VOCs废气如何处理
吸附回收净化技术
吸附回收技术是一种简单实用的VOCs治理技术，其不仅能有效的治理有机废气，而且能回收有机溶剂，既解决了环境污染问题，同时创造了可观的经济效益，深得企业认可，具有较好的市场应用前景。吸附回收技术主要是利用吸附材料将废气中的有机溶剂吸附下来，并脱附回收利用有机溶剂的方法。
工艺原理
该技术采用颗粒活性炭/活性炭纤维作为吸附材料，吸附饱和后的吸附材料利用热源将吸附质气化，解析出的高浓度有机蒸汽被脱附介质带入冷凝单元，经冷凝、分离，回收有机溶剂。依据据脱附介质不同，有水蒸汽脱-溶剂回收附技术和热氮气脱附-溶剂回收技术。
技术特点
采用高效吸附材料，吸附效率95%以上，溶剂回收率90%以上。
系统化防爆设计和安全节点监控，完善的产品质量保证体系，确保设备安全，满足化工场所苛刻要求。
对于非水溶性有机溶剂，采用活性炭吸附-水蒸汽脱附-溶剂回收工艺，具有相变热高，脱附完全，易冷凝的优点，可实现有机溶剂和水的自动有效分离。
对于水溶性大或易水解有机溶剂，采用活性炭吸附-氮气脱附-溶剂回收工艺，回收产品中水含量低，溶剂品质高、可降低运行成本；
应用领域
行业：化工、石油、制药工业、涂装、印刷及其他使用有机溶剂 的过程；
可回收的有机物种类：
烃类：苯、甲苯、二甲苯、溶剂油、石脑油、重芳烃等。
卤烃：三氯乙烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳等。
酮类：丙酮、丁酮、甲基异丁酮等。
酯类：乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸丙酯等。
醇类：乙醇、异丙醇、丁醇等。
蓄热式焚烧技术
蓄热式焚烧炉（Regenerative Thermal Oxidizer，简称RTO)是目前最成熟、最稳定、最有效的有机废气处理设备，采用先进的热交换技术和新型蜂窝陶瓷蓄热材料，高效先进的换热系统保证了氧化分解热量的有效回收，热回收率95%以上，VOC净化率99%以上，在有机废气净化领域具有很大的技术优势。
蓄热式焚烧炉可以处理工业生产过程中所排放出来的挥发性有机气体（VOC）和臭气。RTO系统利用高温氧化去除废气，通过控制温度，停留时间，湍流系数和氧气量将废气转化为二氧化碳和水气，并回收废气分解时所释放出的热量，从而达到环保节能的双重目的。
工作原理
挥发性有机废气经系统风机推进或者吸入RTO入口集风管，切换阀引导气体进入蓄热床，气体在经过陶瓷蓄热床到燃烧室的过程中被逐渐预热，在燃烧室高温（约800℃）氧化分解，净化后的高温尾气在通过另一陶瓷蓄热床时会将热量留在其中，使得出口处的蓄热床得到加热，净化尾气得到降温，使得出口温度略高于RTO入口温度，通常情况下温升最高不超过50-70℃。
技术特点
VOC净化效率高，2床式净化效率95%以上，3床式净化效率99%以上。
系统自适应强，操作稳定、安全性高。
可处理多种组分，几乎所有有机废气，含S、N、卤族元素的有机废气。
多重防爆（LEL连锁控制、多组防爆膜片设置、自动切换阀组等)措施，设备安全性高。
基于可编程控制器（PLC）的控制具有数据采集和远程控制功能。
变频器（VFD）驱动允许系统在废气量少或者系统待机状态时低频运行。
设备在厂内组装，系统安装时间短。
应用领域
行业： 化工、石化、制药、涂装、印刷等及其他使用有机溶剂的过程。
组分：组分复杂，不具有回收价值，难重复利用。
吸附浓缩热氧化技术
大风量、低浓度VOC排放在目前我国的有机废气污染中占了很大的比例，吸附浓缩热氧化技术是治理该类废气最为经济有效的技术途径。
该技术将吸附浓缩单元和热氧化单元有机地结合起来，不仅可以满足排放要求，而且可以降低净化设备的投资、运行费用。
大风量、低浓度有机废气经吸附净化并脱附后转换成小风量、高浓度的有机废气，高浓度有机废气进入热氧化单元氧化处理，并将有机物氧化释放的热量有效利用。
工艺原理
大风量、低浓度有机废气经过沸石转轮时，气流中的VOC被疏水沸石吸附，净化尾气通过转轮排放到大气中。
沸石转轮-蓄热氧化工艺流程示意图
沸石转轮不停旋转，将吸附的VOC转到脱附区域，吸附在沸石转轮上 的VOC被180~220℃的热风脱附，脱附热风占总处理风量的5~10%，脱附下的高浓度有机废气进入RTO/CO氧化降解为二氧化碳和水蒸汽等。再生后的吸附转轮经过冷却区降温后，返回至吸附区，完成了吸附/脱附/降温的循环过程。
技术特点
净化效率高，出口浓度稳定，吸附净化率可达97%，氧化净化率99%以上。
再生气采用氧化系统自身氧化热，可降低系统运行费用。
沸石转轮吸附降低了火灾风险。
沸石转轮浓缩比高达10-25:1。
基于可编程控制器（PLC）的控制具有数据采集和远程控制功能。
