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      東莞市水之源環境工程有限公司

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      4環境治理解決方案廢氣處理
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      VOCs簡介

      1、低濃度、大風量廢氣,宜采用沸石轉輪吸附、活性炭吸附、減風增濃等濃縮技術,提高VOCs濃度后凈化處理;

      2、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、催化燃燒等技術。

      3、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。

      4、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;

      5、生物法主要適用于低濃度VOCs廢氣治理和惡臭異味治理。

      6、非水溶性的VOCs廢氣禁止采用水或水溶液噴淋吸收處理。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。有條件的工業園區和產業集群等,推廣集中噴涂、溶劑集中回收、活性炭集中再生等,加強資源共享,提高VOCs治理效率。

      金屬涂裝廢氣中VOCs的組分比較復雜,主要成分有:甲苯、二甲苯、醋酸乙脂、環己酮、丁酮、異丙醇、丁醇等,針對鋁涂裝含VOCs 廢氣的處理,國內不少環保企業研發出多種設備及工藝,主要工藝方式有幾種。

      1 催化燃燒法

      該法的工作原理是:利用廢氣中的VOCs 在催化劑的作用下可以有效降低氧化轉化溫度的特點,在設備內增加催化劑作為觸媒來降低VOCs 的氧化轉化溫度。

      首先將廢氣通過外來熱源加熱到催化起燃最低溫度280導入到裝有催化劑的催化床層,使得含有VOCs 的廢氣與催化劑充分接觸,并保持足夠的停留時間。被加熱后的VOCs依靠催化劑中的活性成分鉑Pt、鈀Pd 的活性作用,使廢氣中的有機物轉化氧化為無害的水和二氧化碳從而達到凈化廢氣的目的。

      該方法的缺點是隨著設備周期的延長,催化劑的性能逐漸降低,處理效果也逐漸降低。同時,兩倍的維護成本較高,非甲烷總烴的殘留量超過了標準。

      2.熱力燃燒法

      該法的工作原理是:利用廢氣中的VOCs 在高溫下分子鏈容易被擊破產生氧化轉化的原理,直接采用外來熱源將含有VOCs 的廢氣加熱到最低氧化轉化溫度750。 首先把含有VOCs 的廢氣加熱到最低氧化轉化溫度750,并且停留足夠的分解時間,使廢氣中的VOCs 充分轉化氧化為水和二氧化碳,從而達到凈化廢氣的目的。 且在合適的條件下可進行余熱利用,不僅凈化廢氣保護環境,同時余熱利用產生一定的經濟效益。 該方法適用于任何廢氣溫度的場合,廢氣VOCs 濃度在中、高低的場合均能獲得較理想的處理效果,由于廢氣的裂解溫度高,燃料消耗較多,對于熱量不能充分利用的場合,造成運行成本高。

      3.活性炭(碳纖維)吸附脫附

      該法的工作原理:利用活性炭(碳纖維)內部微孔的物理吸附作用,把廢氣中的VOCs 吸附下來,從而達到凈化廢氣的目的。 由于活性炭吸附只是把VOCs 吸附下來,并沒有把VOCs 真正轉化為無害的物質,并且吸附到一定程度會達到飽和,所以必須進行脫附再生。 脫附的方法有飽和蒸汽脫附溶劑溶劑回收法、常壓過熱蒸汽脫附催化凈化法和直接催化燃燒熱空氣連續脫附。

      采用活性炭吸附/脫附的方法適用于溫度< 50且廢氣濃度<1,000mg/m3的場合。若廢氣溫度較高,有機物分子熱運動增強,則活性炭(碳纖維)的吸附效果明顯下降;廢氣濃度較高則活性炭(碳纖維)會迅速飽和,則必須采用連續脫附的方式。該法的缺點是對酮類物質可以吸附但是再生效果很差,活性炭容易飽和,相對凈化效率較底。

