對(duì)於VOCs廢氣治理達標(biāo)排放,企業該如何選用末端(duān)治理?這麽多的VOCs治(zhì)理技(jì)術,如何在對應VOCs排放工況選擇合適的技(jì)術?下麵來匯總下目前VOCs治理技術的適(shì)用範(fàn)圍及相應(yīng)特點,並對運行成本進行分享。
常用 VOCs 末端治(zhì)理技術
企業在進行技術(shù)選擇時,應結(jié)合排放廢氣的濃度、組分、風量、溫度(dù)、濕度、壓力以及生產工況(kuàng)等,合理選擇VOCs末端治理技術。實際應用中,企業一(yī)般采用多種技(jì)術的組合工藝,提高VOCs治理效率。
對(duì)低濃度、大風量廢氣(qì),宜采用活性炭吸附(fù)、沸石轉輪吸附、減風(fēng)增(zēng)濃等濃(nóng)縮技術,提高VOCs 濃度後淨化處理;
對高(gāo)濃度廢氣,優先進行溶劑回收,難以回收的,宜采用高(gāo)溫焚燒、催化燃燒(shāo)等技術。
油氣(溶(róng)劑)回收宜采用冷凝+吸附、吸附+吸收、膜分離(lí)+吸附等技術。
水溶性、酸堿 VOCs 廢氣一般(bān)選用多級化學吸收等處理技術,惡臭類廢氣還應進(jìn)一步加強除臭處理。
低溫等離子、光催化、光氧化(huà)技術主要適用於惡臭異味等治理;
生物法主要適用於低濃度 VOCs 廢(fèi)氣治理和惡臭異(yì)味治理(lǐ)。
采用一(yī)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(chù)理處置。
幾(jǐ)種典型(xíng) VOCs 組合處理(lǐ)技術介紹
(1)VOCs循環脫附分流回收(shōu)吸附技術該技術
采用活性炭作為吸附(fù)劑,采用惰性氣體循環加熱脫附分流冷凝回(huí)收的工藝對有機氣體進行(háng)淨化和回收。回收液通過後續的精製工(gōng)藝可實現有機物的循環利用(yòng)。
整(zhěng)個係統由來氣預處理、吸附、循環加(jiā)熱脫附、冷凝回收和自動(dòng)控製等主要部分(fèn)構成。含(hán)VOCs的氣(qì)體通過預處理後進入吸附段吸附後(hòu)達標排放,吸附段通常並聯設置有吸附罐並通過切換閥控製實現氣體的連續吸附操作。吸附到設定程度的吸附(fù)罐通過切換閥切換形成再生循環回路。循環回路可通過充入惰性氣體置換(huàn)係統內氣(qì)體(tǐ)的方(fāng)式減少氣相中的含氧(yǎng)量,從而減少再生過程中某些類型溶劑的氧化副產物的生成。通過循環風機和加熱器可形成循環氣流加熱(rè)吸附罐進行脫附,同時通過分流冷凝係統冷凝回收溶劑。
目前該技術成熟、穩(wěn)定,可實現自動化(huà)運行。單位投資大致為(wéi)9-24萬元/千(m3/h),回收的有機物(wù)成本700-3000元/t。對有機(jī)氣體(tǐ)成分的淨化回收效率一般大於90%,也可達95%以上。適用於石油,化工及製藥工業,塗裝、印刷、塗布(bù),漆包線(xiàn)、金屬及薄膜除油,食品,煙草,種子油(yóu)萃取工業(yè),及其他使用有機溶劑或C4-C12 石油烴的工藝過程。
(2)高效(xiào)吸附-脫附-燃燒 VOCs 治(zhì)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(zǐ)篩等固體吸附材(cái)料對工業廢氣中的 VOCs 進行富集,對吸附飽和(hé)的材料進行強化脫附工藝(yì)處理,脫附出的VOCs 進入高效催化材料床層進行催化燃燒或(huò)蓄熱催化燃燒工藝處理,進而降解 VOCs。
主(zhǔ)要(yào)工藝流程(chéng)包括預處理、吸附、脫(tuō)附-燃燒三個階段。
①預處理:含 VOCs 廢氣在吸附(fù)淨化前一般先經高效纖維過濾器或(huò)高效幹濕複合過濾器過濾,對廢氣粉塵等進(jìn)行攔(lán)截淨化。
