有機廢氣處理消除法有熱氧化、催化燃燒、生物氧化及集成技術(shù)。
有機廢氣處理消除法主要是通過化學或生化反應, 用熱、催化劑和微生物將有機物轉(zhuǎn)變成為CO2和水。
熱氧化有機廢氣處理--廢氣處理設備
熱氧化系統(tǒng)就是火焰氧化器, 通過燃燒來消除有機物的, 其操作溫度高達700℃～1 ,000℃。這樣不可避免地具有高的燃料費用, 為降低燃料費用, 需要回收離開氧化器的排放氣中的熱量。
回收熱量有兩種方式, 傳統(tǒng)的間壁式換熱和新的非穩(wěn)態(tài)蓄熱換熱技術(shù)。
間壁式熱氧化是用列管或板式間壁換熱器來捕獲凈化排放氣的熱量, 它可以回收40%～70%的熱能, 并用回收的熱量來預熱進入氧化系統(tǒng)的有機廢氣。預熱后的廢氣再通過火焰來達到氧化溫度,進行凈化, 間壁換熱的缺點是熱回收效率不高。
蓄熱式熱氧化(簡稱RTO) 回收熱量采用一種新的非穩(wěn)態(tài)熱傳遞方式。主要原理是: 有機廢氣和凈化后的排放氣交替循環(huán), 通過多次不斷地改變流向, 來限度地捕獲熱量, 蓄熱系統(tǒng)提供了蓄熱式熱氧化/催化燃燒高的熱能回收, 在某個循環(huán)周期內(nèi), 含VOC的有機廢氣進入RTO系統(tǒng), 首先進入耐火蓄熱床層(該床層已被前一個循環(huán)的凈化氣加熱) , 廢氣從床層 吸收熱能使溫度升高, 然后進入氧化室; VOC 在氧化室內(nèi)被氧化成CO2和H2O, 廢氣得到凈化; 氧化后的高溫凈化氣離開燃燒室, 進入另一個冷的蓄熱床層 , 該床從凈化排放氣中吸收熱量, 并儲存起來(用來預熱下一個循環(huán)的進入系統(tǒng)的有機廢氣) 。并使凈化排放氣的溫度降低。此過程進行到一定時間, 氣體流動方向被逆轉(zhuǎn), 有機廢氣從床層進入系統(tǒng)。此循環(huán)不斷地吸收和放出熱量, 作為熱阱的蓄熱床也不斷地以進口和出口的操作方式改變, 產(chǎn)生了高效熱能回收, 熱回收率可高達95% , VOC的消除率可達99%。
集成技術(shù)(炭吸附+ 催化氧化)有機廢氣處理
對于大流量、低濃度的有機廢氣, 使用上述單一方法處理費用太高, 不經(jīng)濟。利用炭吸附具有處理低濃度和大氣量的優(yōu)勢, 先用活性炭捕獲廢氣中的有機物, 然后用小得多流量的熱空氣來脫附, 這樣可使VOC 富集10～15 倍, 大大地減少了處理廢氣的體積, 使后處理設備的規(guī)模也大幅度地降低。
把濃縮后的氣體送到催化燃燒裝置中, 利用催化燃燒適于處理較高濃度的特點來消除VOC。催化燃燒放出的熱量可以通過間壁換熱器, 來預熱進入炭吸附床的脫附氣, 降低系統(tǒng)的能量需要量。此技術(shù)利用炭吸附處理低濃度和大氣量的特點, 又利用催化床處理適中流量、高濃度的優(yōu)勢。形成一非常有效的集成技術(shù)。 用于噴漆、印刷和制鞋等排放大流量、低濃度有機廢氣行業(yè)的治理。
催化燃燒有機廢氣處理
催化燃燒是一種類似熱氧化的方式來處理VOC 的, 它凈化有機物是用鉑、鈀等貴金屬催化劑及過渡金屬氧化物催化劑來代替火焰, 操作溫度較熱氧化低一半, 通常為250 ℃～500 ℃。由于溫度降低, 允許使用標準材料來代替昂貴的特殊材料, 大大地降低設備費用和操作費用。與熱氧化相似, 系統(tǒng)仍可分為間壁式和蓄熱式兩類熱量回收方式。
間壁式催化燃燒是在催化床后設一個換熱器,該換熱器在降低排放氣溫度的同時, 也預熱含VOC 的有機廢氣, 其熱回收達60%～75%。該類氧化器早已用于工業(yè)過程。
蓄熱催化燃燒(簡稱為RCO) 是一種新的催化技術(shù)。它具有RTO 高效回收能量的特點和催化反應的低溫操作及能量有效性的優(yōu)點, 將催化劑置于蓄熱材料的頂部, 來使凈化達到, 其熱回收率高達95 %～98 %。RCO 系統(tǒng)性能的關鍵是使用專用的催化劑,浸漬在鞍狀或是蜂窩狀陶瓷上的貴金屬或過渡金屬催化劑, 允許氧化發(fā)生在RTO系統(tǒng)溫度的一半,既降低了燃料消耗, 又降低了設備造價。
有的國家已經(jīng)開始使用RCO技術(shù)進行有機廢氣的消除處理, 很多RTO 設備已開始轉(zhuǎn)變成RCO ,這樣可以削減操作費用達33%～75% ,并增加排放氣流量達20%～40%。
