VOCs污染來源及其危害
環(huán)境中VOCs擁有來源廣,種類多的特征,國內(nèi)已經(jīng)監(jiān)測出的VOCs已經(jīng)有300多種,主要首要來自人類生產(chǎn)生活中,分布在建筑裝飾,有機(jī)化工,石油石化,包裝印刷,表面涂裝等行業(yè)。
常用的VOCs治理方法
VOCs污染如此嚴(yán)重,相應(yīng)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)陸續(xù)出臺(tái),助推廢氣治理行業(yè)快速發(fā)展。各種含VOCs排放的廢氣處理技術(shù)得到運(yùn)用,下面就介紹當(dāng)前主要的治理技術(shù):
(1)UV高效光解凈化法
凈化技術(shù)原理:利用高能UV紫外線的光能裂解和氧化有機(jī)物質(zhì)的分子鏈,改變物質(zhì)結(jié)構(gòu)的原理。
適應(yīng)工況及凈化效率:小風(fēng)量,低濃度,不含粉塵的常溫廢氣,正常情況凈化效率為50%左右。
投資費(fèi)用及運(yùn)行費(fèi)用:中高等投資,系統(tǒng)用電量大,運(yùn)行維護(hù)成本較高。
(2)等離子凈化法
凈化技術(shù)原理:利用高壓電極發(fā)射的等離子及電子,裂解和氧化有機(jī)物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)。
適應(yīng)工況及凈化效率:小風(fēng)量,低濃度及濕度,不含粉塵的干燥常溫廢氣,正常情況凈化效率為40%左右。
投資費(fèi)用及運(yùn)行費(fèi)用:中高等投資,系統(tǒng)用電量大,運(yùn)行維護(hù)成本較高。
(3)活性炭吸附法
凈化技術(shù)原理:利用活性炭內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá),比表面積大,對各種有機(jī)物具有高效吸附能力原理。
適應(yīng)工況及凈化效率:各種風(fēng)量,低濃度及濕度,不含粉塵的干燥常溫廢氣,初期凈化效率可到90%,以后逐步衰減。
投資費(fèi)用及運(yùn)行費(fèi)用:一次性投資相對較小,活性炭吸附飽和后要做危廢處理,后期處理費(fèi)用高。
(4)直接燃燒法
凈化技術(shù)原理:利用有機(jī)物在高溫條件下的可燃性將其通過化學(xué)氧化反應(yīng)進(jìn)行凈化的方法。
適應(yīng)工況及凈化效率:各種風(fēng)量,高濃度,不含粉塵的干燥廢氣,凈化效率可到99%以上。不適合處理含硅樹脂,硫,氯等物質(zhì)的有機(jī)廢氣。
投資費(fèi)用及運(yùn)行費(fèi)用:一次性投資較大,運(yùn)行費(fèi)用需要視廢氣濃度確定,一般可以接受。
(5)催化燃燒法
凈化技術(shù)原理:利用催化劑的催化作用來降低有機(jī)物的化學(xué)氧化反應(yīng)的溫度條件,從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能、安全的目的。
適應(yīng)工況及凈化效率:各種風(fēng)量,高濃度的干燥廢氣,凈化效率可到90%以上。不適合處理含硅樹脂,硫,氯等物質(zhì)的有機(jī)廢氣,一般進(jìn)催化爐前需加中效干式過濾器。
投資費(fèi)用及運(yùn)行費(fèi)用:中等投資,運(yùn)行費(fèi)用較高,催化劑的使用壽命約為8000小時(shí),到期需更換。
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活性炭吸附脫附+催化燃燒組成及運(yùn)行剖析
1、活性炭箱的選型
炭箱里面活性炭的選擇非常重要,因?yàn)橐磸?fù)經(jīng)過吸脫附,所以其質(zhì)量要比吸附即拋型活性炭要好,其使用時(shí)間可達(dá)8000小時(shí)。應(yīng)選用以優(yōu)質(zhì)無煙煤作為原料、經(jīng)過高溫石墨化預(yù)制,外形蜂窩狀為宜。蜂窩活性炭具有空氣動(dòng)力性能好,床層阻力小,吸脫附速度快,適合處理大風(fēng)量,低濃度有機(jī)廢氣。
