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目前常用的VOCs处理技术大梳理!

时间:2018-02-26 10:56:04来源:科印网作者:朱立和

  对于VOCs的处理方式大致分为两类:回收和销毁。大部分较为成熟的治理方法都是采用两类结合的方式,尽可能地减少VOCs污染。回收技术主要是将气体通过吸附技术、冷凝技术、膜分离技术等物理方法处理VOCs,然后进行回收再利用;销毁技术有光催化技术、热力焚烧技术、生物技术、等离子破坏技术等。

  1.吸附技术

  吸附技术的基本原理是利用比表面积非常大的固体吸附剂(活性炭、活性炭纤维、沸石)的多孔结构进行VOCs混合气体的吸收与分离,以达到净化空气的目的。吸附法的关键在于吸附剂的选取、吸附设备、再生介质以及后处理工艺,常见的吸附有固定床吸附、流动床吸附和浓缩轮转吸附。

  (1)固定床吸附

  固定床吸附在吸附和脱附同一个层上进行,为了保证吸附连续进行,一般会有两个或者两个以上的吸附床交替使用。固定床吸附的一般工艺流程有两种:一种是水蒸气置换再生,多用于低浓度VOCs回收,当有机废气浓度高或者沸点高时,可以使用冷凝技术对废气进行预处理,将有机物部分回收同时降低浓度;另一种是真空解吸再生,在处理一些高浓度有机废气时,可以结合一些大孔径硅胶对有机废气进行处理,该方法适用于一些高浓度有机废气的处理,其对操作的规范性严格导致了该工艺的使用成本较高。

  (2)流动床吸附

  流动床吸附主要是由分开的吸附单元和脱附单元组成。有机废气首先进入吸附单元,然后将达标废气进行排放;吸附了废气的吸附剂进入脱附单元进行脱附处理,然后将脱附的有机气体进行冷凝回收,最后将吸附剂送回吸附单元。

  (3)轮转沸石吸附

  轮转沸石吸附在欧美、日本、台湾地区得到了广泛应用,并且技术较为成熟,近年来我国也开始引进。相对于固定床吸附技术,轮转沸石吸附技术更具有优越性。其采用沸石作为吸附剂,用量少,高温脱附利用率高,大大节约了成本。

  轮转沸石吸附工艺中,转轮匀速缓慢旋转,废气进入转轮后依次经过转轮的3个区域,依次是吸附区、再生区和降温区。经过沸石的气体,达标后进行排放,携带有机废气的分子由吸附区进入再生区,用高温气流对分子进行脱附。脱附后的分子由再生区经过降温区,经过降温后重新进入吸附区。轮转沸石工艺的设备结构紧凑,占地面积小,排放废气达标率稳定。

  2.冷凝技术

  冷凝技术是将VOCs通过冷凝介质降至其沸点,根据其沸点的不同将其液化。常见的冷凝介质有冷水、冷冻盐水以及液氮。大部分挥发性有机物沸点都比较低,在使用冷凝介质回收时,回收率是比较低的。想要提高回收率,就要使用温度低的冷凝介质或者高压,但是由于受到平衡的限制,仍然无法得到理想的回收率,排放的气体也很难达到标准,同时成本也会有大幅度的增加。所以,目前冷凝技术越来越多地作为一种辅助技术做其他技术的预处理,配合其他技术来达到想要的效果。

  3.膜分离技术

  膜分离技术是一种清洁的处理技术,即在外力的作用下,使VOCs通过人造膜或者天然膜,然后达标排放,高浓度的VOCs气体进入冷凝环节进行回收利用。该技术所用设备价格比较昂贵,但是设备损耗与气体浓度没有关系,而与空气的流速有关,所以该技术比较适用于低流速高浓度的废气产生工业。因为其独有的环保无污染特性,所以膜分离技术是未来废气处理的一种发展趋势,欧美、日本技术比较先进。相对于国外先进的膜分离技术,我国的膜分离技术仍处于落后阶段。

  4.光催化技术

  理论上,光催化技术通过紫外光或者其他特定波长的光,可以完全将VOCs气体完全转化为CO2和H2O。而在实际的生产中却会产生很多中间产物,如醛、酮、酸、脂等。因此,光催化技术不能够完全将VOCs气体进行转化,会对空气造成二次污染,而且反应速率慢,效率低下,极大地限制了大规模工业应用。而且,由于光催化反应本身对催化剂的依赖性较强,所以催化剂存在容易失去活性的缺点。目前,许多企业正在尝试采取电化学、臭氧和微波等耦合技术对生产工艺进行改进,希望改善生产效率,提高转化率,减低二次污染,从而对低浓度的VOCs气体进行处理。

  印刷行业VOCs排放的特点是:企业的生产线多少不一,设备的占地面积大,生产线分散,VOCs的排放源就会分散。不同的油墨或溶剂产生的VOCs组分是不一样的,所以VOCs治理要具有一定的针对性,同时就有了局限性。而且由于每一家印刷厂的建筑格局不一样,在安装废气治理设备时就要根据每家印刷厂的建筑风格设计新的安装。


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