【廢氣】風(fēng)量大、濃度低VOC處理工藝

關(guān)于大風(fēng)量低濃度的有機(jī)廢氣的處理工藝

在集裝箱制造行業(yè)中漆房和烘房等車間；印刷行業(yè)中印刷，涂布等車間；電子制造行業(yè)中焊接，烘干等工藝；及其他行業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，由于有機(jī)溶劑的揮發(fā)產(chǎn)生大量的有機(jī)廢氣，需凈化達(dá)標(biāo)后才可排放。其特點(diǎn)往往是，車間廢氣風(fēng)量大20000m3
/h---180000m3/h，但是濃度相對(duì)較低200mg/m3--800mg/m3

一般有機(jī)廢氣的治理的方法有吸收法 ，吸附法，直接燃燒法，催化燃燒法，冷凝回收法等等。但是對(duì)于大風(fēng)量，低濃度的有機(jī)廢氣，以上各法均有弊端。

吸收法。本法適合于溫度低、中高濃度的廢氣。尋找性價(jià)比高的，高效的低揮發(fā)性吸收液也比較難，同時(shí)還存在二次污染，凈化效果也不理想。

活性碳直接吸附。凈化效果好，但是運(yùn)營(yíng)成本會(huì)很高，因?yàn)橐蠼?jīng)常更換活性炭以保證凈化效果，并且換碳過(guò)程中造成二次污染。

直接燃燒。適合高濃度、小風(fēng)量廢氣治理。不容易控制和掌握，對(duì)運(yùn)行技術(shù)要求高。對(duì)大風(fēng)量低濃度的廢氣治理，能耗非常大，運(yùn)行成本高。

催化燃燒。適合高溫或高濃度的有機(jī)廢氣治理，國(guó)內(nèi)技術(shù)成熟，使用經(jīng)驗(yàn)廣泛。節(jié)約能源；凈化率高，工藝簡(jiǎn)單，操作方便，安全性好。但是不適用于低濃度的廢氣治理。

    冷凝回收。對(duì)于成份相對(duì)單一，濃度高的有機(jī)廢氣，還是有很大的優(yōu)勢(shì)，回收利用價(jià)值也很高，能創(chuàng)造具大回收效益。

現(xiàn)在普遍用的方法是：吸附---催化燃燒法 。此方法結(jié)合了直接吸附法和催化燃燒法各自的優(yōu)點(diǎn)，避免了弊端，適用于大風(fēng)量低濃度的有機(jī)廢氣治理，運(yùn)行成本低，技術(shù)實(shí)用，成熟。

工藝原理：

用活性炭對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行吸附，吸附接近飽和后引入熱空氣對(duì)熱活性炭進(jìn)行脫附再生。利用熱空氣解析出的有機(jī)廢氣引入催化燃燒床進(jìn)行無(wú)焰燃燒凈化處理，處理后的潔凈氣體達(dá)標(biāo)排放。熱氣體可通過(guò)熱交換再做為脫附熱風(fēng)在系統(tǒng)中循環(huán)使用。

具體工藝流程說(shuō)明

(1)預(yù)處理

     因廢氣中含有大量漆霧及一定量的塵雜，若未經(jīng)去除直接進(jìn)入吸附裝置，極易造成吸附材料的微孔堵塞，嚴(yán)重影響吸附效果、增加系統(tǒng)阻力、影響通風(fēng)效果甚至給系統(tǒng)造成安全隱患。 預(yù)處理過(guò)程去除了廢氣中的細(xì)微粉塵、雜物或粘性漆霧等，保障活性炭無(wú)堵塞，使吸附過(guò)程正常運(yùn)行。

(2)吸附

      經(jīng)預(yù)處理的廢氣進(jìn)入到吸附階段，用活性炭將廢氣中的有機(jī)成份吸附在內(nèi)部微孔結(jié)構(gòu)中，凈化后的潔凈氣體通過(guò)煙囪達(dá)標(biāo)排放。每套裝置設(shè)二至四臺(tái)吸附裝置，即一臺(tái)吸附裝置處于脫附再生階段或備用階段外，其它吸附裝置處于吸附階段，吸附脫附循環(huán)連續(xù)進(jìn)行，從而使凈化系統(tǒng)可連續(xù)運(yùn)行，可配合業(yè)主生產(chǎn)。

