有機廢氣中VOCs的回收和處理

 

 

 

 

 

核心提示:近30年來，隨著我***經濟的快速發展和城市化進程的加快，我***的空氣質量嚴重受損。過去的藍天白云在很多地方都成為了美***的回憶。VOCs污染問題日益嚴重，嚴重影響了我***可持續發展和人民生活質量。

 

30年來，隨著我***經濟的快速發展和城市化進程的加快，我***的空氣質量受到了嚴重的損害。過去的藍天白云在很多地方都成為了美***的回憶。VOCs污染問題日益嚴重，嚴重影響了我***可持續發展和人民生活質量。

有機廢氣中VOCs的回收和處理

揮發性有機化合物(揮發性有機化合物)揮發性有機化合物的排放主要來自石化工業、有機化合物的氯氣系統和有機溶劑涂層系統。揮發性有機化合物釋放到***氣中會引起一系列的健康、環境和安全問題。當有機溶劑揮發到***氣中，它不能被環境分解，所以它對環境的危害不局限于生活在油漆中的人。以涂層為例，有機揮發性化合物(VOCs)在涂層剛剛完成時可以揮發95% - 97%左右，但后者的2% - 5%將在未來幾年內釋放出來，使長期生活在有毒環境中的人們暴露出來。這些揮發性有機物質含有芳香烴(甲苯、二甲苯、二甲苯等)、乙酸乙酯、丙酮等，這些化學物質會危害中樞神經系統、肝臟、腎臟、眼睛、鼻子、喉嚨等呼吸系統。

 

鑒于其危害性，西方發達***家已經頒布了控制其排放的法律法規。《中******氣污染防治法》***三十六條規定，嚴格限制向***氣排放含有毒物質的氣體和粉塵。確有需要排放的，應當進行凈化處理，不得超過規定的排放標準。***三十七條規定工業生產中產生的可燃氣體應當循環使用。這些都促進了VOCs處理技術的發展。

 

1。揮發性污染物的類型

 

根據揮發性有機化合物的結構，可分為8類，如表1所示。

 

表1可回收的常見VOCs

表1可回收的常見VOCs

2。有機溶劑的回收和處理。

 

目前，VOCs的處理方法主要分為破壞性方法和非破壞性方法。破壞方法包括燃燒法和催化氧化法，將VOCs轉化為CO2和H2O。非破壞性方法包括縮合、吸收、吸附和膜分離。

 

碳的吸附和冷凝長期以來一直是工業化的。碳吸附法是目前應用***廣泛的一種方法，對苯、乙酸乙酯、氯仿和其他揮發性有機化合物的回收非常有效。冷凝法主要用于回收高沸點和高濃度VOCs。膜分離技術具有高效、節能、環保、分子過濾等***點，已廣泛應用于水處理化工、電子、醫藥、食品加工等***域，成為本世紀***重要的分離技術之一。

 

2.1燃燒的方法

 

燃燒法是指揮發性有機物在高溫、充足空氣下的完全燃燒，分解為CO2和H2O。對石油化工、印刷、涂料生產、醫藥生產過程中產生的高濃度VOCs氣體的處理具有較高的效率。但如果廢氣中含有氯、硫、氮等元素，燃燒后會產生有害氣體，造成二次污染。燃燒方法包括直接燃燒、催化燃燒和熱燃燒。熱燃燒法是指處理低濃度的廢氣，增加燃燒氣體以提高溫度，達到去除的目的。催化燃燒方法是使用催化劑減少揮發性有機化合物的儀器所需氣體燃燒溫度,并能回收燃燒所產生的熱量,如楊措/ CeO2 -氧化鋯/二氧化鈦催化劑,溫度達到270℃可以完全除去乙酸乙酯。催化燃燒法廣泛應用于焦化、化工、金屬印刷等行業。近年來，***內外研究人員一直在開發新的催化劑，以實現能源安全的雙重效益

2.4.2流化床吸附法

移動床吸附系統由吸附單元和解吸單元組成。廢氣從吸附床底部流出，從底部流向***部，流動吸附劑，吸附劑與吸附劑接觸后被吸附。凈化后的廢氣從***部排出，VOCs的吸附劑從底部排出并進入解吸單元。在解吸單元中，將吸附劑加熱以釋放有機物質，并將氣體引入冷凝單元以回收有機溶劑。再生后，將吸附劑送回吸附單元***部，繼續吸附操作。

2.4.3濃縮輪法

濃縮輪是一個充滿吸附劑的旋轉輪。廢氣從轉輪的上游側進入濃縮輪的吸附區域，吸附的廢氣從轉輪的下游排出；同時，較小的氣流的解吸氣體的較高溫度I。NTO在廢氣流的相反方向上的濃縮輪的解吸區域，并且吸附的VOC被去除。濃縮輪以一定的速度緩慢旋轉，從而可以在系統中完成吸附和解吸，從而可以濃縮VOC，******降低設備投資。

2.5膜分離法

2.5.1氣膜分離原理

膜法氣體分離的基本原理是根據壓力下混合氣體中各組分的不同傳輸速率來達到分離目的。對于不同結構的膜，氣體的傳輸和擴散模式不同，因此分離機理不同。目前，氣體通過膜分離的機理有兩種：一是氣體通過多孔膜的擴散機理；二是氣體通過非多孔膜的溶解和擴散機制。膜分離技術廣泛應用于工業污水處理、氣體分離、食品加工、石化產品等***域。由于膜分離操作溫度為室溫，且材料不發生相變，具有節能、高效的***點。

2.5.2膜法處理揮發性有機化合物的工藝

在VOCs的分離過程中，通常使用硅橡膠膜等橡膠聚合物膜。分離過程如圖1所示。

有機蒸氣分離膜示意圖

VOCs的空氣流動，在一定的壓差下，VOCs***先滲透膜，并在膜的可滲透側形成富VOCs流動，并在膜的截留側形成較差的VOCs氣流，主要包含不易滲透W的氣體。氮、氧和甲烷。

2.5.3膜法處理揮發性有機化合物的工藝

1）冷凝一膜分離

對于高濃度VOCs，2%～40%（V%）的氣流主要由壓縮冷凝和膜系統組成。流程圖如2所示。這種集成技術可以使VOCs的回收率達到95%～99%，而非低溫壓縮和冷凝過程只能回收約60%的VOCs。同時，該工藝可將原來的低溫冷凝回收改為常溫冷凝回收，如PVC工業中氯乙烯VCM單體的回收。目前的工藝是采用20℃下深冷回收，保證冷凝器出口流量達到標準。如果使用圖2的流程，冷凝可以在常溫下冷凝。濃縮后的VCM在膜系統濃縮后進一步濃縮，通過調節膜面積和操作參數可以調節膜的濃度和操作參數。滿足排放要求。這避免了冷凝器的周期解凍和維持低冷凝溫度的高運行成本。

壓縮冷凝膜系統

2）膜分離真空冷凝

空氣中有一些廢氣，如苯、甲苯、二甲苯，VOCs含量可達到幾萬上萬ppm，直接壓縮冷凝，往往得不到液態VOCs，此時使用的技術如圖3所示。鼓風機將含VOCs的空氣運載到膜表面，利用真空泵在膜的可滲透側產生一定的真空，提供氣體滲透的驅動力，使VOCs富集在滲透側，然后回收富集VOCs。以液體的形式凝結。膜的捕獲側的VOCs含量很低，可以是DIR。