对部分生产企业应用的vocs废气处理技术及其效果进行了相关分析:
活性炭吸附法。
1.vocs废气处理原理。
由于前期投资较低,活性炭吸附法是目前应用Z多的VOCs处理方法,通过活性炭的自然吸附能力吸附VOCs。吸附饱和后,活性炭脱附再生或移交专业危险废物公司处理。
2.实际应用。
采用活性炭吸附法处理VOCs的环保公司基本上会提到这类设备的除污效率达到90%以上,但在实际除污应用过程中,除污效率达到90%以上只是理论值。而且在不同的工作环境下,除污效率远低于这个理论值。主要原因包括温度、工作环境湿度、水雾、酸度、灰尘和被吸附气体之间的相互作用。比如南方湿度大,气温高,活性炭实际吸附量不到实验室的50%。
3.主要问题。
活性炭吸附法处理VOCs达标排放的实际运维成本非常高,自然吸附和脱附管理难度大。适用性受多种因素影响,不适合粉尘、水蒸气、乳状物等废气处理,难以稳定环保。而且大量饱和活性炭的处理成本更高。这种方法只是吸附和转移污染物。如果对饱和后的活性炭转移过程没有严格的控制和跟踪,很容易造成二次污染。但由于前期投资少,企业自然选择多。虽然监管难度大(炭箱内没有活性炭,活性炭设施太简单,几乎不换炭,活性炭的选择与实际设计不符,使用量太少等。),但环保部门最终会采取行动,存在巨大的环保风险。而且容易造假应对环保管理。(比如炭箱里没有活性炭,活性炭设施太简单。几乎不换炭,活性炭实际工程与设计不符,使用量太少等。
低温等离子体技术。
1.污染处理原理。
在低温等离子体废气处理设备中的介质阻挡放电过程中,等离子体产生电子、离子、臭氧和激发分子等富含高化学活性的粒子。理论上,有机废气与这些高能活性基团发生反应,部分会裂解,Z最终转化为二氧化碳和水,从而达到净化废气的目的。
2.实际应用。
国内采用低温等离子体技术生产的污染控制设备和环保公司的污染控制参数基本上会提到这类设备的污染控制效率在80%以上。大量可用于VOCs处理的低能等离子体设备只能用于控制油烟污染。在工业VOCs的实际处理过程中,这种低温等离子体技术设备对有机废气的降解基本无效,会产生污染副产物,降解效率低,VOCs的易燃性备受关注。
3.主要问题。
目前大量使用的低功率低温等离子体过去在厨房行业用于油烟处理,不适合VOCs处理,产生副产品和大量臭氧,会拉弧点燃VOCs。
由于等离子体技术对包括芳香化合物在内的有机废气的处理效率在短时间内非常低,主要是生成中间产物。如果在稳定的有机废气中使用大功率等离子体,也必须在一定时间内具有处理效果。对于工业产品中不断高速排放的挥发性有机废气,其处理效率非常低,许多中间副产次生,导致挥发性有机化合物成分更加复杂(这些副产品可能更有害)。同时,设备运行过程中会产生大量无用的臭氧。大多数有机废气都是易燃易爆的化合物。等离子体运行过程中的拉弧很容易引爆挥发性有机化合物。天津爆炸事件质疑了社会的安全,因此该技术在各地的禁益增加。
光催化氧化
1.污染处理原理。
光催化废气处理设备的技术是利用特殊的紫外线波段,在催化剂的作用下,将氧催化产生臭氧、羟基自由基和负氧离子,然后氧化还原VOCs分子。
2.实际应用。
大多数用于VOCs处理的UV光催化处理设备都引用了过去除臭杀菌的技术原理。通常采用双波长紫外线管,主要用于转换臭氧,以普通二氧化钛材料为催化剂,虽然除污效率声称达到80%以上。实际使用的UV光催化处理VOCs设备效率较低,在没有计算技术的控制下会产生大量臭氧和中间副产品。
3.主要问题。
在UV光催化氧化技术的应用中,包括UV管的波长、光催化材料、反应时间、相对湿度、灰尘颗粒等。是处理VOCs成败的瓶颈因素。目前普遍认为,光催化氧化法可以完全降解VOCs,产生无毒无害的CO2和H2O。但由于反应时间短,挥发性有机物在光催化氧化反应中会产生酮、醛等更恶毒的中间产物和大量臭氧。
近年来,工业城镇臭氧超标的因素之一是滥用等离子体和产生臭氧的紫外线光催化氧化设备。由于这两种设备都试图通过化学反应将空气中的氧转化为臭氧来消解工业废气,但由于反应条件的限制,将臭氧转化为自由基和负氧离子的效率非常低。同时,由于反应时间短,设备产生的大部分臭氧未能通过VOCs处理直接排放。
生物处理法
1.污染处理原理。
利用微生物消化和代谢废气中的污染物本质上是一种生化分解过程。它通过附着在介质上的活性微生物吸收有机废气,将污染物转化为无害的水、二氧化碳等无机盐。
2.实际应用。
以污染物为微生物的食物来源,生物处理方法包括:由碳氢氧组成的各种有机物、简单的有机硫化物、有机氮化物、硫化氢和氨等无机类别。需要小气量。低浓度。连续排气。废气处理容器较大。虽然处理过程相对环保,但操作和维护复杂。由于繁琐的生物维护和其他原因,生物处理方法无效。由于监督困难,它仍然无处不在。
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3.主要问题。
适用性差:只适用于特定污染物,生物细菌容易死亡。处理易溶物和可降解污染物时,会受到一定的限制;生物容易因新陈代谢而堵塞;生物法中使用的填料的比表面积和孔隙率直接影响反应器的生物量,整个填料床的压降以及填料床是否容易堵塞;难以实现自动控制;难以提高种运行参数的控制能力,维护成本高,故障难以控制;菌种培育困难:难以筛选出高效降解各种VOCs气体的优势菌种;反应场地约束:反应装置占地面积大,反应时间长。因此,生物法在应用中有许多装饰。
燃烧法
1.污染处理原理。
燃烧方法分为蓄热燃烧技术(RTO)和催化燃烧技术(RCO)。其原理是通过直接燃烧或添加催化剂进行低温燃烧,通过燃烧将有机废气完全降解为水和二氧化碳。
2.实际应用。
燃烧法作为目前处理效率和效果相对理想的工艺,虽然价格相对昂贵,运行成本不低,但已得到大多数专家和部分城市环境主管部门的认可,甚至制定为主要处理工艺。
3.存在的主要问题。
由于蓄热燃烧(RTO)燃烧的室内温度一般不低于750度,甚至高达1000度,因此会产生燃料氮氧化物。氮氧化物根据不同的生成机制分为三类:热型、快速型和燃料型,其中燃料型占60%_95%。在生成燃料NOx的过程中,空气中含有氮的有机化合物或氮通过热裂解产生N、CN、HCN等中间产物基团,然后氧化成NOx。粗算后,一套20万m3/h处理量的蓄热燃烧设备,其氮氧化物排放量约等于35t/h的燃煤流化床锅炉。
在有机废气催化燃烧(RCO)过程中,由于采用自来水作为水喷雾进行预处理,水中氯离子和有机物质带来的氯离子在催化燃烧室(200~500度)容易产生二恶英。但是VOCs处理设备上没有高温高温装置来促进二恶英的分解,所以燃烧过程中气体产生的二恶英会直接排放到大气中。