工業(yè)有機廢氣處理設備

　　技術

　　傳統(tǒng)的吸附技術技術適用于處理絕大多數(shù)起到回收價值的VOCs氣體，該類氣體主要為苯系物、酮、鹵代烴、醇、酯、烯烴。處理廢氣流量宜在2000~4000mg/m3，濃度適合在20~2000ppm，當處理氣體流量小于2000mg/m3時會使技術系統(tǒng)運動成本大幅度增高。

　　新型變壓吸附(PressureSwingAdsorption，PSA)技術在國外運動比較成熟，該工藝通常在氣體壓力為0.1~2.5MPa之間運動，但有些含氣源無需二次加壓。李立清等 采納PSA技術對單相氣體污染物(甲烷、氯氟烴、苯)進行回收，其處理回收率能達到99%，該研究成果可為PSA的工程運動提供參考。日本Bell公司運用PSA技術分離乙醇-水體系，將分壓為44676Pa和1679Pa的水與乙醇雙組分與混合氣輸入活性炭吸附床，在加壓/常溫條件下進行吸附。經次減壓進行脫附富水蒸氣處理，再經第二次減壓進行脫附高純度乙醇蒸氣處理，最后將第二次解吸氣體冷卻至-20℃，即可回收98%乙醇產品，將該方技術運用至酒精發(fā)酵凈化濃縮傳統(tǒng)工藝中，可使能耗降低50%。深入研究及開發(fā)新型吸附劑是PSA技術的重點，圖1為PSA工藝簡易流程圖。經常見到的吸附用料特性如表所示，當中新型用料(沸石分子篩吸附劑)因其高吸附性、無污染性而在國際上越來越受青睞。WeiL等使用粉煤灰合成高效沸石分子篩。在投加10mol/LNaOH、結晶溫度140℃及結晶時間8h條件下，所合成沸石分子篩的Si/Al比為7.9，對苯氣體的吸附率高達66.51%。在沸石合成中，堿度、Si/Al比、時間和溫度的增加將影響苯氣的吸附效果。Mukerjee等[7]將煤基活性炭吸附劑浸漬在KI3里，在全碘吸附容器LX-100中，探索正常和限制操作溫度下的去污原因。結果顯示，吸附處理后碘殘留量小于0.5μgml-1，煤基活性炭去除穩(wěn)定碘的去污因子大于1000。

　　汲取技術

　　在國內外，常用汲取技術處理苯系物的工業(yè)投入不高。該技術主要用于回收有價值的有機廢氣，處理對象為流量是3000~15000m3/h、濃度小于500mg/m3的低濃度有機污染氣體，污染氣體去除率可達到95~98%，但當氣體體積過小時，系統(tǒng)運動性成本將會增高[1]。汲取技術常用的設備有可進行多次重復洗氣的噴霧塔、文式洗滌塔、填室塔和板狀塔。

　　李湘凌等用水、無苯柴油、添加MOA乳化劑的鄰苯二甲酸二丁酯和DH27多肽組成復合汲取液。該復合汲取液可循環(huán)使用，循環(huán)周期為90d，在系統(tǒng)汲取液用量為7.5m3/h時，去除低濃度苯類有機氣體的效率可超過85%。李甲亮等通過模擬汲取實驗比較了不同汲取劑組合對甲苯廢氣的汲取效果，通過實驗對照，得出4%BDO汲取液汲取。在甲苯進氣流量為0.2L/min、汲取時間為30min、與水基BDO的適合配比為1：99的實驗條件下，該汲取液對甲苯廢氣的汲取濃度可達43.87mg/L。

　　冷凝技術

　　常用冷凝技術主要用于處理濃度高且起到回收價值的有機廢氣，處理效率在50~85%之間。廢氣的濃度應大于10000mg/m3，流量不適合大于55Nm3/min，否則氣體將因流量過大而對熱交換面積要求增高，致使系統(tǒng)運動成本增加。

　　冷凝器按照傳熱面的結構可分為：管殼式、板面式冷凝器、螺旋螺紋管換熱器、衛(wèi)生級雙管板換熱器，另外還有螺旋板式、浮頭式、板殼式等結構形式，當中以螺旋螺紋管換熱器。

　　通常條件下，有機廢氣的冷凝溫度大多低于冷卻水溫度，所以選用凝固點在-33°C、沸點106°C的乙二醇為冷媒。黃維秋等提出了油氣“冷凝+吸附”回收集成技術，并利用Aspen模擬軟件及實驗對該技術進行了研究。使用該技術回收總油氣的回收率可高達99.2%，除此以外，所排放氣體尾氣濃度可操縱在11.2g/m3。該技術可作為關鍵共性技術用于多種油氣排放的工藝當中。針對冷凝技術，馬天琦等[18]運用軟件對甲苯負荷及制冷流程進行模擬，分析得出，經預冷處理后的甲苯混合氣體從5°C冷卻至-35°C，甲苯氣體冷凝回收率可達到90%。

