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VOCs废气管理9大工艺、适用范围和本钱掌握-85058金沙

泉源:本站 2017-11-27

VOCs废气管理9大工艺、适用范围和本钱掌握

跟着工业化水平的不断提高,VOCs的净化有进一步扩大的趋向。而跟着近来环保政策的越发严肃,对有机净化废气的排放掌握便显得更为重要了。上面一起来看看国内外皆有哪些手艺呢?各有甚么优缺点呢?

一、处置惩罚道理及分类

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现在的挥发性有机污染物的管理包孕破坏性,非破坏性要领,及这两种要领的组合。

破坏性的要领包孕熄灭、生物氧化、热氧化、光催化氧化,高温等离子体及其集成的手艺,重要是由化学或生化回响反映,用光,热,微生物和催化剂将VOCs转化成CO2和H2O等无毒无机小份子化合物。

非破坏性法,即收受接管法,重要是碳吸附、吸取、冷凝和膜星散手艺,经由过程物理要领,掌握温度,压力或用选择性渗出膜和选择性吸附剂等去富集和星散挥发性有机化合物。

传统的挥发性废气处置惩罚常用吸取、吸附法去除,熄灭去除等,正在最近几年中,半导体光催化剂的手艺体,高温等离子得到了迅速发展。

二、处置惩罚工艺剖析

1、吸附工艺

(1)吸附工艺简介

吸附法重要适用于低浓度气态污染物的净化,关于下浓度的有机气体,一般需求起首经由冷凝等工艺将浓度低落后再停止吸附净化。吸附手艺是最为典范和常用的气体净化手艺,也是现在产业VOCs 管理的支流手艺之一。吸附法的关键技术是吸附剂、吸附装备和工艺、再生介质、后处置惩罚工艺等。

活性炭果其具有大比表面积和微孔构造而普遍应用于吸附收受接管有机气体。现在,对活性炭吸附有机气体的研讨重要集中正在吸附平衡的展望、活性炭质料的改性及有机物的物化性子对活性炭吸附机能的影响。

(2)活性炭吸附工艺道理及流程

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    活性炭纤维吸附有机废气是现今世界上最为先辈的手艺之一,活性炭纤维比颗粒状活性炭具有更大的吸附容量和更快的吸附动力学机能,活性炭吸、脱附工艺流程睹图1。

(3)活性炭吸附工艺影响身分

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(4)活性炭净化氛围的物理吸附,如图2所示四种状况:

·                     份子直径大于孔的直径,因为空间位阻,份子不克不及入孔,因而不吸附;

·                     份子直径即是孔的直径,吸附剂的捕获力很强,异常合适低浓度吸附;

·                     份子直径小于孔的直径,孔内发作毛细管冷凝,吸附容量大;

·                     份子直径近小于孔的直径,吸附份子很容易解吸,解吸速度下,低浓度下的吸附量较小。

(5)活性炭吸附工艺的优缺点

长处:

·                     适用于低浓度的种种污染物;

·                     活性炭价钱不下,能源消耗低,运用起来对照经济;

·                     经由过程脱附冷凝可回收溶剂有机物;

·                     运用轻易,只取同氛围相接触便能够发挥作用;

·                     活性炭具有优越的耐酸碱和耐热性,化学稳定性较下。

瑕玷:

·                     吸附量小,物理吸附存在吸附饱和题目,跟着吸附剂的斲丧,吸附才能也变弱,运用一段时间后可能会泛起吸附量小或落空吸附功用;

·                     吸附时,存在吸附的专一性题目,对混合气体,能够吸附性会削弱,同时也存在份子直径取活性炭孔径不婚配,形成脱附征象;

2、吸取工艺

(1)吸取工艺简介

用溶液、溶剂或净水吸取产业废气中的挥发性气体,使其取废气星散的要领叫吸取法。溶液、溶剂、净水称为吸收剂。吸收剂差别能够吸取差别的有害气体。

吸取法运用的吸取装备叫吸取器、净化器或洗涤器。吸取法的工艺流程和湿法除尘工艺近似,只是湿法除尘工艺用净水,而吸取法净化有害气体要用溶剂或溶液。

(2)吸取工艺道理及流程

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以石油和天然气收受接管为例,石油和天然气收受接管应包孕炼油厂,化工厂,石油和天然气站装卸、发生的油气。石油和天然气出厂到贩卖终端是一个完好的体系。

美国和欧洲国家,一般是正在加油站接纳一阶段和两阶段油气收受接管步伐,即密闭卸油取加油,储罐内油气返回油罐车,正在加油时运用真空辅佐装配或油箱内压返回储罐。正在油库,炼油厂和其他石油制品经销天设置油气收受接管装配,收受接管油气。

