對於VOCs廢(fèi)氣治理(lǐ)達標排放,企業該如何選用末端治理?這麽多的VOCs治理技術(shù),如何在對應VOCs排放(fàng)工(gōng)況選擇合適的(de)技術?下麵來匯總下(xià)目前VOCs治理技術的適用範圍及相應(yīng)特點,並對運行(háng)成本進行分享。
常用 VOCs 末端治理技術
企業在進行技術選擇時(shí),應結合排放廢(fèi)氣的濃度、組分、風量、溫度(dù)、濕度、壓力(lì)以及生產工況等,合理選擇VOCs末端治理技術。實際應用中(zhōng),企業一般采(cǎi)用多種技術的組合工藝(yì),提高VOCs治理效率。
對低濃度、大風量(liàng)廢氣,宜采(cǎi)用活性炭吸附、沸(fèi)石轉輪吸附、減風增濃等濃縮技術,提高VOCs 濃度後淨化處理;
對高濃度廢氣,優先進行(háng)溶劑回收(shōu),難以回收(shōu)的,宜采用高(gāo)溫焚燒、催化(huà)燃燒等技術。
油氣(溶劑)回收(shōu)宜采用冷凝+吸附、吸(xī)附+吸收、膜分離+吸附等技術。
水溶(róng)性、酸堿 VOCs 廢(fèi)氣一般選用(yòng)多級化學吸收等處理技術,惡臭類廢氣還應進一步加強除臭處理。
低溫等離子(zǐ)、光催化、光(guāng)氧化(huà)技術主(zhǔ)要(yào)適用於惡臭異味等治理;
生物法主要適用於低濃(nóng)度 VOCs 廢(fèi)氣治理和惡臭異味治理。
采(cǎi)用一(yī)次性活性炭(tàn)吸附技術的,應定期更換(huàn)活性炭,廢舊活(huó)性炭應再生或處理處置。
幾種典型 VOCs 組合(hé)處理技術介紹
(1)VOCs循環脫附分流回收吸附(fù)技術該技術
采用活性炭作為(wéi)吸附劑,采用惰性氣體循環加熱脫附分流冷凝回收的工藝對有機氣體進行淨化和回(huí)收。回(huí)收液通過後續的精製工藝可實現有機物的循環利用。
整個係(xì)統由來氣預處理、吸附、循環加熱脫附、冷凝回收和自動控製等主(zhǔ)要部分構成。含VOCs的氣體通過預處理後(hòu)進入吸附段吸附後達標排放,吸附段通常並聯(lián)設置有吸附罐並通過切換閥控製實現氣(qì)體(tǐ)的連(lián)續吸(xī)附操作。吸附到設定程度的吸附罐通過切換閥切換形成再生循環回路。循環回路可通過充入惰(duò)性氣體置換係統內氣(qì)體的方式減少氣相中的含氧量,從而減少再生過程(chéng)中某些(xiē)類型溶劑的氧化副產物的生成。通過循環風機和加熱(rè)器可形成循環氣流加(jiā)熱吸(xī)附罐進(jìn)行(háng)脫附,同時通過分流冷凝係統冷凝回收溶劑。
目(mù)前該技術成熟、穩定,可實現(xiàn)自(zì)動化(huà)運行。單位投資大致為9-24萬元/千(qiān)(m3/h),回收的有機物成本700-3000元/t。對有機氣體成分的淨化(huà)回收效率一般大於90%,也可達95%以上。適用於石油,化工及製藥工業,塗裝、印(yìn)刷、塗(tú)布(bù),漆包線、金屬及薄膜除油,食品,煙草,種子油萃取工業,及其他使用有機溶劑或C4-C12 石油烴的工藝過程。
(2)高效吸(xī)附-脫附-燃燒(shāo) VOCs 治理技術
該技術利用高吸附性能的(de)活性碳纖維、顆粒炭、蜂窩炭和耐高溫高濕整體式分子篩等固體吸附材料對工業廢氣中的 VOCs 進行富集(jí),對吸附飽(bǎo)和的材料進行強化脫附工藝處理,脫(tuō)附出的VOCs 進入高效催化材(cái)料床層進行催(cuī)化(huà)燃燒(shāo)或蓄熱催化燃燒(shāo)工藝處理,進而(ér)降解 VOCs。
主要工藝流程包括預處理、吸附、脫附(fù)-燃燒三個階段。
①預處理:含 VOCs 廢氣在吸附淨化前一般先經高效纖維過濾器或高(gāo)效幹濕複合(hé)過濾(lǜ)器(qì)過濾,對廢(fèi)氣粉塵等進行(háng)攔截淨化。