　　膜處理技術

　　膜處理技術應用的范圍相對照較小，通常適用于處理氣體流量小于3000m3/h、濃度大于10000mg/m3的高濃度VOCs氣體。膜處理技術根據(jù)半透性膜的孔徑大小分為MF、NF、UF、RO膜，分離過程中可 采納錯流過濾方法。

　　在膜處理工藝中經常見到的有：蒸汽滲膜、氣體膜處理和膜基汲取技術。膜處理技術還可用于回收加油站揮發(fā)的氣體。Ohlrogge等 采納GKSS膜-平板膜來回收加油站加油過程中揮發(fā)出來的有機廢氣。基于泵特性，平板膜的壓力比和階段切割跟隨壓力損失的增加而增強，但這種效應跟隨進料流量的增加而減弱。在20毫巴的平均壓力損失和體積為20%烴進料下，經膜處理后，烴滯留物HC濃度體積低至0.2~0.25%，回收率可達到99.67~99.77%。

　　在天然氣中，Niu等[21]通過添加起到8.2%~20%摩爾分數(shù)的CO2新原料而改良胺汲取過程的膜單元，達到去除酸組分的目的。改良后的一級膜(OSMAHRD)和TSMAHRD兩級膜(TSMAHRD)處理起到不同摩爾分數(shù)(區(qū)別為0.15和0.35)的CO2/NG進料，結果顯示，一級膜的每單位進料分離成本(SCPUF)低于兩級膜。

　　清除技術

　　催化氧化技術

　　常用催化氧化技術處理的氣體流量為1000~50000m3/h，適合濃度在2000~10000mg/m3之間。催化氧化技術包括三種方技術：常用熱氧化技術，其又分為熱力燃燒技術、間壁式、蓄熱式，這三者的分別在于對熱量回收的方法不同;常用催化氧化技術，催化技術的主要問題是催化劑的挑選，在實際操作中能夠挑選適宜的助催化劑，以增加催化劑的催化性能;新型光催化氧化技術，其光源多 采納波長為254nm的紫外殺菌燈(UV-C)和λ介于2100~3700nm間的熒光黑發(fā)燈。

　　日前，新型光催化氧化技術尚未大規(guī)模投入生產使用。趙文霞利用TiO2/ACFs復合光催化對流動態(tài)甲苯氣體進行光催化降解，在紫外線條件下，對甲苯的降解率可達到70.4%。俞家玲等在實驗室模擬受VOCs氣體污染的大氣環(huán)境，在經過納米光催化空氣凈化器處理之后，苯和甲醛的解離率區(qū)別可達到91%、78.8%。

　　生物技術

　　常用生物技術主要用于處理流量大于17000m3/h、濃度為500~2000mg/m3的低濃度大流量有機廢氣，在20℃~40℃運動溫度下，凈化率可超90%。

　　常用生物技術主要有三種形式：生物過濾、生物滴塔和生物曝氣池。生物技術中，泡沫陶瓷填料比傳統(tǒng)的陶粒填料的處理效果好;同時絲網結構載體在高負荷運動設備中的處理效果甚好。

　　微生物對鄰苯二甲酸酯類物質(PAEs)、苯類物質等有機污染物的降解速度很慢，主要是因為污染物中的聚合物和復合物分子能夠反抗生物降解，致使微生物所必需的酶不可以靠近并破壞化合物分子內部敏感的反應鍵，限制了生物技術在處理這些氣相污染物質方面的應用。陳東之等[34]應用生物滴濾塔，在常溫掛膜運動35d后，對二氯甲烷和1,2-二氯乙烷混合氣體的去除率可區(qū)別維持在80%和75%以上。 采納環(huán)境友好型焦炭填料進行研究，在進氣濃度為50~114mg˙m-3時，VOCs去除率可達到90%，處理廢氣后的填料還可作為燃料。

　　Hort等使用綠色廢棄物堆肥的生物過濾反應器與填充有活化用料(AC)6的吸附塔進行組合研究，該系統(tǒng)處理微污染的流出物(濃度在17和52μg/m3之間)，檢測出接近733μg/m3的濃度峰。高去除效率證實了混合系統(tǒng)的有效性，盡管生物過濾器的效率大大減少，但是吸附塔在整個過程維持高效率(去除效率接近99%)。Frutos等[36]的研究表示，在由固定床反應器(FBR)與填充床汲取塔連接組合成的新型反硝化生物凈化器中，N2O減排性能主要受限于FBR中的低脫氮活性和再循環(huán)液體的N2O承載能力，但因為N2O不易溶于水，所以凈化效果將受其限制。使用組合凈化器凈化合成廢水(SW)和(100±1)ppmvN2O，穩(wěn)態(tài)N2O去除效率為36±3%，SW總有機碳去除率為(91±1)%。同時，凈化器在40min時對N2O單相氣體的去除率高達92%。