(3)脫附-催化燃燒

達(dá)到飽和狀態(tài)的吸附裝置停止吸附，進(jìn)入脫附狀態(tài)，此進(jìn)啟動(dòng)催化燃燒床預(yù)熱系統(tǒng)對(duì)催化劑進(jìn)行預(yù)熱，同時(shí)產(chǎn)生一定量的熱空氣，當(dāng)床層溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)將熱空氣送入吸附裝置，活性炭受熱解析出高濃度的有機(jī)氣體，由風(fēng)機(jī)引入催化燃燒床，在貴金屬催化劑的作用下于一個(gè)較低的溫度下進(jìn)行無(wú)焰催化燃燒，將有機(jī)成分轉(zhuǎn)化為無(wú)毒、無(wú)害的CO2 和H2O，同時(shí)釋放出大量的熱量，可維持催化燃燒所需的起燃溫度，使廢氣燃燒過(guò)程基本不需外加的能耗（電能），并將部分熱量回用于吸附裝置內(nèi)活性炭的解析再生，從而大大降低了能耗。

工藝改進(jìn)：

1.在吸附材料上選用新型吸附材料--蜂窩狀活性炭。其特點(diǎn)是空氣動(dòng)力學(xué)性突出流速在1.5-2m/t，使得吸附脫速率快脫附解析完全，財(cái)生吸附率衰減慢，孔壁薄阻力較小，較高的強(qiáng)度，比表面積大，吸附能力強(qiáng)，成本相對(duì)低廉，使用壽命長(zhǎng)。

2.催化劑選用高活性貴金屬催化劑。

3.采用吸附，脫附濃縮的工藝。將原本風(fēng)量大，溶度低的有機(jī)廢氣濃縮后，變成高濃度的有機(jī)廢氣再進(jìn)行催化燃燒，大大的降低了直接催化燃燒的能耗。燃燒效率高，凈化徹底。

5.吸附脫附系統(tǒng)獨(dú)立，實(shí)現(xiàn)脫附吸熱與燃燒放熱的平恒。

4. 利用催化燃燒余熱回用系統(tǒng)，將催化燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量根據(jù)業(yè)主的具體需求回收利用，如回用在給烘房提供熱量。達(dá)到真正意義上的“節(jié)能減排”循環(huán)經(jīng)濟(jì)目的。

大風(fēng)量低濃度有機(jī)廢氣凈化技術(shù)

1、 廢氣凈化技術(shù)
主要來(lái)自汽車、家具、印刷、家電、電子、五金塑膠等行業(yè)在噴漆生產(chǎn)過(guò)程中排放的污染物。廢氣的排放隨生產(chǎn)行業(yè)、工況條件的不同，其成分、濃度也各不相同，因此對(duì)其治理技術(shù)的選用取決于各行業(yè)有機(jī)污染物的性質(zhì)、濃度、凈化要求及經(jīng)濟(jì)性等因素。對(duì)VOCs有機(jī)廢氣的常規(guī)處理方法有吸收法、吸附法、燃燒法、生物法等，而對(duì)于大風(fēng)量（≥20000m3/h）、低濃度（≤1000mg/m3）且排放穩(wěn)定的有機(jī)廢氣來(lái)說(shuō)，目前國(guó)外最成熟、最徹底的治理技術(shù)是：預(yù)處理+活性炭吸附凈化結(jié)合催化燃燒脫附再生工藝。
凈化工藝：先將原始廢氣中的漆霧顆粒物通過(guò)濕式+干式一體化預(yù)處理設(shè)備將其去除，然后將有機(jī)廢氣通過(guò)吸附劑（活性炭或分子篩等）吸附凈化達(dá)標(biāo)排放，同時(shí)吸附過(guò)程中將有機(jī)組分濃縮（將總量濃縮15倍左右）以減少催化燃燒處理的有機(jī)廢氣總量，脫附時(shí)利用催化燃燒產(chǎn)生的高溫氣體對(duì)吸附劑進(jìn)行脫附再生，脫附下來(lái)的高濃度氣體通過(guò)催化燃燒技術(shù)進(jìn)行徹底的氧化分解處理并達(dá)標(biāo)排放。本工藝本質(zhì)是：將大風(fēng)量低濃度有機(jī)廢氣通過(guò)吸附濃縮后轉(zhuǎn)變?yōu)樾★L(fēng)量高濃度有機(jī)廢氣進(jìn)行最終的凈化技術(shù)。

