工业有机废气处理设备

　　技术

　　传统的吸附技术技术适用于处理绝大多数起到回收价值的VOCs气体，该类气体主要为苯系物、酮、卤代烃、醇、酯、烯烃。处理废气流量宜在2000~4000mg/m3，浓度适合在20~2000ppm，当处理气体流量小于2000mg/m3时会使技术系统运动成本大幅度增高。

　　新型变压吸附(PressureSwingAdsorption，PSA)技术在国外运动比较成熟，该工艺通常在气体压力为0.1~2.5MPa之间运动，但有些含气源无需二次加压。李立清等 采纳PSA技术对单相气体污染物(甲烷、氯氟烃、苯)进行回收，其处理回收率能达到99%，该研究成果可为PSA的工程运动提供参考。日本Bell公司运用PSA技术分离乙醇-水体系，将分压为44676Pa和1679Pa的水与乙醇双组分与混合气输入活性炭吸附床，在加压/常温条件下进行吸附。经次减压进行脱附富水蒸气处理，再经第二次减压进行脱附高纯度乙醇蒸气处理，最后将第二次解吸气体冷却至-20℃，即可回收98%乙醇产品，将该方技术运用至酒精发酵净化浓缩传统工艺中，可使能耗降低50%。深入研究及开发新型吸附剂是PSA技术的重点，图1为PSA工艺简易流程图。经常见到的吸附用料特性如表所示，当中新型用料(沸石分子筛吸附剂)因其高吸附性、无污染性而在国际上越来越受青睐。WeiL等使用粉煤灰合成高效沸石分子筛。在投加10mol/LNaOH、结晶温度140℃及结晶时间8h条件下，所合成沸石分子筛的Si/Al比为7.9，对苯气体的吸附率高达66.51%。在沸石合成中，碱度、Si/Al比、时间和温度的增加将影响苯气的吸附效果。Mukerjee等[7]将煤基活性炭吸附剂浸渍在KI3里，在全碘吸附容器LX-100中，探索正常和限制操作温度下的去污原因。结果显示，吸附处理后碘残留量小于0.5μgml-1，煤基活性炭去除稳定碘的去污因子大于1000。

　　汲取技术

　　在国内外，常用汲取技术处理苯系物的工业投入不高。该技术主要用于回收有价值的有机废气，处理对象为流量是3000~15000m3/h、浓度小于500mg/m3的低浓度有机污染气体，污染气体去除率可达到95~98%，但当气体体积过小时，系统运动性成本将会增高[1]。汲取技术常用的设备有可进行多次重复洗气的喷雾塔、文式洗涤塔、填室塔和板状塔。

　　李湘凌等用水、无苯柴油、添加MOA乳化剂的邻苯二甲酸二丁酯和DH27多肽组成复合汲取液。该复合汲取液可循环使用，循环周期为90d，在系统汲取液用量为7.5m3/h时，去除低浓度苯类有机气体的效率可超过85%。李甲亮等通过模拟汲取实验比较了不同汲取剂组合对甲苯废气的汲取效果，通过实验对照，得出4%BDO汲取液汲取。在甲苯进气流量为0.2L/min、汲取时间为30min、与水基BDO的适合配比为1：99的实验条件下，该汲取液对甲苯废气的汲取浓度可达43.87mg/L。

　　冷凝技术

　　常用冷凝技术主要用于处理浓度高且起到回收价值的有机废气，处理效率在50~85%之间。废气的浓度应大于10000mg/m3，流量不适合大于55Nm3/min，否则气体将因流量过大而对热交换面积要求增高，致使系统运动成本增加。

　　冷凝器按照传热面的结构可分为：管壳式、板面式冷凝器、螺旋螺纹管换热器、卫生级双管板换热器，另外还有螺旋板式、浮头式、板壳式等结构形式，当中以螺旋螺纹管换热器。

　　通常条件下，有机废气的冷凝温度大多低于冷却水温度，所以选用凝固点在-33°C、沸点106°C的乙二醇为冷媒。黄维秋等提出了油气“冷凝+吸附”回收集成技术，并利用Aspen模拟软件及实验对该技术进行了研究。使用该技术回收总油气的回收率可高达99.2%，除此以外，所排放气体尾气浓度可操纵在11.2g/m3。该技术可作为关键共性技术用于多种油气排放的工艺当中。针对冷凝技术，马天琦等[18]运用软件对甲苯负荷及制冷流程进行模拟，分析得出，经预冷处理后的甲苯混合气体从5°C冷却至-35°C，甲苯气体冷凝回收率可达到90%。