吸取法一般用于油气收受接管。装卸油品时发生的油气进入吸收塔,从出口排挤贫油氛围,解吸塔内停止吸取液的真空解吸,解吸的吸取液再循环应用,收受接管塔用汽油将进入的解吸气停止收受接管,尾气返回吸收塔反复该历程。用溶液吸取法收受接管挥发性有机物的吸取液一般是特别的吸取液,吸取液的挑选将影响收受接管结果。

(3)吸取工艺优缺点

长处:

        吸取法工艺对照简朴,装备投资较低,操纵和维修用度根基取碳吸附法相当,因为吸取介质是接纳石油和吸取液,因而没有二次污染题目。

瑕玷:

        此工艺要领收受接管效力低,关于环保要求较高时,很易到达许可的油气排放尺度;装备占地空间大;能耗下;吸收剂斲丧较大,需络续增补。

3、冷凝工艺
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(1)冷凝工艺简介

油品正在储运和贩卖历程中部分轻烃组分挥发进入大气,形成资本虚耗和情况风险。同时有机溶剂普遍应用于工业生产中,每一年皆有大量的有机溶剂挥发到氛围中,风险人类康健,形成严峻的环境污染。接纳适宜的要领收受接管这些挥发性有机物不只能够低落企业生产成本,并且具有伟大的环保效益。

冷凝法是用来收受接管VOCs的一种有用要领,其基本原理是应用气态污染物正在差别的温度和压力下具有差别饱和蒸汽压,经由过程低落温度和增添压力,使某些有机物凝聚出来,使VOCs得以净化和收受接管。

(2)冷凝工艺道理及流程

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冷凝式油气收受接管装备接纳多级复叠或自复叠制冷手艺,体系流程固然相对庞大,但其要害部件压缩机和撙节机构已悉数实现本土化消费,投资和运转本钱较低。

凭据换热管事情道理可分为制冷剂回路和气体回路局部,换热管衔接两部。正在气体轮回局部,高温冷媒正在换热器中和热的有机溶剂混合气体停止热交换,有机溶剂液化后收受接管,制冷剂流入储液罐。

制冷剂回路,压缩机将制冷剂紧缩成高温高压气态制冷剂,经由过程风冷冷凝器液化,经由过程枯燥过滤器,正在冷媒-制冷剂热交换器中热的液态制冷剂取冷媒停止热交换,高温冷媒进入储液罐,制冷剂经由过程吸入过滤器进入压缩机入口,完成全部的制冷剂冷媒换热历程。

(3)冷凝工艺的影响身分

 

冷凝分离法收受接管轻烃要对质料气体冷却降温。凭据道理可分为撙节收缩制冷,收缩机收缩制冷。凭据工艺可分为制冷剂制冷(如丙烷制冷),撙节收缩制冷,收缩机收缩制冷,混淆制冷(正在收缩机收缩制冷或工艺流体本身撙节收缩制冷的基础上外加热剂制冷)。

星散要领包孕精馏体系精馏星散,分离器相平衡星散。这个历程一样平常包孕脱水、增压(低压力气体)、精馏和制冷。以上冷凝工艺的各个局部的挑选都邑影响终究的冷凝结果。

(4)冷凝工艺优缺点

长处:

冷凝法是应用物资沸点的差别收受接管,合适沸点较下的有机物,该要领具有收受接管纯度下、装备工艺简朴、能耗低的长处;并有装备松散、占用空间小、自动化水平下、保护轻易、安全性好、输出为液态油可间接应用等长处;

瑕玷:

单一冷凝法要达标需求降到很低的温度,耗电量伟大,不是真正意义上的“节能加排”。

4、膜星散工艺

(1)膜星散工艺简介

正在石油开采和储运历程中,局部油品挥发到大气中构成的油气中,除氛围中,重要C4-C5和少许芳香烃。这些有机蒸气排放不只形成严峻的资本虚耗,并且对空气质量有很大影响,进而影响人类的康健,现在,有机蒸气的星散收受接管要领重要是冷凝、活性炭吸附、膜分离法、溶剂吸取法。膜星散手艺是一种效力较下的星散要领 。

(2)膜星散工艺道理及流程

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膜星散有机蒸气收受接管体系是经由过程消融-散布机理去实现星散的。气体份子取膜打仗后,正在膜的外面消融,进而正在膜两侧外面便会发生一个浓度梯度,由于差别气体份子经由过程致密膜的消融散布速度有所不同,使得气体份子由膜外向膜另外一侧散布,最初从膜的另外一侧外面解吸,终究到达星散目标。

