。

 


        一般**選用回收技術，可通過冷凝、吸附再生等處理，進行回收利用；難以回收的，可采用燃燒、吸附濃縮+燃燒等技術進行銷毀。下面由皓隆小編對各類常用的VOCs末端治理技術進行詳細解讀。

 

常用 VOCs 末端治理技術

 






        企業(yè)在進行技術選擇時，應結合排放廢氣的濃度、組分、風量、溫度、濕度、壓力以及生產(chǎn)工況等，合理選擇VOCs末端治理技術。實際應用中，企業(yè)一般采用多種技術的組合工藝，提高VOCs治理效率。

 


        對高濃度廢氣，**進行溶劑回收，難以回收的，宜采用高溫焚燒、催化燃燒等技術。

 


        油氣(溶劑)回收宜采用冷凝+吸附、吸附+吸收、膜分離+吸附等技術。

 


        水溶性、酸堿VOCs廢氣一般選用多級化學吸收等處理技術，惡臭類廢氣還應進一步加強除臭處理。

 


        低溫等離子、光催化、光氧化技術主要適用于惡臭異味等治理。

 


        生物法主要適用于低濃度VOCs廢氣治理和惡臭異味治理。

 


        采用一次性活性炭吸附技術的，應定期更換活性炭，廢舊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(huán)脫附分流回收吸附技術該技術

 

        采用活性炭作為吸附劑，采用惰性氣體循環(huán)加熱脫附分流冷凝回收的工藝對**氣體進行凈化和回收。回收液通過后續(xù)的精制工藝可實現(xiàn)**物的循環(huán)利用。工藝原理示意圖如下：




 VOCs 循環(huán)脫附分流回收吸附工藝原理示意圖      


        整個系統(tǒng)由氣預處理、吸附、循環(huán)加熱脫附、冷凝回收和自動控制等主要部分構成。含VOCs的氣體通過預處理后進入吸附段吸附后達標排放，吸附段通常并聯(lián)設置有吸附罐并通過切換閥控制實現(xiàn)氣體的連續(xù)吸附操作。吸附到設定程度的吸附罐通過切換閥切換形成再生循環(huán)回路。循環(huán)回路可通過充入惰性氣體置換系統(tǒng)內(nèi)氣體的方式減少氣相中的含氧量，從而減少再生過程中某些類型溶劑的氧化副產(chǎn)物的生成。通過循環(huán)風機和加熱器可形成循環(huán)氣流加熱吸附罐進行脫附，同時通過分流冷凝系統(tǒng)冷凝回收溶劑。

 


        目前該技術成熟、穩(wěn)定，可實現(xiàn)自動化運行。對**氣體成分的凈化回收效率一般大于90%，也可達95%以上。適用于石油，化工及制藥工業(yè)，涂裝、印刷、涂布，漆包線、金屬及薄膜除油，食品，**，種子油萃取工業(yè)，及其他使用**溶劑或C4-C12 石油烴的工藝過程。

 


（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、蜂窩炭和耐高溫高濕整體式分子篩等固體吸附材料對工業(yè)廢氣中的 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 進入高效催化材料床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、吸附、脫附-燃燒三個階段。

 


         ①預處理：含 VOCs 廢氣在吸附凈化**般先經(jīng)高效纖維過濾器或高效干濕復合過濾器過濾，對廢氣粉塵等進行攔截凈化。

 


         ②吸附階段：去除塵雜后的廢氣，經(jīng)合理布風，使其均勻地通過固定吸附床內(nèi)的吸附材料層過流斷面，在一定停留時間內(nèi)，由于吸附材料表面與**廢氣分子間相互作用發(fā)生物理吸附，廢氣中的**成份吸附在活性炭表面積，使廢氣得到凈化；實際應用中，凈化裝置一般設置兩臺以上吸附床，以確保一臺處于脫附再生或備用，保證吸附過程連續(xù)性，不影響實際生產(chǎn)。

 

         ③脫附-燃燒：達到飽和狀態(tài)的吸附床應停止吸附轉入脫附再生，脫附后的廢氣進入燃燒階段，即 RTO或 RCO廢氣處理工藝。 




 RTO 廢氣處理工藝原理示意圖

 


RCO 廢氣處理工藝原理示意圖

        催化燃燒技術(RCO)是利用催化劑做中間體，使**氣體在較低的溫度下，變成無害的水和二氧化碳氣體，即： 




        目前該技術成熟、穩(wěn)定，可實現(xiàn)自動化運行。VOCs去除效率一般大于95%，可達98%以上。在石油、化工、電子、機械、涂裝等行業(yè)大風量、低濃度或濃度不穩(wěn)定的**廢氣治理中得到應用。

 


（3）冷凝與變壓吸附聯(lián)用 VOCs治理技術

 

         該技術采用多級冷凝技術，使廢氣的**成分在常壓下凝結成液體析出，經(jīng)凈化后的廢氣進入吸附器進一步吸附富集，同時確保達標排放。吸附飽和后的吸附劑(活性炭、沸石等)等采用負壓脫附方式再生吸附劑，并將高濃度 VOCs 送回**冷凝裝置。




冷凝與變壓吸附工藝原理示意圖


        工藝流程主要包括冷凝和吸附兩大單元。冷凝單元一般設置三級冷凝，**級從常溫冷凝到3℃、*二級從3℃冷凝到-35℃、*三級從-35℃冷凝到-70℃。*三級的冷凝余氣返回**級**的前置換熱器，冷量回用，將進入回收處理裝置的含VOCs廢氣預冷，有節(jié)能效果。吸附單元一般配置吸附罐兩只和脫附真空泵一臺，以及用于切換吸附脫附的電動或氣動閥門若干。真空泵還需要配備冷卻系統(tǒng)。 