　　膜处理技术

　　膜处理技术应用的范围相对照较小，通常适用于处理气体流量小于3000m3/h、浓度大于10000mg/m3的高浓度VOCs气体。膜处理技术根据半透性膜的孔径大小分为MF、NF、UF、RO膜，分离过程中可 采纳错流过滤方法。

　　在膜处理工艺中经常见到的有：蒸汽渗膜、气体膜处理和膜基汲取技术。膜处理技术还可用于回收加油站挥发的气体。Ohlrogge等 采纳GKSS膜-平板膜来回收加油站加油过程中挥发出来的有机废气。基于泵特性，平板膜的压力比和阶段切割跟随压力损失的增加而增强，但这种效应跟随进料流量的增加而减弱。在20毫巴的平均压力损失和体积为20%烃进料下，经膜处理后，烃滞留物HC浓度体积低至0.2~0.25%，回收率可达到99.67~99.77%。

　　在天然气中，Niu等[21]通过添加起到8.2%~20%摩尔分数的CO2新原料而改良胺汲取过程的膜单元，达到去除酸组分的目的。改良后的一级膜(OSMAHRD)和TSMAHRD两级膜(TSMAHRD)处理起到不同摩尔分数(区别为0.15和0.35)的CO2/NG进料，结果显示，一级膜的每单位进料分离成本(SCPUF)低于两级膜。

　　清除技术

　　催化氧化技术

　　常用催化氧化技术处理的气体流量为1000~50000m3/h，适合浓度在2000~10000mg/m3之间。催化氧化技术包括三种方技术：常用热氧化技术，其又分为热力燃烧技术、间壁式、蓄热式，这三者的分别在于对热量回收的方法不同;常用催化氧化技术，催化技术的主要问题是催化剂的挑选，在实际操作中能够挑选适宜的助催化剂，以增加催化剂的催化性能;新型光催化氧化技术，其光源多 采纳波长为254nm的紫外杀菌灯(UV-C)和λ介于2100~3700nm间的荧光黑发灯。

　　日前，新型光催化氧化技术尚未大规模投入生产使用。赵文霞利用TiO2/ACFs复合光催化对流动态甲苯气体进行光催化降解，在紫外线条件下，对甲苯的降解率可达到70.4%。俞家玲等在实验室模拟受VOCs气体污染的大气环境，在经过纳米光催化空气净化器处理之后，苯和甲醛的解离率区别可达到91%、78.8%。

　　生物技术

　　常用生物技术主要用于处理流量大于17000m3/h、浓度为500~2000mg/m3的低浓度大流量有机废气，在20℃~40℃运动温度下，净化率可超90%。

　　常用生物技术主要有三种形式：生物过滤、生物滴塔和生物曝气池。生物技术中，泡沫陶瓷填料比传统的陶粒填料的处理效果好;同时丝网结构载体在高负荷运动设备中的处理效果甚好。

　　微生物对邻苯二甲酸酯类物质(PAEs)、苯类物质等有机污染物的降解速度很慢，主要是因为污染物中的聚合物和复合物分子能够反抗生物降解，致使微生物所必需的酶不可以靠近并破坏化合物分子内部敏感的反应键，限制了生物技术在处理这些气相污染物质方面的应用。陈东之等[34]应用生物滴滤塔，在常温挂膜运动35d后，对二氯甲烷和1,2-二氯乙烷混合气体的去除率可区别维持在80%和75%以上。 采纳环境友好型焦炭填料进行研究，在进气浓度为50~114mg˙m-3时，VOCs去除率可达到90%，处理废气后的填料还可作为燃料。

