兰迪科技---VOC废气治理的总论.ppt

南京兰迪环保科技有限公司有机废气净化处理技术http 2013年6月 南京兰迪环保科技有限公司 我公司与清华同方股份有限公司合作 进行化工企业挥发性有机化合物 VOC VolatileOrganicCompound 治理 企业主要采用RTO CO TO RCO等技术 我公司的企业宗旨 以产品质量为生命 尊客户服务为灵魂 第一章什么是VOC 学术定义正常状态下 20 101 3kPa 蒸气压在0 1mmHg 13 3Pa 以上 沸点在260 500 以下的有机化学物质 污染控制广义 以气态方式存在于大气中的所有有机化合物 THC 总碳氢化合物 NMHC 非甲烷烃 TGOC 狭义 参与大气光化学反应的有机化合物 扣除CH4 纯甲烷 及CFCs 氯氟烃 等 VOC包含的主要物质介绍 甲苯 Toluene 二甲苯 Xylene 对 二氯苯 para dichlorobenzene 乙苯 Ethylbenzene 苯乙烯 Styrene 甲醛 Formaldehyde 乙醛 Acetaldehyde 含VOC产品 使用各类溶剂的主要部门 行业VOC排放占用比例 VOC影响 VOC在太阳光和热的作用下能参与氧化氮反应并形成臭氧 臭氧导致空气质量变差并且是夏季烟雾的主要组分 VOC NOx O3 溫室效应气体 导致全球范围内的升温VOC很容易通过血液 大脑的障碍 从而导致中枢神经系统受到抑制 因此当VOC达到一定浓度时 会引起头痛 恶心 呕吐 乏力等症状 严重时甚至引发抽搐 昏迷 伤害肝脏 肾脏 大脑和神经系统 造成记忆力减退等严重后果VOC对人体的影响可分为三种类型 一是气味和感官 包括感官刺激 使人感觉干燥 二是粘膜刺激和其它系统毒性导致的病态 如刺激眼粘膜 鼻粘膜 呼吸道和皮肤等 三是具有基因毒性和致癌性 当然 VOC对人的影响与其浓度有关 第二章针对VOC的处理方法 针对我们现有的VOC 产生了哪些处理方法 这些处理方法中 哪些可以进行有效的节能的处理 哪些方法在处理中可以与其他方法一并使用 在哪些方法中能够让我们的废气产生其他的能源 VOC主要的控制方法 吸附法吸收法冷凝法膜分离法生物降解法低温等离子体法光催化氧化法燃烧法 那么对于上述的几种操作方法 我们在选择时需要注意哪些呢 我想我们应该先从各项方法的优缺点来考虑 从治理能力以及相应的成本来进行分析 吸附法 优点 它不需要像吸收法那样为液体循环付出高昂的操作费 与其他气体净化法相比较 吸附法多出的费用也可通过回收有价值的溶剂而得到补偿 缺点 吸附剂的吸附容量低 一般只有40 左右 因此必须频繁地进行吸附 解吸和再生 此外 回收溶剂需要一套后续装置 并根据不同溶剂采用不同的过程方法 目前 大多采用高温气体进行解吸 在解吸出带溶剂的气流 如果没有回收价值 一般还要用热力氧化或催化氧化进行最后净处理 所以 吸附法中 只有当溶剂能回收才能降低其投资费用 吸收法 优点 可用于废气浓度高的场合 吸收剂容易获得 能适应废气流量 浓度的波动 能吸收可聚合的有机化合物 不易着火 不需要特殊的安全措施 如已有废水处理装置则用水作为吸收剂更为方便 缺点 投资费用一般较大 而用于吸收剂循环运转的操作费用也比较高 此外 如果废气中的有机物非单一组分 则难以再生利用或必须添加许多分离设备 还可能产生废水而造成二次污染 如用吸收法来回收溶剂 则可得到一些补偿 但必须增加相应的回收装置的投资 冷凝法 优点对高沸点的VOC的净化效果比较好 设备比较简单 投资少 在作为预处理条件时可以降低后续工艺的净化装置的投资和操作费用 缺点对费点低的VOC净化能力比较差 在废气处理中只用来分离气体中可以冷凝的组分 不是单独限制废气达标的排放的一种方法 在有机组分回收时 