2、 吸附凈化濃縮+催化燃燒脫附技術(shù)應(yīng)用實(shí)例
廢氣凈化系統(tǒng)主要由除塵預(yù)處理、吸附床、熱交換器、加熱室、催化床、引風(fēng)機(jī)、電控柜及安全報(bào)警裝置等組成。
以廣東某自動(dòng)噴漆生產(chǎn)線廢氣治理工程為例：
廣東某電子產(chǎn)品制造有限公司是一家大型股份制企業(yè)，專業(yè)生產(chǎn)電腦外配件（如鼠標(biāo)、鍵盤、耳機(jī)等）。在生產(chǎn)過(guò)程中外殼等部件需經(jīng)底漆、面漆兩層自動(dòng)噴漆處理工藝，為保證噴漆質(zhì)量必須對(duì)噴漆房設(shè)置有效的送風(fēng)和排風(fēng)系統(tǒng)，排出的廢氣中含有低濃度的有機(jī)溶劑，通常為苯、甲苯、二甲苯等有害物質(zhì)，因而必須經(jīng)處理后方可排入大氣。該企業(yè)的廢氣排放量為12萬(wàn)m3/h，入口廢氣濃度為≤1000mg/m3。經(jīng)實(shí)際使用情況，實(shí)現(xiàn)了一次性投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、凈化效果穩(wěn)定、自動(dòng)控制程度高、維護(hù)和管理簡(jiǎn)易等目的。
吸附凈化濃縮+催化燃燒脫附廢氣治理工藝流程如下圖所示：

大風(fēng)量低濃度廢氣治理工藝流程圖

工藝說(shuō)明：① 單間自動(dòng)噴漆房的排風(fēng)量為30000m3/h，共4間噴漆房4個(gè)排氣口；② 噴漆廢氣的凈化工藝是先經(jīng)過(guò)濕式噴淋除塵和干式脫水除塵后，再經(jīng)過(guò)活性炭吸附后實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放；③ 經(jīng)過(guò)一定的吸附時(shí)間，吸附劑達(dá)到一定的飽和濃度后活性炭經(jīng)過(guò)催化燃燒設(shè)備脫附實(shí)現(xiàn)再生。本方案中吸附凈化段采用三床并聯(lián)方式，其中任何兩套吸附床處于吸附階段的同時(shí)，另一套吸附床進(jìn)入脫附和再生階段；只需切換閥門即可實(shí)現(xiàn)活性炭吸附床在吸附狀態(tài)和再生狀態(tài)之間的程序自動(dòng)控制；
催化燃燒工藝和原理詳見(jiàn)上一篇《小風(fēng)量高濃度有機(jī)廢氣處理技術(shù)》文章。


3、 吸附濃縮+催化燃燒技術(shù)優(yōu)勢(shì)
1）采用吸附，脫附濃縮的工藝。將原本風(fēng)量大，溶度低的有機(jī)廢氣濃縮后，變成風(fēng)量小濃度高的有機(jī)廢氣再進(jìn)行催化燃燒分解，大大的降低了直接催化燃燒的投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用。
2）在吸附材料上選用新型吸附材料--蜂窩狀活性炭。其特點(diǎn)是空氣動(dòng)力學(xué)性突出流速在1.5-2m/t，使得吸附脫速率快脫附解析完全，孔壁薄阻力較小，運(yùn)行費(fèi)用低；比表面積大，吸附能力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)。
3）催化劑選用高活性貴金屬催化劑，有機(jī)物氧化徹底、速率高、反應(yīng)時(shí)間短、溫度低、無(wú)火焰燃燒，使用壽命長(zhǎng)。
4）脫附床與催化燃燒系統(tǒng)獨(dú)立，實(shí)現(xiàn)脫附吸熱與燃燒放熱的能量平恒利用，大大降低系統(tǒng)能耗。
5）利用催化燃燒余熱回用系統(tǒng)，將催化燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量根據(jù)業(yè)主的具體需求回收利用，如回用在給烘房提供熱量。達(dá)到真正意義上的“節(jié)能減排”循環(huán)經(jīng)濟(jì)目的。