②吸附階段(duàn):去(qù)除塵雜後的廢氣,經(jīng)合理布風(fēng),使其均勻地通過固定吸附床內的吸附材料層過流(liú)斷麵,在一定停留時間內,由於吸附材料表麵與有機廢氣分子間相互作用發生物理吸(xī)附,廢氣中的有機成份吸附在(zài)活性炭表麵積,使廢氣(qì)得到淨化;實際應用中,淨化裝置一般(bān)設置兩(liǎng)台以上吸附床(chuáng),以確保一台處於脫附再生(shēng)或備用,保證吸附過程連續(xù)性,不影響實際生產。
③脫附-燃燒:達到飽和狀態的吸附床應停止吸附轉入脫附再生,脫附後的廢氣(qì)進入燃燒階(jiē)段,即 RTO或 RCO廢氣處理工(gōng)藝。
催化燃燒技術(RCO)是(shì)利用催化(huà)劑(jì)做中間體,使有機氣體在較(jiào)低的溫度下,變成無害的水和二氧(yǎng)化碳氣體。
兩(liǎng)種燃燒技術的去除率、達標能力(lì)是一致的,但也存在一些不同。
總的來說,RTO技術會產生二次汙染,同時存在(zài)投資大、運行費用高、風險高等問題(tí)。RCO技術(shù)具有明顯優(yōu)勢。
目前該技術成熟、穩定(dìng),可實現自動化運行。設備投資基本上(shàng)是(shì)200~300萬元(以處理風量為50000m3/h),運行(háng)費用30~50萬元,主(zhǔ)體設備壽命10~15年。VOCs去除效率一般大(dà)於95%,可達98%以上。在石油、化工(gōng)、電子、機(jī)械、塗裝等行業大(dà)風量、低濃度或濃度不穩定的有機廢氣治理中得到應(yīng)用。
(3)冷(lěng)凝(níng)與變壓吸附聯用 VOCs治理技術(shù)
該技術采用多級冷(lěng)凝技術,使廢(fèi)氣的有機成分在常壓下凝(níng)結成液體析出,經淨化(huà)後的廢氣進入吸附器進一步吸附富集,同時(shí)確保達標排放。吸附飽和後的吸附劑(活性炭、沸石等)等采用負壓脫附方(fāng)式再(zài)生吸附劑,並將高濃度 VOCs 送(sòng)回前端冷凝裝置。
工藝流程主(zhǔ)要包括冷凝和吸附兩大單元。冷凝單(dān)元一般設置三級冷凝,*級從常溫冷凝到3℃、第(dì)二級從3℃冷凝到-35℃、第三級從-35℃冷凝到(dào)-70℃。第三(sān)級的冷凝餘氣返回*級前麵的前置換熱器,冷量回用,將進入回收處理裝置的(de)含VOCs廢氣預冷,有節(jiē)能效果。吸附單元一般(bān)配置吸(xī)附罐兩隻和脫附真空泵一台,以及用於切換吸附(fù)脫附的電動或氣動閥門(mén)若幹。真空泵還需要(yào)配備(bèi)冷卻係(xì)統。
冷(lěng)凝與吸附聯用技術能夠克服單純冷凝技術在應用過程中能耗大、運行成本高的現象,同時彌補單純吸(xī)附技術在應用(yòng)過程中,設備體(tǐ)積大、吸(xī)附溫升對安全運(yùn)行(háng)有影(yǐng)響、長期運行吸附材料易失活等問題。單位投資大致為0.4-0.8萬/m3,單位小時運行(háng)成本為0.08-0.2元/m3。淨化效率一般大於98%。主要適用於石油化工、有機化工、油氣儲運等(děng)行業(yè)。主要適(shì)用於(yú)儲油庫、煉油廠、石油化工廠等成品油/化工品裝車油氣(qì)回收;液體儲罐呼吸氣 VOCs 治理;油品、化工品碼頭(tóu)裝船油氣回收。
(4)沸石轉輪與(yǔ)蓄熱燃(rán)燒VOCs治理技術
該技術采用(yòng)高濃縮倍率(lǜ)沸石轉輪設備將廢氣濃度濃(nóng)縮 5-20倍,富集的廢氣進(jìn)入燃燒爐或催化爐(RTO/RCO)進行燃燒處理,VOCs 被徹底分解成 CO2 和 H2O。同時反應後的高溫(wēn)煙氣進入(rù)特殊結構的陶瓷蓄熱體,80-95%以上的熱量被蓄熱體吸收,使得出口氣體溫度降至接近進口溫度。不同(tóng)蓄熱體通過切換閥或(huò)者旋轉裝置隨時間進行轉換,分別進行吸熱(rè)和放熱,對係統熱量進行(háng)有(yǒu)效回收和(hé)利(lì)用。