②吸附階段:去除塵雜後的廢氣,經合理布風,使其均勻地通過固定(dìng)吸附床內的(de)吸(xī)附材料層過流斷麵,在一定停留時間內,由於吸附材料表麵(miàn)與有機(jī)廢氣分子間相互作用發生物理吸附(fù),廢氣中的有機成份吸附在活性炭表麵積,使(shǐ)廢氣得到淨化;實際應用中,淨化(huà)裝置一般設置兩台以上吸附(fù)床,以確保一台處於脫附再生或備用,保(bǎo)證(zhèng)吸附(fù)過程(chéng)連續性,不影響實際(jì)生產。
③脫附-燃燒:達到飽和狀態的(de)吸附床應停止吸附轉入脫附(fù)再生,脫附後的廢氣進入燃(rán)燒階段,即 RTO或 RCO廢氣處理工藝。
催化燃燒技術(RCO)是利用催化劑做(zuò)中間體,使有機氣體在較低的溫度(dù)下,變(biàn)成無害的水和二氧化碳氣體。
兩種燃燒技術的去除率、達標(biāo)能力是一致的,但也存在一些不同。
總的(de)來說,RTO技術會產生二次汙染,同時存在投資大、運行費用高、風險高(gāo)等問題。RCO技術具有明顯優勢。
目前該(gāi)技術(shù)成熟、穩定,可實現自動化(huà)運行。設備投資基本上是200~300萬元(yuán)(以處理風量為50000m3/h),運行(háng)費用30~50萬元,主體設備壽命10~15年。VOCs去除效率一般大於95%,可達98%以上。在石油、化工、電子、機械、塗裝等(děng)行(háng)業大風量、低濃(nóng)度或濃度不穩定的有機廢氣治理中得到應用。
(3)冷凝與變壓吸附聯用 VOCs治理技(jì)術(shù)
該技術采用多級冷凝技術,使(shǐ)廢氣(qì)的有機成分在常壓下凝結成液體析出,經淨化後的(de)廢(fèi)氣進入吸附器進(jìn)一步吸(xī)附富集,同時(shí)確保達標排放。吸附飽和後的吸附劑(活性炭、沸石等)等(děng)采用負壓脫附方式再生(shēng)吸附劑,並將高濃度(dù) VOCs 送回前端冷凝裝置。
工藝流程主要包括(kuò)冷凝和吸附兩(liǎng)大單元。冷凝單元一般設置三(sān)級冷(lěng)凝,*級從常溫冷凝到3℃、第二級從3℃冷(lěng)凝(níng)到-35℃、第三級從-35℃冷(lěng)凝到(dào)-70℃。第三級的冷凝(níng)餘氣返回*級前麵的前置換熱器,冷量回用(yòng),將進入回收處理裝(zhuāng)置的含VOCs廢氣預冷,有節能效果。吸附(fù)單元(yuán)一般配置(zhì)吸附罐兩隻和脫附真(zhēn)空泵一台(tái),以及用於切換吸附脫附的電動或氣動閥門若幹。真空泵還需要配備冷卻係統。
冷凝與吸(xī)附聯用技術(shù)能夠克服單純冷凝技術在(zài)應用過程中能耗大、運行成本(běn)高的現象(xiàng),同時彌補單純吸附技術在(zài)應用過程(chéng)中,設備體積大、吸附溫升對(duì)安全運行有影響、長期運行吸(xī)附材料易失活等問題。單位投資大致為0.4-0.8萬/m3,單位(wèi)小時運行成本為0.08-0.2元(yuán)/m3。淨化效率一般大於98%。主要適用於石油化工、有(yǒu)機化工、油氣儲運等(děng)行(háng)業。主要適用於儲油庫、煉油廠(chǎng)、石油化工廠(chǎng)等成品油/化工品裝車油氣回收;液體儲罐呼(hū)吸氣 VOCs 治理;油品、化(huà)工(gōng)品碼頭裝船油氣回收。
(4)沸石轉輪與蓄熱燃燒(shāo)VOCs治理技術
該技術(shù)采用高濃縮倍率(lǜ)沸石轉輪設備將廢氣濃(nóng)度濃(nóng)縮 5-20倍,富集的(de)廢氣進入燃燒爐或催化爐(RTO/RCO)進行燃燒處理,VOCs 被(bèi)徹底分解成 CO2 和 H2O。同時反應後的高溫煙氣(qì)進入特殊結構的(de)陶瓷蓄熱體,80-95%以(yǐ)上(shàng)的熱量被(bèi)蓄熱體吸收,使得出口(kǒu)氣體(tǐ)溫度降至接近進口溫度。不同蓄熱體通過切(qiē)換閥或者旋轉裝置隨時間進行(háng)轉換,分別進(jìn)行吸熱和放熱,對係統熱量進行有效回收和利用。
