VOCs治理有哪些技术
目前,针对VOCs的末端处理技术很多,有吸收、低温等离子、光催化、生物净化、吸附、催化氧化、锅炉热力焚烧、蓄热式热氧化(RTO)等技术。
卤代烃废气一般具有水溶性低、生化性差、氧化和焚烧过程易产生二次污染等特点,因此吸附法是目前相对最合适的卤代烃废气处理技术,常规吸附法一般采用活性炭或活性碳纤维作为吸附剂,活性炭比表面积相对较小,脱附性能较差,回收溶剂品质一般,且活性炭表面带有催化功能,易导致卤代烃少量分解产生酸性物质;活性碳纤维吸附容量较高,但易被氧化。
大孔树脂具有良好的吸附性能,具有吸附容量大、易再生、选择性好、耐酸碱、回收溶剂品质好等优点,之前常用于废水中有机物的吸附处理,目前正逐步用于VOCs废气的处理。
针对目前卤代烃废气处理存在的问题,海普研发的吸附+(VRRP)工艺核心工艺就是采用HDV型高分子纳米吸附剂,可将废气中的卤代烃吸附去除。
吸附饱和后,用蒸汽对纳米吸附剂进行脱附再生,卤代烃蒸汽能够冷凝回收。具体工艺如下:
具体流程说明为:车间卤代烃废气先经过真空泵抽取后,进行二级冷凝,一级冷凝温度在10℃左右,二级冷凝温度在-10℃左右。冷凝液化后的卤代烃用储罐接收,未冷凝下来的卤代烃废气接入装有纳米吸附剂的吸附塔进行吸附富集(吸附温度为常温,吸附压力为~6kpa),废气经过吸附后可达标排放。‘
吸附剂吸附饱和后,将低压蒸汽通入吸附塔进行吹脱(温度在100℃左右)。吹脱出的卤代烃和水蒸气的混合物再次经过冷凝液化,静置分层,可分离回收出卤代烃。蒸汽脱附后的纳米吸附剂温度较高,通入洁净空气冷却降温至室温后,可重新用于吸附。
该纳米吸附剂具有如下优点:
1、 孔结构可控且孔容积高;
2、 具有良好的物理化学稳定性,耐酸、碱和有机溶剂、具有较高的热稳定性和机械强度,耐磨损;
3、 表面呈现高疏水性,湿度对吸附性能无影响;
4、 容易再生且吸附性能稳定;
5、 不需更换即无危险废物产生。
该工艺对于废气中的卤代烃去除率可达98%以上,并在多个项目现场得到验证。如山东某化工企业所上项目,已取得良好的处理效果:
为确保该装置连续稳定运行及装置排气效果,吸附装置采用3塔2串1脱运行模式,其中2塔首尾串联吸附运行,1台轮换用于脱附再生,脱附切换时对原首塔进行脱附,原尾塔变首塔再与再生后的塔(用作尾塔)重新串联吸附运行。
该项目采用PLC程序自动控制,对吸附装置的温度、压力及液位等参数实时监控,实现全程自动化操作, 且PLC与上位机通信,便于生产中掌握装置运行情况:
(1)配备的独立操作控制柜,便于管理及日常维护;
(2)机泵的控制:机泵与对应储罐液位计联动,随储罐液位的高低而动作;且每台电机均设置现场操作柱,根据需要现场可切换手动/自控操作模式。
(3)吸附系统的自动控制:风机与自控阀门根据温度压力及运行时间等流程进行自动切换;
(4)吸附系统的手动控制:为应对偶然情况需单个设备动作,中央控制台兼有手动系统,即各台设备的控制兼有独立性,可不与其它设备关联。
(5)逻辑控制图包含吸附和脱附模块,吸附模块具备手动、自动、停止、启动等功能,脱附模块具备结束、暂停、恢复、停止、脱附启动等功能。
(6)所有的泵、阀在上位机中有手动控制和自动控制两种操作模式,可以实现对单台泵、阀门的控制。
图1:吸附工艺装置模型图
图2:吸附工艺装置实体图
