【廢氣】風量大、濃度低VOC處理工藝

關于大風量低濃度的有機廢氣的處理工藝

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)過程中，由于有機溶劑的揮發(fā)產(chǎn)生大量的有機廢氣，需凈化達標后才可排放。其特點往往是，車間廢氣風量大20000m3
/h---180000m3/h，但是濃度相對較低200mg/m3--800mg/m3

一般有機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。但是對于大風量，低濃度的有機廢氣，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。尋找性價比高的，高效的低揮發(fā)性吸收液也比較難，同時還存在二次污染，凈化效果也不理想。

活性碳直接吸附。凈化效果好，但是運營成本會很高，因為要求經(jīng)常更換活性炭以保證凈化效果，并且換碳過程中造成二次污染。

直接燃燒。適合高濃度、小風量廢氣治理。不容易控制和掌握，對運行技術要求高。對大風量低濃度的廢氣治理，能耗非常大，運行成本高。

催化燃燒。適合高溫或高濃度的有機廢氣治理，國內技術成熟，使用經(jīng)驗廣泛。節(jié)約能源；凈化率高，工藝簡單，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。對于成份相對單一，濃度高的有機廢氣，還是有很大的優(yōu)勢，回收利用價值也很高，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 。此方法結合了直接吸附法和催化燃燒法各自的優(yōu)點，避免了弊端，適用于大風量低濃度的有機廢氣治理，運行成本低，技術實用，成熟。

工藝原理：

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

具體工藝流程說明

(1)預處理

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

(2)吸附

      經(jīng)預處理的廢氣進入到吸附階段，用活性炭將廢氣中的有機成份吸附在內部微孔結構中，凈化后的潔凈氣體通過煙囪達標排放。每套裝置設二至四臺吸附裝置，即一臺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)進行，從而使凈化系統(tǒng)可連續(xù)運行，可配合業(yè)主生產(chǎn)。

(3)脫附-催化燃燒

達到飽和狀態(tài)的吸附裝置停止吸附，進入脫附狀態(tài)，此進啟動催化燃燒床預熱系統(tǒng)對催化劑進行預熱，同時產(chǎn)生一定量的熱空氣，當床層溫度達到設定值時將熱空氣送入吸附裝置，活性炭受熱解析出高濃度的有機氣體，由風機引入催化燃燒床，在貴金屬催化劑的作用下于一個較低的溫度下進行無焰催化燃燒，將有機成分轉化為無毒、無害的CO2 和H2O，同時釋放出大量的熱量，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活性炭的解析再生，從而大大降低了能耗。

工藝改進：

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

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。將原本風量大，溶度低的有機廢氣濃縮后，變成高濃度的有機廢氣再進行催化燃燒，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)獨立，實現(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。達到真正意義上的“節(jié)能減排”循環(huán)經(jīng)濟目的。

大風量低濃度有機廢氣凈化技術

1、 廢氣凈化技術
主要來自汽車、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，因此對其治理技術的選用取決于各行業(yè)有機污染物的性質、濃度、凈化要求及經(jīng)濟性等因素。對VOCs有機廢氣的常規(guī)處理方法有吸收法、吸附法、燃燒法、生物法等，而對于大風量（≥20000m3/h）、低濃度（≤1000mg/m3）且排放穩(wěn)定的有機廢氣來說，目前國外最成熟、最徹底的治理技術是：預處理+活性炭吸附凈化結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濕式+干式一體化預處理設備將其去除，然后將有機廢氣通過吸附劑（活性炭或分子篩等）吸附凈化達標排放，同時吸附過程中將有機組分濃縮（將總量濃縮15倍左右）以減少催化燃燒處理的有機廢氣總量，脫附時利用催化燃燒產(chǎn)生的高溫氣體對吸附劑進行脫附再生，脫附下來的高濃度氣體通過催化燃燒技術進行徹底的氧化分解處理并達標排放。本工藝本質是：將大風量低濃度有機廢氣通過吸附濃縮后轉變?yōu)樾★L量高濃度有機廢氣進行最終的凈化技術。

2、 吸附凈化濃縮+催化燃燒脫附技術應用實例
廢氣凈化系統(tǒng)主要由除塵預處理、吸附床、熱交換器、加熱室、催化床、引風機、電控柜及安全報警裝置等組成。
以廣東某自動噴漆生產(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、鍵盤、耳機等）。在生產(chǎn)過程中外殼等部件需經(jīng)底漆、面漆兩層自動噴漆處理工藝，為保證噴漆質量必須對噴漆房設置有效的送風和排風系統(tǒng)，排出的廢氣中含有低濃度的有機溶劑，通常為苯、甲苯、二甲苯等有害物質，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m3/h，入口廢氣濃度為≤1000mg/m3。經(jīng)實際使用情況，實現(xiàn)了一次性投資省、運行費用低、凈化效果穩(wěn)定、自動控制程度高、維護和管理簡易等目的。
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：

大風量低濃度廢氣治理工藝流程圖

工藝說明：① 單間自動噴漆房的排風量為30000m3/h，共4間噴漆房4個排氣口；② 噴漆廢氣的凈化工藝是先經(jīng)過濕式噴淋除塵和干式脫水除塵后，再經(jīng)過活性炭吸附后實現(xiàn)達標排放；③ 經(jīng)過一定的吸附時間，吸附劑達到一定的飽和濃度后活性炭經(jīng)過催化燃燒設備脫附實現(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，另一套吸附床進入脫附和再生階段；只需切換閥門即可實現(xiàn)活性炭吸附床在吸附狀態(tài)和再生狀態(tài)之間的程序自動控制；
催化燃燒工藝和原理詳見上一篇《小風量高濃度有機廢氣處理技術》文章。


3、 吸附濃縮+催化燃燒技術優(yōu)勢
1）采用吸附，脫附濃縮的工藝。將原本風量大，溶度低的有機廢氣濃縮后，變成風量小濃度高的有機廢氣再進行催化燃燒分解，大大的降低了直接催化燃燒的投資費用和運行費用。
2）在吸附材料上選用新型吸附材料--蜂窩狀活性炭。其特點是空氣動力學性突出流速在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，運行費用低；比表面積大，吸附能力強，使用壽命長。
3）催化劑選用高活性貴金屬催化劑，有機物氧化徹底、速率高、反應時間短、溫度低、無火焰燃燒，使用壽命長。
4）脫附床與催化燃燒系統(tǒng)獨立，實現(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。達到真正意義上的“節(jié)能減排”循環(huán)經(jīng)濟目的。