挥发性有机废气净化技术

5.5 挥发性有机废气净化技术,乌海职业技术学院 化学工程系 赵丽霞,5.5 挥发性有机废气净化技术,挥发性有机废气：VOCs。一、有机废气的特点 大多数有机污染物是对人体健康有害中毒的大多症状表现为：呼吸道疾病多为积累性若有机污染物的浓度过高可能会造成急性中毒甚至死亡有些有机物会引起皮肤病有些具有致癌性恶臭类物质影响呼吸系统、循环系统、消化系统和生殖系统,5.5 挥发性有机废气净化技术,有机废气的综合防治措施VOCs控制技术可分为两类防止泄漏为主的预防性措施替换原材料改变运行条件更换设备等末端治理为主的控制性措施,5.5 挥发性有机废气净化技术,净化方法：破坏性方法（燃烧法）非破坏性方法(吸附法、冷凝法、吸收法、生物法等）,5.5.1 净化方法的选择原则,一、污染物的性质易氧化、燃烧燃烧法相似相容吸收法可被吸附吸附法二、污染物浓度浓度高直接燃烧浓度低催化燃烧、热力燃烧、吸附法等三、生产的具体情况及净化要求四、经济性,5.5.1 净化方法的选择原则,5.5.1 净化方法的选择原则,5.5.2 燃烧法,燃烧净化：用燃烧方法销毁有害气体、蒸气或烟尘，使其变为无害物质的过程。最终产物主要是二氧化碳和水，不能回收到有用物质，但由于燃烧时放出大量的热，排气温度很高，可以回收热量。故这种方法只能适用于净化那些可燃有害组分浓度高的有害气体，或是用于净化有害组分燃烧时热值较高的废气。,5.5.2 燃烧法,一、直接燃烧法也称直接火焰燃烧法：把废气中可燃的有害组分当做燃料直接烧掉。一般适用于净化可燃有害组分浓度较高的废气，或者是用于净化有害组分燃烧时热值较高的废气该法可采用如窑、炉等设备的直接燃烧，或者火炬燃烧,5.5.2 燃烧法,采用窑、炉等设备的直接燃烧：直接燃烧的设备可以采用一般的燃烧炉、窑，或通过一定装置将废气导入锅炉炉作为燃料气进行燃烧。燃烧温度一般需在1100左右，其最终产物为二氧化碳、水、氮气，不适用于处理低浓度废气。 火炬燃烧：不仅产生了大量的有害气体、烟尘及热辐射而危害环境，并且造成了有用燃料气的大量损失，尽量减少和预防火炬燃烧。,5.5.2 燃烧法,5.5.2 燃烧法,二、热力燃烧法适用于可燃有机物质含量较低的废气的净化处理。由于该类废气中可燃有机组分的含量很小，因此，废气本身不能燃烧，并且其中的可燃组分燃烧后放出的热量很低，不能维持燃烧在进行热力燃烧时，一般燃烧其他的燃料，如煤气、天然气、油等，来提高废气的温度，达到热力燃烧所需的温度，把其中气态污染物氧化为二氧化碳、水、氮气,5.5.2 燃烧法,燃烧过程辅助燃料燃烧提供热量废气与高温燃气混合达到反应温度在反应温度下，保持废气有足够的停留时间，使废气中可燃的有害组分氧化分解达到净化排气目的,5.5.2 燃烧法,5.5.2 燃烧法,三、催化燃烧法在催化剂的作用下，将废气中的有害可燃组分完全氧化为二氧化碳和水催化燃烧器净化率高、工作温度低、能量消耗少、对可燃组分浓度和热值限制少，操作简便和安全性好等，已成为净化有机蒸气的重要手段。用于金属印刷、绝缘材料、漆包线、炼焦、化工等行业中有机废气净化。