　　用吸附技術處理單一氣相污染物時去除率高，但當氣相污染物成分復雜時，其去除效率會減少。而汲取技術中脫附后的廢物可經氧化技術、冷凝技術處理，或者通過提純后回收利用，但脫附設備易受到腐蝕，所以對設備的要求相對較高。在冷凝技術中，管殼式冷凝器是日前使用泛的一種換熱器，在同狀態(tài)和流速下，板面式冷凝器的換熱系數(shù)比管殼式的大，但是換熱阻力也較大。當使用膜處理技術時，需要考慮氣壓對膜構成的影響。催化氧化技術常用來處理無回收價值的廢氣，氧化處理后的氣體需冷卻處理，但排熱不當時又會導致熱污染，這是催化氧化技術不得不面對的技術處理難題。生物技術反應速率慢，過濾時需要接觸面積大的設備，pH難以操縱，而生物技術后續(xù)的洗滌處理以及曝氣技術則易產生惡臭，但操作簡單、成本低。等離子體技術的設施占地面積小、運動的成本低、使用壽命長、可通過添加催化劑來提高其反應的效率。
 

　　有機廢氣治理裝置價格
 

　　生產中有機廢氣管理經常見到的方法是回收法。為了節(jié)約成本，對原料進行重復利用，就需要純凈度較高的溶劑，必要的情況下還應對回收物進行進一步的提純處理等。然而涂料行業(yè)較為特殊，在使用回收法時，因為有機廢氣里的溶劑濃度不足，所以會造成較大的回收成本。

　　焚燒法是復雜度的一種方法。而在涂料行業(yè)，跟隨生產的進行會排放大量的低濃度廢氣，假如引入的是焚燒法，其設備的容積必將很大，假如企業(yè)的生產規(guī)模很大，則或許設備不止一套。所以焚燒法并不可取。

　　還有一種方法是吸附—脫附法，就是把涂料行業(yè)產生的有機廢氣從大體積低濃度逐一轉換成小體積高濃度，一方面能夠減少焚燒法所需設備的容積，另一方面也可以夠降低所需的燃料。所以能夠說將焚燒法與吸附—脫附法結合在共同是一種較為可行的方法。

　　沸石轉輪吸附濃縮裝置以陶瓷纖維為基材，做成蜂窩狀的圓盤輪狀系統(tǒng)，輪子表面涂覆疏水性沸石做吸附劑。該吸附裝置 采納吸附-脫附-濃縮焚化三項持續(xù)程序，非常適當于大風量、低濃度有機廢氣管理。通過沸石轉輪對揮發(fā)性有機廢氣進行吸附壓縮，提高濃度，再將高濃度的廢氣分子脫附后送入催化氧化爐進行無焰燃燒，分解成二氧化碳和水，達到有機廢氣管理目的。

　　案例：沸石轉輪催化燃燒設備(RCO)安裝在客戶廠區(qū)

　　沸石轉輪吸附濃縮裝置主要由廢氣預處理系統(tǒng)、分子篩轉輪濃縮吸附系統(tǒng)、脫附系統(tǒng)、冷卻干燥系統(tǒng)和自動操縱系統(tǒng)等組成。

　　沸石轉輪吸附的目的是為了將VOCs廢氣從大風量濃縮到小風量高濃度，在小風量情況下，高濃度的VOCs氣體將更高效地被燃燒爐處理。VOCs廢氣在經過旋轉轉輪處理區(qū)的時候被收集，當氣體過了轉輪后，VOCs就被轉輪上的吸附介質吸附從而得到去除。

　　等轉輪轉到脫附區(qū)域時，附著在轉輪上的VOCs被持續(xù)的炎熱的天氣及低流量脫附氣體從反方向解汲取，高濃縮的VOCs氣體從轉盤中脫離并送到燃燒爐進行燃燒處理。旋轉轉輪經過脫附區(qū)域，經過低溫再生再次轉到處理區(qū)，對VOCs廢氣進行吸附凈化。

　　經凈化的VOCs廢氣一小部分通過加溫進入脫附區(qū)，對吸附介質進行再生。大部分已凈化氣體進入燃燒爐的換熱器中，從低溫氣體轉換為炎熱的天氣氣體，并輸送到車間供設備烘干使用。多余的已凈化氣體則與經燃燒處理后的氣體通過排氣筒排放。