VOC廢氣處理工藝的比選
常用的VOC廢氣處理方法有:吸收法、吸附法、催化燃燒法、燃燒法、冷凝法、UV光解等。這些方法
應用中各有特點和利弊,需要根據污染程度、使用環境與條件來權衡。簡而言之,這些方法均能滿足一
定條件下氣態污染物的處理。對于以上各種方法的適用范圍以及特點敘述如下(著重于UV光解法):
冷凝法 只能在低溫條件下采用,適合處理含有有害物組分單純的廢氣。
噴淋洗滌法 可分為化學洗滌吸收和物理洗滌,對于無機氣體如NH3,HCl,H2S等,采用化學吸收法
具有很好的凈化效果,而大部分有機廢氣不宜采用化學吸收。物理吸收的吸收劑應具有與吸收組分
有較高的親和力,同時還應具有較小的揮發性,吸收液飽和后經解析或精餾后重新使用。本法常作
為廢氣治理過程中的預處理過程,同時可起到冷卻降溫、預除塵的作用,但會產生二次污染。
吸附法 工藝條件也為常溫,可以相當徹底地凈化廢氣,特別是對于低濃度廢氣的凈化,可有效
地回收有價值的有機物組分。但是,吸附在吸附劑上的有機組分需要解吸,使吸附劑再生重復使用,而
且,解吸過程中有機污染物從吸附劑中釋放出來,并沒有真正的降解,存在著二次污染。
直接燃燒 需增加二次能源,處理溫度較高,燃燒時放出大量的熱,使氣體溫度升高,可以回收熱
量,但存在安全性問題,最重要一點,直接燃燒法需要廢氣中有機物濃度比較高,存在運行費用高和產生
NOX等二次污染物的問題。
催化燃燒 工藝是利用催化劑使廢氣中有機組分在比較低溫的情況下可以燃燒,節約能源,操作簡
單,安全性高,催化燃燒工藝適用于處理中、高濃度有機組分的廢氣,具有運行費用少、工藝流程簡單
的優點,特別是針對漆包線、石油加工等產生較高濃度有機廢氣的行業適用。
吸附加催化燃燒復合治理 工藝是利用活性炭吸附、熱氣流脫附和催化燃燒三種組合工藝凈化有機
廢氣。利用活性炭多微孔及其巨大的表面張力等特性將廢氣中的有機溶劑吸附,使所排廢氣得到凈化為
第一工作過程;活性炭吸附飽和后,按一定濃縮比把吸附在活性炭上的有機溶劑用熱氣流脫出并送往催
化燃燒床為第二工作過程;進入催化燃燒床的高濃度有機廢氣經過進一步加熱后,在催化劑作用下燃燒
分解,轉化成CO2和H2O,燃燒釋放出的熱量經高效換熱器回收后用于加熱進入催化燃燒床的高濃度有機
廢氣和脫附為第三工作過程。上述三個工作過程在運行一定時間達到自我平衡后,脫附、催化燃燒過程
無需外加能源加熱。
噴淋洗滌+活性炭法該法是結合了洗滌法與活性炭吸附的優點:1、利用吸收器作進一步處理,去除
廢氣中的顆粒物,提高活性炭的吸附效率,其工作原理是利用吸收器內的多層填料及霧化噴嘴形成的多
層水膜通過與廢氣中的顆粒物多次碰撞、網捕等作用,從而使其由氣相轉移到水相中;2、為彌補吸收器
的不足,增強對有機廢氣的去除作用,提高處理效果,特增加活性炭吸附裝置;3、本方法吸附容量大,
操作周期長,投資較低。
UV光解催化法
利用高能高臭氧UV紫外線光束分解空氣中的氧分子產生游離氧,即活性氧,因游離氧不穩定需與氧
分子結合,進而產生臭氧。UV+O2→O-+O*(活性氧) O+O2→O3(臭氧),眾所周知臭氧對有機物具有極強
的氧化作用,對惡臭氣體及有機氣體有立竿見影的清除效果,尤其是對有機廢氣有較高的去除率,可以處
理(禁止用等離子分解凈化器處理的)各種含易燃易爆等揮發性物質的各種有機廢氣(比如噴漆廢氣、
噴涂廢氣、煉油化工廢氣、含汽油酒精廢氣、含天那水廢氣、醫藥廢氣等等)。
UV光解概述
在波長范圍170nm-184.9nm(704 kj/mol - 647 kj/mol)高能紫外線的作用下,一方面空氣中的氧
氣被裂解,然后組合產生臭氧;另一方面將有機氣體的化學鍵斷裂,使之形成游離態的原子或基團;同
時產生的臭氧參與到反應過程中,使惡臭氣體最終被裂解、氧化生成簡單的穩定的化合物,如CO2、
H2O、N2等。
利用高能高臭氧UV紫外線光束分解空氣中的氧分子產生游離氧,即活性氧,因游離氧不穩定需與氧
分子結合,進而產生臭氧。UV+O2→O-+O*(活性氧) O+O2→O3(臭氧),眾所周知臭氧對有機物具有極強
的氧化作用,對惡臭氣體及其它刺激性異味有立竿見影的清除效果,尤其是對有機廢氣有較高的去除率。
UV光解技術原理
(1)、利用特制的高能UV紫外線光束照射有機廢氣和惡臭氣體,裂解有機廢氣和惡臭氣體的分子
鍵,瞬間打開和斷裂氨、硫化氫、二硫化碳、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、三甲胺、苯乙烯等惡臭氣
體,以及VOC類、苯、甲苯、二甲苯的分子鏈結構,產生一系列光解裂變反應,降解轉變為低分子化學
物,如二氧化碳和水等物質。
(2)、利用高能臭氧分解空氣中的氧分子產生游離氧,即活性氧,因游離氧所攜正負電子不平衡
所以需與氧分子結合,進而產生臭氧,使呈游離狀態的污染物分子與臭氧氧化結合成小分子無害或低害
的化合物。如CO2、H2O等。 UV+O2→O-+O*(活性氧)O+O2→O3(臭氧)。
(3)、利用特制的TiO2光觸媒催化氧化過濾棉,在UV紫外光的照射下,對空氣和廢氣進行協同催化
反應,產生大量臭氧,對有機廢氣和惡臭氣體進行催化氧化協同分解反應,使有機廢氣和惡臭氣體物質
其降解轉化成低分子化合物、水和二氧化碳,從而達到脫臭及殺滅細菌的目的。
(4)、高效除惡臭:能高效去除揮發性有機物(VOC)及各種惡臭味,脫臭效率最高可達99%以上,
最低不低于65%。
(5)、無需添加任何物質:只需要設置相應的排風管道和排風動力。
(6)、適應性強:可適應高濃度,大氣量,可每天24小時連續工作,運行穩定可靠。
低溫高能等離子法
高能離子凈化技術正是基于這種理論進行研發的。等離子體是不同于氣態、固態、液態的第四態