　　Hort等使用绿色废弃物堆肥的生物过滤反应器与填充有活化用料(AC)6的吸附塔进行组合研究，该系统处理微污染的流出物(浓度在17和52μg/m3之间)，检测出接近733μg/m3的浓度峰。高去除效率证实了混合系统的有效性，尽管生物过滤器的效率大大减少，但是吸附塔在整个过程维持高效率(去除效率接近99%)。Frutos等[36]的研究表示，在由固定床反应器(FBR)与填充床汲取塔连接组合成的新型反硝化生物净化器中，N2O减排性能主要受限于FBR中的低脱氮活性和再循环液体的N2O承载能力，但因为N2O不易溶于水，所以净化效果将受其限制。使用组合净化器净化合成废水(SW)和(100±1)ppmvN2O，稳态N2O去除效率为36±3%，SW总有机碳去除率为(91±1)%。同时，净化器在40min时对N2O单相气体的去除率高达92%。

　　用吸附技术处理单一气相污染物时去除率高，但当气相污染物成分复杂时，其去除效率会减少。而汲取技术中脱附后的废物可经氧化技术、冷凝技术处理，或者通过提纯后回收利用，但脱附设备易受到腐蚀，所以对设备的要求相对较高。在冷凝技术中，管壳式冷凝器是日前使用泛的一种换热器，在同状态和流速下，板面式冷凝器的换热系数比管壳式的大，但是换热阻力也较大。当使用膜处理技术时，需要考虑气压对膜构成的影响。催化氧化技术常用来处理无回收价值的废气，氧化处理后的气体需冷却处理，但排热不当时又会导致热污染，这是催化氧化技术不得不面对的技术处理难题。生物技术反应速率慢，过滤时需要接触面积大的设备，pH难以操纵，而生物技术后续的洗涤处理以及曝气技术则易产生恶臭，但操作简单、成本低。等离子体技术的设施占地面积小、运动的成本低、使用寿命长、可通过添加催化剂来提高其反应的效率。
 

　　有机废气治理装置价格
 

　　生产中有机废气管理经常见到的方法是回收法。为了节约成本，对原料进行重复利用，就需要纯净度较高的溶剂，必要的情况下还应对回收物进行进一步的提纯处理等。然而涂料行业较为特殊，在使用回收法时，因为有机废气里的溶剂浓度不足，所以会造成较大的回收成本。

　　焚烧法是复杂度的一种方法。而在涂料行业，跟随生产的进行会排放大量的低浓度废气，假如引入的是焚烧法，其设备的容积必将很大，假如企业的生产规模很大，则或许设备不止一套。所以焚烧法并不可取。

　　还有一种方法是吸附—脱附法，就是把涂料行业产生的有机废气从大体积低浓度逐一转换成小体积高浓度，一方面能够减少焚烧法所需设备的容积，另一方面也可以够降低所需的燃料。所以能够说将焚烧法与吸附—脱附法结合在共同是一种较为可行的方法。

　　沸石转轮吸附浓缩装置以陶瓷纤维为基材，做成蜂窝状的圆盘轮状系统，轮子表面涂覆疏水性沸石做吸附剂。该吸附装置 采纳吸附-脱附-浓缩焚化三项持续程序，非常适当于大风量、低浓度有机废气管理。通过沸石转轮对挥发性有机废气进行吸附压缩，提高浓度，再将高浓度的废气分子脱附后送入催化氧化炉进行无焰燃烧，分解成二氧化碳和水，达到有机废气管理目的。

　　案例：沸石转轮催化燃烧设备(RCO)安装在客户厂区

　　沸石转轮吸附浓缩装置主要由废气预处理系统、分子筛转轮浓缩吸附系统、脱附系统、冷却干燥系统和自动操纵系统等组成。

　　沸石转轮吸附的目的是为了将VOCs废气从大风量浓缩到小风量高浓度，在小风量情况下，高浓度的VOCs气体将更高效地被燃烧炉处理。VOCs废气在经过旋转转轮处理区的时候被收集，当气体过了转轮后，VOCs就被转轮上的吸附介质吸附从而得到去除。

　　等转轮转到脱附区域时，附着在转轮上的VOCs被持续的炎热的天气及低流量脱附气体从反方向解汲取，高浓缩的VOCs气体从转盘中脱离并送到燃烧炉进行燃烧处理。旋转转轮经过脱附区域，经过低温再生再次转到处理区，对VOCs废气进行吸附净化。

　　经净化的VOCs废气一小部分通过加温进入脱附区，对吸附介质进行再生。大部分已净化气体进入燃烧炉的换热器中，从低温气体转换为炎热的天气气体，并输送到车间供设备烘干使用。多余的已净化气体则与经燃烧处理后的气体通过排气筒排放。