由于有机组分浓度非常高 所以安全级数很高 后续设备投资费用相应增加 膜分离法 优点膜分离法可以回收浓度高的有价值的VOC物质 可以将不同的VOC物质进行选择性将其分开 可作为废气净化的预处理工序 缺点这种方法只是一种回收有价值的有机物方法 而不是以空气净化 达到排放标准为目的的单独处理方法 处理废气时需要其他方法做进一步处理 生物降解法 优点其能耗 操作费和投资相对于其他方面来讲较低 而且无二次污染 因此在有机废气的各种净化方法中具有相当的竞争力 缺点需要的建设面积随着废气浓度的增加而增大 在废气处理中 不能含有氮 氯 硫等元素物质 否则会改变生物料中的PH值 浓度达到一定值时会杀死微生物 低温等离子体法 优点可以净化低浓度的废气 可达到99 9 可用于脱臭方面 这种装置能耗低 效率高 设备简单 操作可靠 缺点这种方式常用于室内空气的净化和脱臭 对于大浓度的废气处理该设备不适用 光催化氧化法 优点其催化氧化物有较高的催化活性和化学稳定性 且无毒廉价 这种方法尚暂不考虑 缺点对某些化合物只能达到部分氧化 若灯管有沉积物则会影响效果 该方法的能耗也还是比较高的 燃烧法 与其他方法相比较 燃烧法可以将挥发性有机废气进行热量的回收 并可以将热能转化为热水 热风 电能等 从而保证了气体的达标状态 而且回收效益快 需要的后续处理过程极少 由于燃烧中 所含废气中有害物质组分的不同 浓度的不同 控制过程温度的因素不同及不同的燃烧方式 所以有不同的热回收和利用的方式 也构成了不同类型的燃烧净化方法和燃烧净化装置 那么我们在讲到燃烧法时具体有哪些方式 燃烧的优缺点在哪里 第三章燃烧法的主要技术 燃烧法的分类 直接燃烧法热力燃烧法蓄热式燃烧法催化燃烧法 蓄热式燃烧法与其他三种燃烧法的优异性能对比 其中 直接燃烧法燃烧时是不完全的 它不仅造成燃料能量的损失 而且还会产生大量的有害气体和烟尘 以及热辐射 从而污染环境 热力燃烧法 虽然几乎可以处理一切有机废气和达到法规的排放要求 但是 这种焚烧炉的燃料消耗高也不回收热量 极不经济 催化燃烧法 对所处理的有机废气有一定的要求 即不能含有使催化中毒 抑制反应 堵塞或覆盖催化剂活性中心的物质 此外 催化剂经常需要更换也制约了其作用 蓄热式燃烧法是在热力燃烧法的基础上加上了热力回收系统 这种方法运用相当广泛 一方面只要充分满足燃烧过程的必要条件 燃烧法可以使有害物质达到完全燃烧氧化而变为无害物质 即达到规定的排放要求 另一方面 其经济性主要取决于过程热量的回收和利用程度 特别在RTO的情况下 由于过程的热效率很高 通常只需补充很少的辅助燃料 当废气中有机物浓度达到一定值时 则不必加辅助燃料 其缺点只有 容量较大 一次性投资费用较高 2020 3 17 23 可编辑 针对VOC的RTO技术 RTO技术 问 什么是RTO RTO在工用中的模式是怎么样的 RTO简介 RTO RegenerativeThermalOxidizer 简称RTO 再生热氧化分解器 又称蓄热式焚烧器 其基本原理是在高温下 760 将有机废气氧化生成CO2和H2O 从而净化废气 并回收分解时所释出的热量 以达到环保节能的双重目的 是一种用于处理中高浓度挥发性有机废气的节能型环保装置 RTO简介 RTO主体结构由燃烧室 陶瓷填料床和切换阀等组成 该装置中的蓄热式陶瓷填充床换热器可使热能得到最大限度的回收 热回收率大于95 处理VOC时不用或使用很少的燃料 若处理低浓度废气 可选装浓缩装置 以降低燃烧消耗 目前 RTO在有机废气净化的各个领域内已获得广泛应用 特别是最近已成功用于煤矿矿井通风甲烷气的净化处理 这不仅可利用甲烷热值来供应热水或产生蒸汽和发电 而且大大减少了温室气体的排放 因而RTO技术已引起人们的关注 RTO优点 