工藝流程主要(yào)由沸石轉輪濃縮(吸附區域、脫附區(qū)域、冷卻區域)、脫附(fù)係統、蓄熱式燃燒係統(RTO爐體(tǐ)、陶瓷蓄熱體、燃燒係統等)及控製(zhì)係統等部分組成。
①吸附脫附:沸石分子篩轉輪分為吸附區、脫附區和(hé)冷卻區三個功能區域,沸石分(fèn)子篩(shāi)轉輪吸附濃縮係統利用吸附(fù)-脫附-冷卻這一連續性過程(chéng),對VOCs廢氣進(jìn)行吸附濃縮。*先,廢氣進入沸石分子篩轉輪的吸附區,VOCs被沸石分子篩吸附除去,被淨(jìng)化後排出。吸附在分子篩(shāi)轉輪中(zhōng)的VOCs,在脫附(fù)區經過約200℃小風量的熱風處理而被脫附、濃縮。再生後(hòu)的沸(fèi)石分子篩轉輪在冷卻區被冷(lěng)卻,如此反複。
②蓄熱式燃燒:脫附後的高濃度小風量廢氣進入蓄(xù)熱式燃燒處理係統,*先進入蓄熱室 A 的陶瓷介質層,陶瓷釋(shì)放(fàng)熱量,溫度降低,而有(yǒu)機(jī)廢氣吸收熱量,溫度升高,廢氣離開蓄熱室後以較高的溫度進入氧化室。在氧化室中,有機廢氣由燃燒器加熱升溫至設定(dìng)的氧化(huà)溫度800℃以上,使其中的VOCs分(fèn)解成二氧化碳和水後排放。
③廢氣流(liú)經蓄熱室A升溫後進入氧(yǎng)化室氧化,淨化後的高溫氣體離開(kāi)氧化室,進(jìn)入蓄熱室B,釋放熱量,降溫排出,而蓄(xù)熱室B吸收大量熱量後升(shēng)溫,同時清掃蓄熱室(shì)C。循環完成(chéng)後,進氣與出氣閥門進行一次切換,進入下一個循環,廢氣由蓄熱室(shì)B進入(rù),蓄熱(rè)室C排出,清(qīng)掃蓄熱室A。如此交替。由於廢氣已在蓄(xù)熱(rè)室內預熱,燃料耗量大為減少,運行成本大大降低。
目前技術成熟、穩定,可實(shí)現自動化運行。單位投資大致為9-24萬元/千(m3/h),回收的有機物成本700-3000元/t。熱回收效率可達90-95%,處(chù)理效率(lǜ)可達(dá)95-99%。主要適用於有機化工、石(shí)油化工、塗裝、印刷等行業及大風量低濃度行業。
(5)低濃(nóng)度多組分工業廢氣生物淨化技術
該技術(shù)利用高效複合功能(néng)菌劑與擴培技(jì)術,強化廢氣生物淨化的反應過程,針對不同類型廢(fèi)氣應用新型的生物淨化工藝,強化廢氣生物淨化的傳質過程,裝填具有高比表麵積和生物固(gù)著力(lì)的生物填料,解決微生物附著難、係統運(yùn)行不穩定的問題。
工藝流(liú)程以(yǐ)生物氧(yǎng)化為主、化學吸收為(wéi)輔,主(zhǔ)要通過生物處理去除廢氣中的絕大(dà)部分汙(wū)染物,化學吸收(shōu)單元則可在(zài)進氣濃度發生(shēng)異常時,為係統的穩定達標排放提供進(jìn)一步保證。主體技術生物滴(dī)濾箱由(yóu)濾床(chuáng)、營養液循環噴淋(lín)係統、參數控製係統等組成。廢氣進入生物箱體後,通過附著在填料上(shàng)的微生物的代謝作用,廢氣中的汙染物被降解為簡(jiǎn)單(dān)的無機物。其中,VOCs分解為CO2、H2O以及其他(tā)簡單(dān)的無機物(wù);含(hán)氮汙(wū)染物中的氮元素轉(zhuǎn)化為硝酸鹽或氮氣;含硫惡(è)臭汙染(rǎn)物中的硫元素轉化為硫酸鹽。
此項技術適用範圍廣,適用於低濃度多組分工業廢(fèi)氣排放控製,與傳統生物技術相比,拓寬了生物處理法的應用範圍。運行管理(lǐ)方便,二次汙染少。工程主體設備投資約為250萬元,年運行(háng)費用約(yuē)35萬元。VOCs的(de)去除率可達80-90%,對H2S的去除率可達95%以上。主要(yào)用(yòng)於低濃(nóng)度多組分工業廢氣的處理。