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有机废气(VOCs)治理技术

日期: 2019-03-27
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1. 废气净化技术原理

 

有机物在催化剂作用下,与空气中的氧发生临氧裂解反应,裂解与氧化产生耦合作用,有机碳被氧化成二氧化碳,氢被氧化成水,实现有机物彻底转化为基本无害的二氧化碳和水。原理如下:


有机废气(VOCs)治理技术


2.可净化的有机废气的种类

 

VOCs(Volatile Organic Compounds)学名挥发性有机物,按照世界卫生组织的定义,沸点在 50—250℃的化合物,室温下饱和蒸气压超过 133.32 Pa,在常温下以蒸气形式存在于空气中的一类有机物为挥发性有机物(VOCs)。从环境监测角度来讲,指以氢焰离子检测器测出的非烃类检出物的总称,包括烃类、氧烃类、含卤烃类、氮烃及硫烃类化合物。

 

VOCs 成分复杂,目前在实验室进行净化测试过的有机物有数百种多种,按其化学结构的不同,可以进一步分为以下几类:


序号

VOCs 类别

主要成分

1

脂肪类碳氢化合物

丁烷正己烷

2

芳香类碳氢化合物

甲苯甲苯苯乙烯

3

 

氯化碳氢化合物

二氯甲烷、三氯甲烷、三氯乙烷氯乙、三氯乙

四氯化碳

4

 

多元醇类

丙酮、丁酮、环己酮、甲基异丁基酮、甲醛、甲醇、异丙醇、异丁醇。

5

 

环氧类化合物

 

乙醚甲酚苯酚环氧乙烷氧丙

6

 

酸类化合物

 

醋酸乙酯醋酸丁酯乙酸

7

 

腈类化合物

 

二甲基酰胺丙烯


3. 废气治理装置

 

VOCs 废气种类繁多,来源广泛,我们把 VOCs 废气分为高浓度(VOCs>10000mg/立方米)和低浓度(VOCs<10000mg/立方米)两种。废气中的 VOCs 大多为生产过程所使用的原料、中间产物或产品,综合考虑 VOCs 的价值和回收成本,对于高浓度的废气需要进行资源回收利用,低浓度的废气则可直接净化处理。针对不同浓度和种类的 VOCs废气,我们设计了回收和净化两个基本单元模块,可单独或组合使用,如下图所示:

有机废气(VOCs)治理技术


(1) 回收模块

 

采用冷凝和吸收组合法,先将 VOCs 废气进行冷却,使部分有机物形成液滴从气体中分离出来,剩余气体再进回收塔,采用低挥发度吸收剂进行吸收。吸收剂优先选择生产工艺中所使用的原料、中间产物、产品等体系中存在的物料,吸收所得物料可返回生产装置循环使用。回收过程采用具有特殊结构的吸收塔,废气流量可在较大范围内波动,使用较小量的吸收剂即可达到理想的吸收效果,具有操作弹性大、回收率高的显著优点。

 

(2) 净化模块

 

采用临氧裂解法,对 VOCs 废气进行一站式净化。将 VOCs 废气与净化后的高温尾气进行热交换,进入净化塔后 VOCs 进行氧化反应,然后达标排放。针对不同废气种类,还可配套碱吸收设备,用于中和吸收含氯、氮、硫、磷等 VOCs净化后产生的酸性气体。

 

净化模块特点:

 

① 工艺流程短:VOCs 废气发生深度氧化反应,生成二氧化碳和水等无机产物,一站式净化即可实现气、水达标排放,无二次污染。

 

② 处理成本低:净化过程只需要引入氧化反应所需要的空气,不需要另加燃料和提供外加热量,也不需要其他动力消耗,以风量 1000m³/h 处理量为例,运行功率约为 10KW,运行成本不到 200 元/天。

 

③ 自动化程度高:整套装置为撬装结构,配备 DCS 集成控制系统,可与产品生产装置形成一体化,操作维护简便。

 

④ 运行安全可靠:采用自主研发的高效催化剂,装置操作温度低,同时安全设施和控制系统完备,实现本质安全和长周期稳定运行


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