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当前,VOC废气处理技术主要包括热破坏法、变压吸附分离与净化技术、吸附法和氧化处理方法等。

热破坏法
热破坏法是指直接和辅助燃烧VOC气体,或利用合适的催化剂加快VOC的化学反应,最终达到降低有机物浓度,使其不再具有危害性的一种处理方法。


热破坏法对于浓度较低的有机废气处理效果比较好,因此,在处理低浓度废气中得到了广泛应用。

这种方法主要分为两种,即直接火焰燃烧和催化燃烧。直接火焰燃烧对有机废气的热处理效率相对较高,一般情况下可达到 99%。而催化燃烧指的是在催化床层的作用下,加快有机废气的化学反应速度。这种方法比直接燃烧用时更少,是高浓度、小流量有机废气净化的技术。

活性炭吸附法
利用吸附剂(粒状活性炭和活性炭纤维)的多孔结构,将废气中的VOC捕获。将含VOC的有机废气通过活性炭床,其中的VOC被吸附剂吸附,废气得到净化,而排入大气。

炭吸附法主要用于脂肪和芳香族碳氢化合物、大部分含氯溶剂、常用醇类、部分酮类和酯类等的回收。

当炭吸附达到饱和后,对饱和的炭床进行脱附再生;通入水蒸汽加热炭层,VOC被吹脱放出,并与水蒸汽形成蒸汽混合物,一起离开炭吸附床,用冷凝器冷却蒸汽混合物,使蒸汽冷凝为液体。

对于水溶性VOC气体,用精馏将液体混合物提纯;水不溶性VOC气体,用沉析器直接回收VOC。比如,涂料中所用的“三苯”与水互不相溶,故可以直接回收。

炭吸附技术主要用于废气中组分比较简单、有机物回收利用价值较高的情况,适于喷漆、印刷和粘合剂等温度不高,湿度不大,排气量较大的场合,尤其对含卤化物的净化回收更为有效。

冷凝法
废气中分离出来,直接回收。但这种情况下,离开冷凝器的排放气中仍含有相当高浓度的VOC,不能满足环境排放标准。要获得高的回收率,系统需要很高的压力和很低的温度,设备费用显著地增加

这种处理方法主要适用于浓度高且温度比较低的有机废气处理。
通常适用于VOC含量高(百分之几),气体量较小的有机废气的回收处理,由于大部分VOC是易燃易爆气体,受到爆炸极限的限制,气体中的VOC含量不会太高,所以要达到较高的回收率,需采用很低温度的冷凝介质或高压措施,这势必会增加设备投资和处理成本,因此,该技术一般是作为一级处理技术并与其它技术结合使用。

膜分离技术

膜分离技术的基础就是使用对有机物具有选择渗透性的聚合物膜,该膜对有机蒸气较空气更易于渗透10-100倍,从而实现有机物的分离。适于高浓度、高价值的有机物回收,其设备费用较高。

最简单的膜分离为单级膜分离系统,直接使压缩气体通过膜表面,实现VOC的分离。单级膜因分离程度很低,难以达到分离要求,而多级膜分离系统则会大大增加设备投资,故而在这方面的技术还有很大的研究空间。

变法吸附技术

吸附剂在一定压力下吸附有机物;当吸附剂吸附饱和后,通过压力变换来“释放”脱附的有机物。其特点是无污染物,回收效率高,可以回收反应性有机物。但是该技术操作费用较高,吸附需要加压,脱附需要减压,环保中应用较少。

热氧化法

通过燃烧来消除有机物的,其操作温度高达700℃-1,000℃,这样不可避免地具有高的燃料费用;为降低燃料费用,需要回收热量,有两种方式:传统的间壁式换热,新型非稳态蓄热换热技术。

间壁式热氧化是用列管或板式间壁换热器来捕获净化排放气的热量,它可以回收40%-70%的热能,并用回收的热量来预热进入氧化系统的有机废气。预热后的废气再通过火焰来达到氧化温度,进行净化,间壁换热的缺点是热回收效率不高。


蓄热式热氧化(简称RTO)回收热量采用一种新的非稳态热传递方式。主要原理是:有机废气和净化后的排放气交替循环,通过多次不断地改变流向,来很大限度地捕获热量,蓄热系统提供了极高的热能回收。
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