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VOCs处理技术介绍

日期:2017-12-20  人气:822 views

VOCs种类繁多,特性也各有不同,因此处理技术常因适用性与经济性的考虑而有所不同,通常处理VOCs的方式可分三方面来考虑。当浓度高且溶剂单价高时,多以回收方式处理;如果浓度高、价值低且排气量大时,大都以高温氧化法为其处理方式;如果浓度低且排气量大时,则以活性碳吸附、浓缩后焚烧或以生物过滤法处理至无臭、无害为原则。而选择VOCs废气处理技术时,归纳以下列几点准则来判断该技术的可行性:

1.去除率:废气的成分和浓度如果产生变动,系统仍可保持稳定的处理效果,且经处理后排放的废气浓度也必需符合相关规定。

2.持久性:处理技术需考虑该设备可使用年限,如洗涤液更换频率、活性碳再生时程、催化剂替换等。

3.经济性:有些处理技术虽然解决了废气问题,但可能产生二次的废水废气问题,势必又需另行投资其它设备。另外,系统初设、操作费用及维护难易性等均需考虑。所以成本的考虑是处理技术选择最主要的因素。

目前VOCs的处理技术可以分为回收性与氧化处理方法等两大类,回收性处理技术包括:物理吸收法(水洗吸收、低挥发性溶剂吸收)、吸附法(吸附床型式可分为固定床、流体化床及转轮;吸附剂种类则有活性碳、沸石和高分子聚合物)、冷凝法(间接冷凝和直接冷凝)、蒸气平衡法等。氧化处理技术则包括:生物处理法(生物滤床、生物滴滤塔和生物洗涤塔)、化学吸收法(酸碱中和、氧化洗涤)、热焚烧法(直燃焚烧、蓄热式焚烧、热交换式焚烧、催化焚烧、蓄热式催化焚烧、热交换式催化焚烧、锅炉焚烧和废气燃烧塔)。

吸附法与吸收法处理技术通常会产生液相、固相二次污染物的困扰,而生物滤床法则为较低成本的处理方法,但是实际运用上仍受限于VOCs处理效率与废气进流差异性的影响。热焚烧法处理方式较为简便,但操作费用却往往较其它处理技术高。表2-1为常见的VOCs处理技术的优缺点比较。

VOCs浓度介于100~1000mg/m3废排气处理,依据其不同排气量可采用活性碳吸附处理(排气量低于500m3/hr)、生物滤床处理(排气量介于500~50000m3/hr)与沸石转轮吸附(排气量大于10000m3/hr);而VOCs浓度高于100~10000mg/m3且流量高于500m3/hr废排气处理则较适合采用热焚烧、催化焚烧与蓄热式焚烧。处理成本较低的是生物处理,而**处理成本则为直接焚烧技术,中等处理成本为催化焚烧与吸附脱附的火焰焚烧。现阶段VOCs处理技术朝向以提升防制设备能源的利用率发展为主,一般热交换装置的热回收率大约在70%以下,目前正逐渐改以蓄热式焚烧取代热交换式焚烧,热回收率提升到90%以上,可明显降低排气处理成本。

2-1VOCs处理技术的优缺点

 

处理方法 操作温度() 衍生的污染

问题

优点 缺点
直接焚烧法 600~800 需要留意有害气体产生 *可处理各种VOCs

*有能源回收的可能性

*VOCs破坏效率高

*有NOX、SOX排放问题

*操作温度高

*对低浓度废气,燃料成本高

催化焚烧法 200~400 需要留意有害气体产生 *有能源回收的可能性

*操作温度较热焚烧低,燃料消耗量较少

*VOCs破坏效率好

*催化剂可能失活

*对某些废气成份及浓度有所限制

*废催化剂需要做适当处理

蓄热式焚烧法 600~800 需要留意有害气体产生 *可处理各种VOCs

*能源可回收,热回收率**可达90%以上

*VOCs破坏效率高

*有NOX、SOX排放问题

*操作温度高

*对低浓度废气,燃料成本高

*压损较高

蓄热式催化焚烧法 300~400 需要留意有害气体产生 *操作温度较低,排气温差较小,燃料消耗量较少

*能源可回收,热回收率

**可达90%以上

*污染物破坏效率佳

*催化剂可能失活

*对某些VOCs成份及浓度有所限制

*废催化剂需要做适当处理

*压损较高

吸附法 常温 废弃活性碳再生 *有溶剂回收的可能性

*可处理气态或挥发性废气至相当低的浓度

*可同时处理多种蒸气

*废气需要冷却至常温操作

*废气吸附剂需要处理

*不适合含水份的废气

*吸附剂会随使用时间降低效率

吸收法 常温 需要考虑废液处理 *能源需求低

*对臭味去除效率高

*适合多种VOCs

*投资成本有可能高

*产生废水处理问题

*维护费较高

*排气可能造成白烟问题

冷凝回收法 低于露点 *可回收有机溶剂

*对高浓度废气处理效率较好

*回收的VOCS质量高

*只适合处理高浓度废气

*一般处理后,难以符合严格的排放标准

*能源消耗高

生物处理法 常温 *操作费用低

*程序简单

*低投资成本

*高浓度废气去除效率有限

*对低溶解度气体效率不佳

*空间需求较大

 


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