碳床宜選用3mm厚鋼板焊接,內(nèi)外需做防銹處理,且外敷保溫棉,保溫厚度宜根據(jù)實(shí)際情況確定??沾矚馑僭酱?,碳床飽和時(shí)間越短,吸附氣速宜取1.2~1.8m/s?;钚蕴恳话阍诶锩娣笤O(shè)4~5層,層與層之間留有100~150mm空隙方便檢修及維護(hù)。
2、催化爐的選型
催化劑種類很多,目前VOCs處理一般選用較多的是蜂窩式貴金屬催化劑,催化劑的裝填量一般根據(jù)廢氣量和空速比決定,當(dāng)然也與催化床層數(shù)有關(guān)系,一般設(shè)置4~5層為宜??紤]到經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性,催化劑空速比選擇在10000h-1~15000h-1之間??账俦仍礁撸杀揪驮礁?,反之亦然。催化劑的活性溫度在350℃左右,對有機(jī)廢氣處理效率可達(dá)97%,溫度越高活性越好,但超過600℃會(huì)造成貴金屬涂層的損壞。
催化床層預(yù)熱一般采用電加熱。如果采用燃燒器,需要與催化劑保持一定距離,以免對催化劑造成損害?,F(xiàn)在催化爐較為普遍的做法是將催化床與換熱器做在一起,比較緊湊,方便運(yùn)輸。
3、活性炭吸附脫附+催化燃燒工作原理
該組合運(yùn)行流程為:低濃度VOCs有機(jī)廢氣進(jìn)若干個(gè)活性炭箱,被活性炭充分吸附,凈化后有機(jī)廢氣直接從煙囪排出。吸附飽和的活性炭箱停止進(jìn)入廢氣,來自催化燃燒爐的高溫潔凈氣體進(jìn)入碳箱進(jìn)行脫附,脫附出來的高濃度有機(jī)廢氣,進(jìn)入催化燃燒爐凈化(由于是高濃度有機(jī)廢氣,所以運(yùn)行費(fèi)用很低),處理后的高濃有機(jī)廢氣被分解為潔凈氣體,通過煙囪排走。脫附完成的碳箱處于待命狀態(tài),待其他碳箱吸附飽和開始脫附時(shí)候,其立即開始吸附工作,如此重復(fù)。
4、活性炭吸附脫附+催化燃燒運(yùn)行的安全問題及相應(yīng)措施
該種組合工藝,由于處理高效,運(yùn)行穩(wěn)定,投資成本低,在涂裝、噴漆、化工等行業(yè),得到大量應(yīng)用。
在實(shí)際運(yùn)用也暴露出了一些問題,主要有:
(1)活性炭易發(fā)生堵塞;
(2)催化燃燒爐溫度過高,進(jìn)活性炭箱脫附的潔凈氣體溫度不好控制,易發(fā)生火災(zāi);
(3)脫附濃度不好控制,容易造成催化爐溫度偏高;
針對以上出現(xiàn)的問題,作者根據(jù)長期積累的經(jīng)驗(yàn),可以采取以下措施:
(1)在進(jìn)活性炭箱前放置干式過濾器(G4+F8精度),可以過濾一些顆粒及漆霧,防止堵塞活性炭。
(2)在進(jìn)活性炭箱的脫附管路設(shè)置熱電偶測溫,且開設(shè)新風(fēng)口,配備新風(fēng)風(fēng)機(jī),測溫元件與風(fēng)機(jī)連鎖,自動(dòng)運(yùn)行.
(3)在脫附管路回路,增設(shè)新風(fēng)口稀釋高濃度廢氣。增加新風(fēng)閥及濃度檢測儀,濃度檢測儀與新風(fēng)閥通過PLC連鎖自動(dòng)控制。同時(shí)由于催化爐為負(fù)壓運(yùn)行,因此催化爐主風(fēng)機(jī)在選型時(shí)就應(yīng)該加大風(fēng)量。
如果發(fā)生安全事故,作者認(rèn)為還可以增加以下設(shè)置,避免事故擴(kuò)大:
(1)將活性炭箱接入消防噴淋水,如果活性炭燃燒起來,通過噴淋可以迅速滅火,有條件還可以采用充氮保護(hù),需要購買制氮機(jī),可以視情況定;
(2)催化爐增設(shè)防爆口,防爆膜可以用薄的不銹鋼代替。即便催化爐溫度過高,壓力過大,也可以通過防爆口立刻排出,對催化爐本事沒有影響,可以快速修復(fù)。
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