一般來(lái)說(shuō),對VOCs環(huán)境污染的控制可以從源頭預防,全過(guò)程控制,末端治理三個(gè)層面入手。前者主要以原料替代、工藝技術(shù)改進(jìn)和管理創(chuàng )新等方式完成;后者則以自然環(huán)境本身的VOC治理為重點(diǎn)。由于VOCs的種類(lèi)繁多,不同類(lèi)型VOCs之間的有機化學(xué)特性差異很大,排放標準也很復雜(濃度值、排風(fēng)量、溫度、環(huán)境濕度、細顆粒物等),所以單一的解決技術(shù)難以達到令人滿(mǎn)意的實(shí)際效果,在具體的工程項目中往往選擇綜合的技術(shù)治理。目前普遍采用的VOCs控制系統有冷凝、消化吸收、吸氣、超低溫等離子技術(shù)、光催化反應、加熱焚燒、催化燃燒等。
在高濃度(>5000ppm)VOCs治理中,這種方法是普遍存在的。它的技術(shù)原理是:利用VOCs飽和蒸汽壓隨溫度變化,降低系統軟件溫度或提高系統軟件的工作壓力,將處于蒸汽狀態(tài)的空氣污染物冷凝并與有機廢氣分離。該方法利用率為70-85%,所獲得的VOCs可作為清潔有機溶劑,替代然料應用,從而節省產(chǎn)品成本。該法案不適合處理低熔點(diǎn)、低濃度和極易發(fā)生縮聚反應的VOC。另外,疑點(diǎn)分析法一般不單獨使用,只作為高濃度VOCs的預備方法。
將VOCs有機廢氣引入液體吸附劑中,借助于氣、液兩相濃度差值,實(shí)現VOCs由液相向高效液相的遷移。一般消化吸收裝置有填料塔、洗滌塔等,實(shí)際選型時(shí)應根據VOCs的供氣量及理化特性確定。例如,填料塔適合處理不易消化和吸收的氣泡,不適用于氣高效液相中含有較多固體懸浮固體的場(chǎng)所;而洗滌塔適合用于消化吸收速度快且含有少量固體懸浮固體的氣泡有機廢氣。采用消吸法處理VOCs中濃度值(500~5000ppm)的適當VOCs,高效率達95~98%。
吸附法是一種解決VOCs問(wèn)題的通用技術(shù)方法,它適用于中等和低濃度(<500ppm)VOCs。利用活性碳、碳沸石、氧化鋁微粉、硅橡膠等吸附劑與VOCs的相互作用,使VOCs吸附在吸附劑的表面,從而達到有機廢氣處理的目的。在吸收劑抽吸達到飽和狀態(tài)后,可采用提溫或降壓的方法進(jìn)行再造,完成吸收劑的循環(huán)利用。經(jīng)過(guò)分析,認為需要按照冷凝、消化吸收、催化燃燒、高溫焚燒等處理工藝進(jìn)行進(jìn)一步治理。通用的吸引設備有固定床反應器,移動(dòng)床,循環(huán)流化床和轉軸。
超低溫等離子體技術(shù)利用另一靜電場(chǎng)效應引起的高功率電子器件與N2、02、H2O等非彈性碰撞,形成具有強氧化性的?OH、?O等氧自由基,將VOCs分子結構的空氣中氧化成CO2、H2O等物質(zhì),從而完成VOCs的去除。該方法適用于處理濃度低的汽體,溶解效率高達90%以上,動(dòng)能利用率高。其缺點(diǎn)為溶解空氣污染物不完全,C02選擇性低。為了克服上述缺點(diǎn),該法經(jīng)常與金屬催化劑結合,產(chǎn)生等離子技術(shù)——催化反應技術(shù)。
用標準金屬觸媒表面層產(chǎn)生的電子元件在陽(yáng)光的直接照射下,通過(guò)空穴,VOCs分子結構直接或間接地被氧化去除。目前最常用的金屬催化劑是TiO2,其原因是其可靠性高,催化劑活性好,價(jià)格低廉,易于獲得。該法案去除VOCs反映了溫和的標準,對VOCs分子結構的選擇性較低,其缺陷是溶解過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生多種正中間物質(zhì)。該法律適用于低濃度VOCs治理,適用于室內空氣過(guò)濾,適用于室內空氣過(guò)濾。
加熱式燃燒法,說(shuō)白了就是把高濃度的工業(yè)廢氣直接排入空氣中02,把C02和H20完全氧化,可以分為直接燃燒和儲熱焚燒(RTO),適用于高濃度VOCs治理;對于低濃度VOCs,運行能耗明顯提高。此外,由于爐溫較高(>700攝氏度),在這一溫區內,空氣污染物的分子結構有可能根據高溫液相產(chǎn)生二惡英,形成供熱NCG,造成二次污染。
催燃又名“無(wú)火焰點(diǎn)燃”,它利用金屬催化劑的催化作用,在低溫下高效率地脫除VOCs,被認為是最具市場(chǎng)前景的技術(shù)之一。與加熱燃燒相比,該法運行溫度低(300~50度),運行能耗小,啟動(dòng)快,而且不易造成二次污染。根據有機廢氣加熱方法的不同,催化燃燒可分為基本催化燃燒和儲熱催化燃燒(RCO)o適用于中、低濃度的VOCs治理,解決實(shí)際效果可與加熱燃燒相媲美,具體工程凈化效率高達97%以上(《催化燃燒法有機廢氣治理工程技術(shù)規范》(HJ2027-2013))o特別指出,進(jìn)入催化燃燒設備的VOCs有機廢氣中不得含有導致催化劑中毒的化學(xué)物質(zhì)(如S、As、Pb等),否則需要先用催眠等方法將其清除。
這說(shuō)明治理VOCs的加工工藝多種多樣,方式也各有優(yōu)劣。選擇加工工藝時(shí)要結合自身具體情況,遵循完善可靠、技術(shù)精湛、經(jīng)濟實(shí)用的標準,并考慮到環(huán)保節能、安全、實(shí)際操作簡(jiǎn)便等因素。
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