物質,由高能電子、正負離子、自由基(OH、H、O、O3等)和中性粒子等組成。該法在溫度對溫度要
求較高,對惡臭氣體有較高的去除效率,但對有機廢氣的去除率不如UV光解催化法。
另外,低溫等離子法禁止用于處理含硝基等易燃易爆揮發性高濃度廢氣(比如燃料廢氣、硝藥廢
氣、煉油化工廢氣、汽油酒精廢氣、沼氣廢氣等)。
工藝比選表
工藝項目
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凈化原理
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適用情況
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運行成本
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投資成本
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缺點
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冷凝法
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低溫冷凝
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廢氣成分單一
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高
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高
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只適用于廢氣成分單一的氣體
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噴淋洗滌法
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溶劑吸收
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廢氣水溶性好
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低
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中
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有二次污染
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催化燃燒法
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燃燒分解
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有機廢氣濃度高
|
中
|
高
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只適用于處理高濃度有機氣體
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活性炭吸附法
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范德華力吸附
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普遍適用
|
高
|
中
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只是將污染物從氣相轉移至固相,存在二次污染
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低溫等離子體法
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等離子體強氧化性
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不含易燃易爆氣體的惡臭氣體
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低
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中
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去除率低、不適于含硝基等易燃易爆氣體
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UV光催化氧化法
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光催化氧化反應
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中低濃度的有機氣體及惡臭氣體
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低
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中
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UV燈管需定期更換
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