膜星散装配设于高压冷凝器以后,缓冲罐前,因为排放气压缩机才能缺乏,只要一部分气体经由膜星散装配,其他局部间接进入缓冲罐,渗出气返回至高压冷却器前,尾气进入缓冲罐。

(3)膜星散工艺的影响身分

支持层的材质对渗出速度和烃类VOCs回收率发生主要影响,关于同一种材质的支持层,渗出速度和烃类VOCs 回收率随孔径的减小而增大,但当孔径减到某一临界值时,随孔径的继承减小,渗出速度和烃类VOCs 回收率将减小。

(4)膜星散工艺优缺点

长处: 

膜星散手艺是近代石油化工学科中星散科学的前沿技术。它具有投资小、奏效快、流程简朴、回收率下、能耗低、无二次污染的特性,具有较下的科技含量;

瑕玷:

投资大;膜国产率低,价钱高贵,并且膜寿命短;膜星散装配要求稳流、稳压气体,操纵要求下。

5、熄灭工艺

(1)熄灭工艺简介

一类VOCs 处置惩罚要领是所谓破坏性手艺,即经由过程化学或生物的手艺使VOCs 转化为二氧化碳、火和氯化氢等无毒或毒性小的无机物。熄灭法即属此类手艺。

熄灭法分间接熄灭法和催化熄灭法。间接熄灭法合适处置惩罚下浓度 VOCs 的废气,果其运转温度一般正在800-1200℃时,工艺能耗本钱较下,且熄灭尾气中轻易泛起二恶英、NOx等副产物;因为废气中VOCs浓度一样平常较低,仅仅依托反应热,一样平常难以保持回响反映所需的温度。

为了进步热经济性,人们展开了大量的研讨,一个偏向是革新催化剂的机能使回响反映温度低落。另一个偏向是研讨新的工艺技术、新的反应器设想以使回响反映能正在较下的温度下自热地实现。

(2)熄灭工艺道理及流程

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催化熄灭中,预热式是一种根基的流程情势。有机废气正在进入反应器之前,要正在预热室中的加热,由于有机废气温度低于100摄氏度时,浓度低,热量不克不及自给。熄灭净化后,取未处理的废气停止热交换,收受接管局部的热量。煤气或电加热是该工艺常用的要领,加热到催化回响反映所需的焚烧温度。

(3)熄灭工艺的影响身分

催化熄灭催化剂的挑选是要害,正在消弭效力和能耗方面其机能具有决定性的感化。关于挥发性有机化合物氧化催化剂一样平常可分为2类:贵金属催化剂(铂,钯等)和金属氧化物催化剂(铜,铬,锰等),贵金属催化剂被普遍运用于挥发性有机化合物的催化熄灭,果其具有优越的起燃活性。正在用于催化氧化VOCs的贵金属催化剂中,铂比钯活性要下。

(4)熄灭工艺优缺点

长处:

相较取间接熄灭法其辅佐燃料用度低,二次污染物NOx天生量少,熄灭装备的体积较小,VOCs去除率较高;

瑕玷:

催化剂价钱较贵,且要求废气中不得含有会致使催化剂掉活的身分。

6、生物过滤工艺

(1)生物过滤工艺简介

应用微生物的新陈代谢历程对多种有机物和某些无机物停止生物降解,能够有用去除产业废气中的净化物资,此即为处置惩罚有机废气的生物法。

最早提出接纳微生物处置惩罚废气设想的是 Bach,他曾于1923年利用泥土过滤床处置惩罚污水处理厂披发的露 H2S 恶臭气体。正在德国和荷兰的很多区域,该手艺已大规模并胜利天应用于掌握气息,挥发性有机化合物和氛围中的有毒排放,很多常见的氛围污染物的掌握效力曾经到达90%以上。

(2)生物过滤工艺道理及流程

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生物过滤工艺体系经由过程气体运送装配,喷淋装配和过滤塔主体三个局部组合而成。挥发性有机化合物经由过程加压预干,正在过滤塔内取填料层外面的生物膜相接触,挥发性有机物从气相转移到生物膜,进而被微生物剖析应用,而且被转化成二氧化碳,火和其他的份子物资,然后将净化后的气体排挤。喷淋装配活期背填料层喷洒喷淋液, 以调治填料层的水份含量、pH 值和营养盐含量。

(3)生物过滤工艺的影响身分

填料:生物滴滤器中, 生物膜发展正在填料的外面, 气态有机物流畅于填料之间的闲暇。填料比表面积的巨细在一定程度上反应了微生物的若干, 孔隙率则影响气体、液体的流速, 而填料层的高度对有机物是不是处置惩罚完整有着重要意义。

营养液:生物滴滤塔中的营养物质,微量元素和缓冲液匀称喷洒正在填料上,以供应生物膜中生物菌群生少和滋生所需的营养物质。挥发性有机物的去除率一定程度上受营养液的流量,氮和磷的含量等的影响。