苯、甲苯、二甲苯、三甲苯等苯类化工原料常被作为溶剂或合成原料广泛应用于农药、油漆、涂料、油墨、印刷、橡胶溶剂等行业,而苯类有机物都具有易挥发性,生产过程中因苯类物质的挥发,常导致废气中VOCs超标,给相关生产企业带来环保压力的同时,也会因苯类原料的挥发流失,给生产企业带来经济上的损失。对此,行业通常采用活性炭(碳纤维)吸附或RTO焚烧的方式进行处理。然而,活性炭(碳纤维)吸附存在吸附回收率低、出口难达标、填料更换频繁、危废产生量大等问题;RTO焚烧虽能彻底解决尾气排放达标问题,但却无法实现回收,造成原料资源的浪费,焚烧处理过程能耗较大。因此,如何既能实现VOCs的资源化回收,又能实现尾气的达标排放,成为了行业企业的共同期盼。
蓝晓科技基于对苯类有机原料分子特性的研究分析,采用创新研制的seplite®LXQ高比表面、高强度聚苯乙烯大孔吸附树脂,并结合自行设计的sepsolut® 废气吸附系统装置,可实现苯类废气VOCs的高效吸附与回收,处理精度高(尾气VOCs可处理到20mg/m³以下),苯类挥发物回收率高达99%以上,处理效果经不同领域数十家企业现场中试及工业化验证,稳定可靠。蓝晓科技废气VOCs专用处理树脂与系统技术,为相关行业企业提供了一种更高性价比的苯类废气VOCs处理选择。
n 蓝晓废气VOCs专用处理树脂与系统技术在苯类废气处理上的优势特点
(1)性能稳定,树脂损耗小(正常条件下使用五年以上,年补充率小于10%)。
(2)易脱附,运行成本远低于活性炭或碳纤维回收工艺。
(3)处理精度高,去除回收率高达99%以上。
(4)球形树脂吸附填料,系统运行风阻更小。
(5)处理弹性大,可承受较大风量与浓度波动。
参考资料
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原理:吸附浓缩-催化燃烧法原理及流程,该设备采用多气路连续工作,设备多个吸附床可交替使用。含有机物的废气经风机的作用,经过活性炭吸附层,有机物质被活性炭特有的作用力截留在其内部,吸附去处效率达80%,吸附后的洁净气体排出;经过一段时间后,活性炭达到饱和状态时,停止吸附,此时有机物已被浓缩在活性炭内,之后按照PLC自动控制程序将饱和的活性炭床与脱附后待用的活性炭床进行交替切换。CO(催化氧化设备)自动升温将热空气通过风机送入活性炭床使碳层升温将有机物从活性炭中“蒸”出,脱附出来的废气属于高浓度、小风量、高温度的有机废气。
本处理装置工艺采用湿法除尘+干式过滤+吸附+催化净化装置,工作方式为:一个湿式除尘塔+干式过滤器+若干个吸附床,经过除尘过滤去除漆雾后,有机废气进入吸附床中进行吸附工作,净化后的气体由风机排入排气筒达标排放。日常工作时吸附床中一个进行脱附再生工作,其余进行吸附工作。脱附时启动催化燃烧器中的电预热器,待温度达到起燃温度时,由脱附风机和补冷风机补入系统中的冷风,经混合后调到适当温度(140℃,其中废气中有机成分沸点:甲苯110.6℃,二甲苯138-144℃)后送入吸附床进行脱附操作,吹脱出的高浓度有机废气(可浓缩10-20倍)与燃烧后的热废气在热交换器中进行热交换得到预热后送入燃烧室,在燃烧室中升到起燃温度后由催化剂将有机物氧化分解为无害的CO2和H2O。燃烧后的废气经脱附出的气体热交换温度降低至180-200℃后用于脱附,多余废气排入排气筒。
由多个吸附床轮流进行吸附和脱附再生,吸附与脱附之间切换,连续运行(工作时间可根据企业生产情况调节)。本工程设计废气浓度100ppm,浓缩后有机废气浓度可达到5000mg/m3以上,在燃烧器启动通过电加热升温至起燃温度后,可维持自燃。 气体进口处设一直排口,装有电动阀门控制,在设备不工作时,直排口始终打开,当吸附装置风机出现故障时,直排阀门自动打开,进行检修作业。脱附再生采用催化净化装置,装置进出口均安装阻火器,整个系统采用PLC 控制。
RCO活性炭吸附、脱附、催化燃烧一体装置产品详解