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VOCs深度处理技术与工艺浅析

发布日期:2022-03-07  浏览次数:689

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元琛科技)前文中提到当前VOCs治理难度较大,主要是因为VOCs排放行业众多、污染物种类繁多、排放条件和治理技术复杂,排放点源多而分散,部分恶臭有机化合物需要深度净化,部分治理设施存在安全隐患等。所以VOCs的深度处理需要结合现有问题进行有针对性的技术和工艺设计。

(1)废气高效收集系统
此措施是针对VOCs严重的无组织散逸问题,废气的有效收集是进行深度治理的前提。《大气污染防治法》第四十五条:产生含挥发性有机物废气的生产和服务活动,应当在密闭空间或者设备中进行,并按照规定安装、使用污染防治设施。密闭设备和密闭空间都属于密闭收集系统,包括利用完整的围护结构将污染物质、作业场所等与周围空间阻隔所形成的封闭区域或者封闭式建筑。封闭区域或者封闭式建筑除人员、车辆、设备和物料进出时,以及依法设立的排气筒、通风口外,门窗及其他开口(开孔)部位应随时保持关闭状态。

无法密闭的,应对采取措施减少废气排放。排风罩属于局部气体收集系统,根据排污点的特性进行合理的排风罩设计,并且控制吸入风速,提高收集效率。

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(2)废气高效预处理系统
由于工艺VOCs气体成分和排放条件复杂,为达到含VOCs废气的高效与深度处理,部分工况下需要对废气进行预处理,废气预处理主要对废气中VOCs成分、污染物浓度、温度、湿度和颗粒物进行调整。

《吸附法工业有机废气治理工程技术规范 (HJ 2026—2013) 》中要求,进入处理装置(吸附、焚烧、催化等)的有机废气中有机物浓度低于其爆炸极限下限的25%。当废气中有机物浓度高于其爆炸极限下限的25%时,应使其降低到其爆炸极限下限的25%后方可进行净化。例如采用吸附浓缩(活性炭、沸石转轮)+RTO、RCO治理工艺时,脱附过程中废气浓度需要进行控制。

硫化工艺废气排出温度约为60-70℃,如采用活性炭吸附、低温等离子体进行治理,需要将温度降至40-50℃以下。对于物理吸附,温度越低越有利于吸附,对于低沸点的化合物,温度影响尤为明显。

吸附、催化、焚烧装置,湿度越低净化效率越高,废气相对湿度对活性炭、沸石分子筛吸附性能影响很大。废气除湿主要方式有:利用除雾器进行除雾降湿(主要针对喷淋系统);冷凝降温除湿;升温降湿(提高活性炭等吸附材料的吸附能力);吸附除湿(沸石转轮连续除湿装置)。

对于颗粒物的控制也很重要,进入吸附装置的颗粒物含量应低于1mg/m3,进入焚烧装置的颗粒物含量应低于10mg/m3,低温等离子体、光氧化、生物装置对颗粒物要求更严格。如漆雾颗粒物由于粘性大,是喷涂废气的净化难题,可通过干式过滤去除;橡胶制品炼胶工艺废气中含有高浓度的粉尘,需要通过布袋进行高效过滤,再进入后续VOCs治理设备。颗粒物去除的主要方式有:机械过滤技术(金属丝网滤芯、过滤毡、滤盒等);干式高效过滤技术、湿式过滤技术(文丘里、旋流板塔等)、静电过滤技术。

(3)废气高效治理设备
主要技术和装备①
吸附技术:溶剂吸附回收(活性炭/活性炭纤维吸附装置);吸附浓缩装置(沸石转轮/蜂窝活性炭)
热力焚烧技术:RTO/TO/TNV
催化燃烧技术:RCO/CO
上述工艺和设备适应范围最广,市场占比最大,对VOCs减排贡献最大,是目前VOCs治理的主流技术。

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主要技术和装备②
吸附技术:前处理(喷淋塔),后处理(活性炭吸附+油气回收)
冷凝技术:适用于高沸点、高浓度气体的净化,通常需要采用其他技术以实现达标排放(如冷凝+吸附技术)
吸收和冷凝技术适应范围较窄,通常用于VOCs的前处理和后处理工艺,在组合治理工艺中起到了“辅助性”的作用,但对于某些行业必不可少。

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主要技术和装备③
生物净化技术主要用于废气脱臭。在污水处理、垃圾处理、化工、制药、农药、食品加工与生产等行业应用广泛。近年来由于生物菌种培育、生物填料和生物净化工艺等方面均取得了进展,适用范围不断拓展,生物净化技术成为目前有机废气治理的主要技术之一。

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主要技术和装备④
低温等离子体/光催化/光氧化技术,是一种销毁类技术,由于其净化效率低(20-50%),其容易产生二次污染物,所以通常与吸收技术组合,提高效率。通常用于达标排放后的气体异味净化。该类技术在2013-2018年之间得到了大量的应用,对市场造成了极大的混乱,目前采取了“急刹车”的方式限制其使用。在2019年《重点行业挥发性有机污染物综合治理方案》中将该类技术限制为低浓度恶臭异味治理领域是合法的。

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(4)高效合理的治理工艺系统
元琛科技)在实际使用中,大多数情况下需要根据废气的排放特征(组分、浓度、气量、湿度、温度、颗粒物的性质和含量等),采用多技术的组合工艺对废气进行综合治理,工艺系统的设计至关重要。