进气:生物滴滤器运转历程中, 气体流量、入口气体浓度的巨细皆对气体自己的去除效力有着明显的影响。

(4)生物过滤工艺优缺点

长处:

适用范围广,处置惩罚效力下,工艺简朴,用度低,无二次污染 。

瑕玷:

对下浓度、 生物降解性差及易生物降解的 VOCs 去除率低 。

7、等离子体工艺

(1)等离子体工艺简介

等离子体污染物掌握手艺应用气体放电发生具有高度回响反映活性的粒子取种种有机、无机污染物发作回响反映,从而使污染物份子剖析成为小份子化合物或氧化成轻易处置惩罚的化合物而被去除。

那一手艺的最大特性是能够高效、便利天对多种污染物停止损坏剖析,运用的装备简朴,占用的空间较小,并适合于多种事情情况。

(2)等离子体工艺道理及流程

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用于处置惩罚挥发性有机物的重要是电晕放电,重要的降解机制以下:正在施加的电场下,正在电极空间中的电子得到了能量并最先减速。活动的历程中的电子取气体份子互相碰撞,使气体份子被引发、电离或吸附电子成为负离子。

(3)等离子体工艺的影响身分

正在降解历程中,电极电压的挑选和掌握是其主要内容,它会影响放电介质的放电和电子的携能,和以后的一系列回响反映,进而影响到降解效力;同时电极电压也作为该要领到达贸易运用的一个主要参数,因而电极电压的挑选稀奇要害。

高温等离子体降解VOCs除和电极电压有亲切干系中,其借受反应器构造、回响反映配景氛围、VOCs 废气中含水量、放电频次、放电电压、VOCs 的化学构造、催化剂品种、高温等离子体放电情势、回响反映温度和 VOCs的初始浓度等的影响,个中以气体浓度和睦流量的影响为主。

(4)等离子体工艺优缺点

长处:

处置惩罚效力下,运转用度低,稀奇对芳烃的去除效力下。-金沙www4136com

瑕玷:

对下浓度 VOCs 处置惩罚效力一样平常,现在重要停止正在实验室阶段,缺少现实运用。

8、光催化氧化工艺

(1)光催化氧化工艺简介

光化学和光催化氧化法是现在研讨较多的一种初级氧化手艺。光催化回响反映即正在光的感化下停止的化学反应。份子吸取特定波长的电磁辐射后,是份子到达激发态,然后发作化学反应,发生新的物资,或成为热回响反映的激发剂。

(2)光催化氧化工艺道理及流程

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Ti02作为一种半导体材料其本身的光电特性决意了它能够用作光催化剂。半导体的能带构造一般是一个电子添补低能量价带(VB)和一个空的高能量的导带(CB),导带和价带之间的地区被称为禁带。

当照耀半导体的光能量即是或大于禁带宽度时,其价带电子被引发,跨过禁带进入导带,并正在价带中发生响应空穴。电子从价带引发到导带,引发后星散的电子和空穴皆有一部分进一步停止回响反映。

光催化回响反映机理睹图:

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(3)光催化氧化工艺的影响身分

研讨注解,反应物初始浓度对光催化效力或降解速度有显着的影响。光催化效力跟着初始浓度增添而颠簸,存在显着的浓度改变点;低浓度目的物的光催化降解效力大于下浓度目的物的光催化降解效力。

湿度对光催化回响反映的影响还没有一致性结论。关于差别化合物大概差别浓度等实行前提,存在很大的差异。

(4)光催化氧化工艺优缺点

长处:

处置惩罚效力下,运转用度低,适用于低浓度广局限的 VOCs稀奇对芳烃的去除效力下;

瑕玷:

对下浓度 VOCs 处置惩罚效力一样平常;重要借停止正在实验室阶段,缺少现实运用。

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061、沸石转轮+RTO工艺

(1)工艺道理:

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VOCs废气经由过程沸石稀释转轮后,能有用被吸附于沸石中,到达去除的目标。经由沸石吸附的挥发性气体被清洁后间接经由过程烟囱排放到大气中,转轮连续以1-6转/小时的速度扭转。-85058金沙

同时将吸附的挥发性有机物传送至脱附区,于脱附区中应用一小股加热气体将挥发性有机物停止脱附,脱附后的沸石转轮扭转至吸附区,连续吸附挥发性有机气体。脱附后的稀释有机废气收至焚化炉停止熄灭转成二氧化碳及水蒸气排放至大气中。

2.手艺特性

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三、工艺挑选

 

1.手艺挑选

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2.凭据VOCs浓度及流量

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3.相对用度

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