工藝(yì)流程主要由沸石轉輪濃縮(吸附區域、脫附區域、冷卻區域)、脫附係統、蓄熱式燃(rán)燒係(xì)統(RTO爐體、陶瓷蓄熱體、燃燒係統等)及控製係統等部分組成。
①吸附脫附:沸石分子篩轉輪分為(wéi)吸附區、脫附區和冷(lěng)卻區(qū)三個功(gōng)能區域,沸石分子篩轉輪吸附濃縮係統利用吸附-脫附-冷卻這一連續性過程,對VOCs廢氣進行吸附濃(nóng)縮。*先,廢(fèi)氣進入沸石分子篩轉輪的吸附區,VOCs被沸石分子篩吸附除去,被(bèi)淨(jìng)化後排出。吸附在分子篩轉輪中(zhōng)的VOCs,在脫附區經過約200℃小風量的熱風處理而被脫附、濃縮。再生後(hòu)的沸石分子篩轉輪在冷卻區被冷卻,如此反複。
②蓄熱式燃燒:脫附後的高濃度小(xiǎo)風量廢氣進入蓄(xù)熱式燃(rán)燒處理係統,*先進入蓄熱室 A 的陶瓷介(jiè)質(zhì)層,陶瓷釋放(fàng)熱量,溫度降低,而有機廢氣(qì)吸收熱量,溫度升高,廢氣離開蓄熱室後以較高的溫度進入氧化室。在氧化室中,有機廢氣由(yóu)燃燒器加熱升溫至設定的氧化溫度800℃以上,使其中的(de)VOCs分解成二氧化碳和水後排放。
③廢氣流經蓄熱室A升溫後進入氧化室氧化,淨化後的高溫氣體離開氧化室,進入蓄熱室B,釋放熱量,降溫排出,而蓄熱室B吸收大量熱量後升溫,同時清掃蓄熱室C。循環完成後,進(jìn)氣與出氣閥門進行一次切換,進入下一個循環,廢氣由(yóu)蓄熱室B進入,蓄熱室C排出,清掃蓄熱室A。如此(cǐ)交替。由於廢氣已在蓄熱室內預熱,燃料耗(hào)量大為減少,運行成本大大降低。
目前(qián)技術成熟、穩定,可實現自動化運行。單位投資大致為9-24萬元/千(m3/h),回收的有機物成本700-3000元/t。熱回收效率可達90-95%,處理效率可達95-99%。主要適(shì)用於有機化工(gōng)、石油化工(gōng)、塗裝、印刷(shuā)等行業及大風量低濃度(dù)行業(yè)。
(5)低濃度(dù)多(duō)組分(fèn)工業廢氣生物淨化(huà)技術
該技術利用高效複合功能菌劑與擴培技術,強(qiáng)化廢(fèi)氣生物淨化(huà)的反應過程(chéng),針對不(bú)同類型廢氣應用新型的生物淨化(huà)工藝,強化廢氣生物淨化的傳質過程(chéng),裝填具有高比表麵積和生物固著力的生物填(tián)料,解決微生物(wù)附著(zhe)難(nán)、係統運行不穩定的問題。
工藝流程以生物氧化為主、化學吸收為輔(fǔ),主要通(tōng)過生物處理去除廢氣中的絕大(dà)部分汙染物,化學吸收單元則可在進氣濃度發生異常時,為係統的穩定達標排放提供進一步保證。主體技術生物(wù)滴濾箱由濾(lǜ)床、營養液循環噴淋係統、參數控製係統等組成。廢氣進(jìn)入生物箱體(tǐ)後,通過附著在填料上的微生物的代(dài)謝作用,廢氣(qì)中的汙染物被降解(jiě)為簡單的無(wú)機物。其中,VOCs分解為CO2、H2O以及其他簡單的無機(jī)物;含氮汙染物中的氮元(yuán)素轉化為硝酸鹽或氮氣;含硫惡臭汙染物中的硫元素轉(zhuǎn)化為硫酸鹽。
此項技術適用範圍廣,適用於低濃度多組(zǔ)分工業廢氣(qì)排放控製,與(yǔ)傳統生物技(jì)術相比(bǐ),拓寬了生物處(chù)理法的應用範圍。運行管理方便,二次汙染少。工程主體設備投資(zī)約為(wéi)250萬元,年運行費用約35萬元。VOCs的去除率(lǜ)可達80-90%,對H2S的去除率可達(dá)95%以上。主要用於低濃度多組分工業廢氣的處理。