操作费用低 超低燃料费 净化率高 净化率一般在98 以上 可实现全自动化控制 操作简单 运行稳定 安全可靠性高 不存在因压力变化产生的脉冲现象 蓄热室内温度均匀分级增加 加强了炉内传热 换热效果更佳 炉膛容积小 降低了设备的造价 采用分级燃烧技术 延缓状燃烧下释出热能 炉内升温均匀 烧损低 加热效果好 不存在传统燃烧过程中出现的局部高温高氧区 抑制了热力型氮氧化物 NOX 的生成 无二次污染 废气进口设置惰性氧化铝瓷球 对蓄热陶瓷起到保护 缓冲 过滤的作用 延长蓄热陶瓷的使用寿命 RTO适用场合 RTO处理技术适用于高浓度有机废气 涂装废气 恶臭废气等废气净化处理 适用于废气成分经常发生变化或废气中含有使催化剂中毒或活性衰退的成分 如水银 锡 锌等的金属蒸汽和磷 磷化物 砷等 容易使催化剂失去活性 含卤素和大量的水蒸气的情形 含有卤素碳氢化合物及其它具腐蚀性的有机气体 RTO一般适用于处理浓度在5000 20000mg m3的多种有机废气 RTO适用场合 一般RTO的热效率大于98 处理废弃流量在16000 300000Nm3 h范围内 而浓度一般在8g Nm3以下 对于废弃流量在20000Nm3 h以下 通常将RTO做成一个紧凑系统 即一个RTO内分三个区 顶部是燃烧室 最大处理能力在400000 600000Nm3 h RTO中气体的流速应该低于5m s 一般VOC处理浓度范围 苯 1565 6260ppm甲苯 1327 5308ppm甲醛 4071 16283ppm苯乙烯 1173 4695ppm三氯乙烯 930 3721ppm三氯乙烷 916 3665ppm丙酮 2109 8419ppm丁乙烯 2260 9040ppm二氯苯 831 3326ppm乙苯 1151 4605ppm苯乙烯 1174 4695ppm乙醛 2776 11101ppm RTO的工作原理 工作过程 烧嘴和蓄热体成对出现 助燃空气通过其中一个烧嘴 被加热后供燃烧用 另一个烧嘴充当排烟的角色 同时蓄热体被加热 当到达换向时刻时 换向阀动作使系统反向运行 烟气加热好的蓄热体被用来加热空气 助燃空气冷却的蓄热体又被离开炉子的高温烟气加热 最后排出的烟气只有150 200 空气预热温度1000 左右 切换阀在低温下工作 同时排出燃烧废气的风机也在低温下工作 标准风机就可以满足要求 蓄热式燃烧系统的构成 燃烧器形状蓄热体材质尺寸换向阀控制系统 蓄热燃烧关键部件 蓄热体 形状选择条件 堆体积稳定性 清灰难易程度 加工难易程度 蓄热体来源以及成本高低 陶瓷蓄热体的形状有 球状 蜂窝状和八字形 陶瓷蜂窝蓄热体的结构特性 适用于切换时间短的小型化和轻型化的燃烧系统 因而应用广泛 蓄热体材质和尺寸 蓄热体材质要求 耐高温 良好传热性能 抗热震性好 强度高 材质的透热深度 单位体积的表面积和结构强度要好 蓄热体尺寸要求 尺寸过大 会使蓄热室体积庞大 换向时间长 尺寸过小 会使换向时间缩短得很短 电气和机械设备都不能适应 换向的损失也随之增大 还会使蓄热体在气流的作用下漂浮起来 破坏稳定状态 蓄热燃烧关键部件 蓄热烧嘴 热气出口 蓄热燃烧关键部件 换向阀 五通换向阀 旋转换向阀 直通四通阀 两位三通阀 如切换时间为30S 每年的动作次数约为100万次 因而机械方面的可靠性和耐久性就相当重要 1 要求 a 密闭 密闭性的好坏对煤气引燃介质有很大的影响 b 灵活 c 长寿 100万次以上 2 结构形式 a 管道切换阀 用量多 成本高 维修点多 b 升降开闭式四通阀 一个四通阀代替四个切换阀 用气缸或液压缸带动两根阀杆升降 c 二位五通阀 靠气缸或电力驱动 d 旋转四通阀 靠气压推动阀杆旋转90 高温空气燃烧技术关键 稳定燃烧区域 低氮燃烧 燃料燃烧生成NOX的