      4.蓄熱式熱力燃燒

      其廢氣處理的原理和熱力燃燒方法相同。不同的是蓄熱式方法安裝了蓄熱材料代替了熱力燃燒方法的換熱器,由于蓄熱材料具有較大的傳熱面積和熱容量,所以依靠對廢氣進氣/排氣方向的不斷切換,從而使蓄熱材料不斷的吸收熱量和放出熱量,達到節能效果。 該方法的優點在于安裝了蓄熱材料有效提高了換熱效率,通常高達95%以上,遠高于普通熱交換器的60%以下的換熱效率,在較低的廢氣濃度時可達到最低的運行費用,廢氣濃度達到2g/m3 即可實現無功運行,是目前國際通用且能源消耗最低的新型處理VCOs 的工藝方法。

      蓄熱式氧化爐(RTO)

      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。

      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。

      其原理是把有機廢氣加熱到760攝氏度(具體需要看成分)以上,使廢氣中的VOC在氧化分解成二氧化碳和水。氧化產生的高溫氣體流經特制的陶瓷蓄熱體,使陶瓷體升溫而“蓄熱”,此“蓄熱”用于預熱后續進入的有機廢氣。從而節省廢氣升溫的燃料消耗。陶瓷蓄熱室應分成兩個(含兩個)以上,每個蓄熱室依次經歷蓄熱-放熱-清掃等程序,周而復始,連續工作。蓄熱室“放熱”后應立即引入適量潔凈空氣對該蓄熱室進行清掃(以保證VOC去除率在98%以上),只有待清掃完成后才能進入“蓄熱”程序。否則殘留的VOCS隨煙氣排放到煙囪從而降低處理效率。

      適用廢氣

      ● 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。

      ●有機物低濃度(同時滿足低于25%LFL)、大風量

      ● 廢氣中含有多種有機成分、或有機成分經常發生變化

      ● 含有容易使催化劑中毒或活性衰退成分的廢氣

      第一代RTO是單體式結構,以最簡單的一進一出為風流導向。

      第二代RTO是采用閥門切換式,也是最常見的一種 RTO。其由兩個或多個陶瓷填充床, 通過閥門的切換, 改變氣流的方向, 從而達到預熱VOC 廢氣的目的。

      第三代RTO采用旋轉式分流導向,并把爐膛內蓄熱體分成多個等份的單體密封單元,通過不停轉動把VOC導向至各個蓄熱體單元進行氧化。

      第四代RTO是最新的治理供熱一體化設備,簡稱BHI(Burning Heating Integrated),采用旋轉式閥門分流,把多個蓄熱式緊湊結合為一個燃燒室,內置換熱器或熱風調節裝置,達到治理廢氣的同時滿足供熱需求。

      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

      5.RTO節能減排核心

      利用RTO 節能減排的關鍵是優化印刷涂布機和涂裝設備的進排氣系統,提高有機廢氣的排放濃度,減少總排氣量。因此,設備的無功損耗降低,設備投資減少,節能效果更明顯。 因為,當排出的有機廢氣VOCs 濃度較大時,超出RTO無功運行平衡點(一般濃度在3g/m2)以上的熱量,可回用到印刷涂布烘干箱上,還有從RTO 排出來處理后的氣體(溫度比進氣高60以上),可通過熱交換器預熱新鮮空氣,再把預熱后氣體送到烘箱,這樣可大大節省加熱烘箱的能耗,為企業創造很大的經濟效益,實現節能減排,值得大力推廣。 對于鋼桶制造行業,排放濃度低于2.5g/m2,也可選用轉輪或活性碳吸附濃度廢氣,再把濃縮完的氣體適到RTO 燃燒。

      6.結語

      金屬涂裝線外排廢氣采用蓄熱式焚燒工藝設備進行環保處理是非常合適和理想的,不僅處理效果優異,能夠完全達標排放,而且運行能耗最省,是金屬涂裝企業環保處理的最優選擇。

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