 


        冷凝與吸附聯(lián)用技術能夠克服單純冷凝技術在應用過程中能耗大、運行成本高的現(xiàn)象，同時彌補單純吸附技術在應用過程中，設備體積大、吸附溫升對安全運行有影響、長期運行吸附材料易失活等問題。單位投資大致為0.4-0.8萬/m3，單位小時運行成本為0.08-0.2元/m3。凈化效率一般大于98%。主要適用于石油化工、**化工、油氣儲運等行業(yè)。主要適用于儲油庫、煉油廠、石油化工廠等成品油/化工品裝車油氣回收；液體儲罐呼吸氣 VOCs 治理；油品、化工品碼頭裝船油氣回收。

 


（4）沸石轉輪與蓄熱燃燒VOCs治理技術

 

        該技術采用高濃縮倍率沸石轉輪設備將廢氣濃度濃縮 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。同時反應后的高溫煙氣進入特殊結構的陶瓷蓄熱體，80-95%以上的熱量被蓄熱體吸收，使得出口氣體溫度降至接近進口溫度。不同蓄熱體通過切換閥或者旋轉裝置隨時間進行轉換，分別進行吸熱和放熱，對系統(tǒng)熱量進行有效回收和利用。 




沸石轉輪吸附濃縮+蓄熱式燃燒工藝流程示意圖


        工藝流程主要由沸石轉輪濃縮(吸附區(qū)域、脫附區(qū)域、冷卻區(qū)域)、脫附系統(tǒng)、蓄熱式燃燒系統(tǒng)(RTO爐體、陶瓷蓄熱體、燃燒系統(tǒng)等)及控制系統(tǒng)等部分組成。

 


        ①吸附脫附：沸石分子篩轉輪分為吸附區(qū)、脫附區(qū)和冷卻區(qū)三個功能區(qū)域，沸石分子篩轉輪吸附濃縮系統(tǒng)利用吸附-脫附-冷卻這一連續(xù)性過程，對VOCs廢氣進行吸附濃縮。首先，廢氣進入沸石分子篩轉輪的吸附區(qū)，VOCs被沸石分子篩吸附除去，被凈化后排出。吸附在分子篩轉輪中的VOCs，在脫附區(qū)經(jīng)過約200℃小風量的熱風處理而被脫附、濃縮。再生后的沸石分子篩轉輪在冷卻區(qū)被冷卻，如此反復。

 


        ②蓄熱式燃燒：脫附后的高濃度小風量廢氣進入蓄熱式燃燒處理系統(tǒng)，首**入蓄熱室 A 的陶瓷介質(zhì)層，陶瓷釋放熱量，溫度降低，而**廢氣吸收熱量，溫度升高，廢氣離開蓄熱室后以較高的溫度進入氧化室。在氧化室中，**廢氣由燃燒器加熱升溫至設定的氧化溫度800℃以上，使其中的VOCs分解成二氧化碳和水后排放。

 


        ③廢氣流經(jīng)蓄熱室A升溫后進入氧化室氧化，凈化后的高溫氣體離開氧化室，進入蓄熱室B，釋放熱量，降溫排出，而蓄熱室B吸收大量熱量后升溫，同時清掃蓄熱室C。循環(huán)完成后，進氣與出氣閥門進行一次切換，進入下一個循環(huán)，廢氣由蓄熱室B進入，蓄熱室C排出，清掃蓄熱室A。如此交替。由于廢氣已在蓄熱室內(nèi)預熱，燃料耗量大為減少，運行成本大大降低。

 


        目前技術成熟、穩(wěn)定，可實現(xiàn)自動化運行。單位投資大致為9-24萬元/千（m3/h），回收的**物成本700-3000元/t。熱回收效率可達90-95%，處理效率可達95-99%。主要適用于**化工、石油化工、涂裝、印刷等行業(yè)及大風量低濃度行業(yè)。

 


（5）低濃度多組分工業(yè)廢氣生物凈化技術

 

        該技術利用高效復合功能菌劑與擴培技術，強化廢氣生物凈化的反應過程，針對不同類型廢氣應用新型的生物凈化工藝，強化廢氣生物凈化的傳質(zhì)過程，裝填具有高比表面積和生物固著力的生物填料，解決微生物附著難、系統(tǒng)運行不穩(wěn)定的問題。



 


低濃度多組分工業(yè)廢氣生物凈化技術


        工藝流程以生物氧化為主、化學吸收為輔，主要通過生物處理去除廢氣中的絕大部分污染物，化學吸收單元則可在進氣濃度發(fā)生異常時，為系統(tǒng)的穩(wěn)定達標排放提供進一步保證。主體技術生物滴濾箱由濾床、營養(yǎng)液循環(huán)噴淋系統(tǒng)、參數(shù)控制系統(tǒng)等組成。廢氣進入生物箱體后，通過附著在填料上的微生物的代謝作用，廢氣中的污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；含氮污染物中的氮元素轉化為硝酸鹽或氮氣；含硫惡臭污染物中的硫元素轉化為硫酸鹽。 

 

        此項技術適用范圍廣，適用于低濃度多組分工業(yè)廢氣排放控制，與傳統(tǒng)生物技術相比，拓寬了生物處理法的應用范圍。運行管理方便，二次污染少。

詞條
詞條說明
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