,5.5.2 燃烧法,催化燃烧常见的流程示意,5.5.2 燃烧法,具有热回收装置的催化燃烧器,5.5.3 吸附法,吸附法(1) 特点可以较彻底地净化废气，即可进行深度净化，尤其是对于低浓度废气的净化，比其它方法表现出更大的优势在不使用深冷、高压等的手段下，可以有效地回收有价值的有机物组分由于吸附剂对被吸附组分吸附容量的限制，吸附法最适于净化低浓度的有机溶剂废气，且效果好，工艺成熟,5.5.3 吸附法,（2）吸附剂吸附剂常用活性炭、硅胶、分子筛等，其中应用最广泛的、效果最好的吸附剂是活性炭:可吸附的有机物种类很多，吸附容量较大，尤其是存在有机废气的情况下可对混合气体中的有机组分进行选择性吸附。但有部分VOCs不易解吸，不宜用活性炭吸附。,5.5.3 吸附法,5.5.3 吸附法,5.5.3 吸附法,（3）吸附工艺常用有机废气净化回收系统，包括：预处理部分：预先除去进气中的固体颗粒物及液滴，并降低进气温度吸附部分：一般用吸附器并联或串联吸附剂再生部分：常用水蒸气脱附法使活性炭再生溶剂回收部分：不溶水的溶剂可与水分层，易于回收，水溶性溶剂需采用精馏法回收，对处理量小的水溶性溶剂也可与水一起掺入煤炭中送入锅炉烧掉。,5.5.3 吸附法,5.5.3 吸附法,5.5.3 吸附法,5.5.3 吸附法,（4）系统运转要点经常检查与处理设备，保证预处理效果，防止吸附器堵塞，延长吸附剂使用的寿命及时脱附，保证排气中污染物浓度在允许排放浓度以下，在运转初期要加强检测，以定出合适的吸附周期要掌握好脱附温度和脱附时间控制炭层温度，防止自然吸附器每12年清理一次，除去炭粉，补充新炭,5.5.4 吸收法,吸收法(1) 特点一般用于净化水溶性有机物与催化燃烧法、吸附法相比，在治理碳氢化合物废气的方法中它没有后两者用途广泛在处理使用有机溶剂的一些行业，如喷漆、绝缘材料、漆包线等的生产过程中，所排放的废气还不能完全达到工业应用水平影响吸收法应用范围的主要因素：对有机蒸气吸收一般为物理吸收，吸收剂的吸收容量有限,5.5.4 吸收法,在吸收法的运用过程中，废气中的固体颗粒物和胶黏物，在气液接触时能被捕集，且胶黏物在油中呈稀胶状，不会堵塞设备和管道。颗粒物和胶黏物能通过沉淀从油中分离。由于有机溶剂在柴油中的溶解度大，吸收过程的控制因素是气膜阻力，所以采用液相分散型吸收设备。通过实际使用表明，填料塔用于处理有机溶剂废气，具有设备简单、分离效果好、油雾带出少等优点。而且对含有有机蒸气的浓度不高，并含有少量的颗粒物的废气,5.5.4 吸收法,5.5.4 吸收法,5.5.4 吸收法,5.5.4 吸收法,5.5.4 吸收法,5.5.4 吸收法,(2) 应用注意事项保持正常的塔速、供液量。若塔速过高，会引起带雾量增大甚至造成液泛；当供液量过小时，影响吸收效率；供液量过大时，填料层阻力过大，也会引起液泛应及时解析或更换吸收剂经常排出沉淀物，保持吸收剂的清洁定时清洗填料,5.5.5 生物法,一、生物法控制VOCS污染原理微生物将有机成分作为碳源和能源，并将其分解为CO2和H2O二、生物法处理VOCS工艺,5.5.5 生物法,生物洗涤塔（悬浮生长系统）,5.5.5 生物法,生物滴滤塔,5.5.5 生物法,生物过滤塔（附着生长系统）,5.5.5 生物法,5.5.6 冷凝法,适于废气体积分数10-2以上的有