变频器（VFD）驱动允许系统在废气量少或者系统待机状态时低频运行。
设备在厂内组装，系统安装时间短。
应用领域
喷漆车间：如集装箱、汽车、飞机、造船、家具、电子、金属制品等喷涂排气。
各种印刷车间（如凹版印刷、柔印、包装材料印刷等）排气。
油漆、涂料生产车间排气。
半导体集成电路、液晶显示屏（LCD）制造过程的排气处理。
树脂、橡胶、轮胎等制品生产过程的排气处理。
VOCS废气处理的方法 值得收藏起来慢慢看
VOCS是一类疏水及持久性有机污染物，大多具有致癌、致畸、致突变性，对环境具有潜在危害，多种VOCS已被国家环保局列为优先控制和优先监测的污染物，如卤代烷烃、氯烯烃、氯芳烃、芳烃及其氧化物和氮化物等。随着化工行业的发展，VOCS排放量与日俱增，具有范围广、排放量大等特点，其处理已成为目前国内外研究的热点之一。
那么VOCS废气处理有多少种方法呢？知道的人不足1%。下面跟小编一起看看VOCS废气处理的5大技术方法吧！
热破坏法
热破坏法是指直接和辅助燃烧有机气体，也就是VOC，或利用合适的催化剂加快VOC的化学反应，终达到降低有机物浓度，使其不再具有危害性的一种处理方法。
热破坏法对于浓度较低的有机废气处理效果比较好，因此，在处理低浓度废气中得到了广泛应用。这种方法主要分为两种，即直接火焰燃烧和催化燃烧。直接火焰燃烧对有机废气的热处理效率相对较高，一般情况下可达到99%。而催化燃烧指的是在催化床层的作用下，加快有机废气的化学反应速度。这种方法比直接燃烧用时更少，是高浓度、小流量有机废气净化的技术。
吸附法
有机废气中的吸附法主要适用于低浓度、高通量有机废气。现阶段，这种有机废气的处理方法已经相当成熟，能量消耗比较小，但是处理效率却非常高，而且可以彻底净化有害有机废气。实践证明，这种处理方法值得推广应用。
但是这种方法也存在一定缺陷，它需要的设备体积比较庞大，而且工艺流程比较复杂;如果废气中有大量杂质，则容易导致工作人员中毒。所以，使用此方法处理废气的关键在于吸附剂。当前，采用吸附法处理有机废气，多使用活性炭，主要是因为活性炭细孔结构比较好，吸附性比较强。
此外，经过氧化铁或臭氧处理，活性炭的吸附性能将会更好，有机废气的处理将会更加安全和有效。
生物处理法
从处理的基本原理上讲，采用生物处理方法处理有机废气，是使用微生物的生理过程把有机废气中的有害物质转化为简单的无机物，比如COH2O和其它简单无机物等。这是一种无害的有机废气处理方式。
一般情况下，一个完整的生物处理有机废气过程包括3个基本步骤：a)有机废气中的有机污染物首先与水接触，在水中可以迅速溶解；b)在液膜中溶解的有机物，在液态浓度低的情况下，可以逐步扩散到生物膜中，进而被附着在生物膜上的微生物吸收；c)被微生物吸收的有机废气，在其自身生理代谢过程中，将会被降解，终转化为对环境没有损害的化合物质。
变压吸附分离与净化技术
变压吸附分离与净化技术是利用气体组分可吸附在固体材料上的特性，在有机废气与分离净化装置中，气体的压力会出现一定的变化，通过这种压力变化来处理有机废气。
PSA技术主要应用的是物理法，VOCS废气处理
近年来，该技术开始在工业生产中应用，对于气体分离有良好效果。该技术的主要优势有：能源消耗少、成本比较低、工序操作自动化及分离净化后混合物纯度比较高、环境污染小等。使用该技术对于回收和处理有一定价值的气体效果良好，市场发展前景广阔，成为未来有机废气处理技术的发展方向。
氧化法
对于有毒、有害，而且不需要回收的VOC，热氧化法是适合的处理技术和方法。氧化法的基本原理：VOC与O2发生氧化反应，生成CO2和H2O，化学方程式如下：
从化学反应方程式上看，该氧化反应和化学上的燃烧过程相类似，但其由于VOC浓度比较低，在化学反应中不会产生肉眼可见的火焰。一般情况下，氧化法通过两种方法可确保氧化反应的顺利进行：a)加热。使含有VOC的有机废气达到反应温度；b)使用催化剂。如果温度比较低，则氧化反应可在催化剂表面进行。所以，有机废气处理的氧化法分为以下两种方法：
1)催化氧化法。现阶段，催化氧化法使用的催化剂有两种，即贵金属催化剂和非贵金属催化剂。贵金属催化剂主要包括Pt、Pd等，它们以细颗粒形式依附在催化剂载体上，而催化剂载体通常是金属或陶瓷蜂窝，或散装填料;非贵金属催化剂主要是由过渡元素金属氧化物，比如MnO2，与粘合剂经过一定比例混合，然后制成的催化剂。为有效防止催化剂中毒后丧失催化活性，在处理前必须彻底清除可使催化剂中毒的物质，比如Pb、Zn和Hg等。如果有机废气中的催化剂毒物、遮盖质无法清除，则不可使用这种催化氧化法处理VOC；
2)热氧化法。热氧化法当前分为三种：热力燃烧式、间壁式、蓄热式。三种方法的主要区别在于热量回收方式。这三种方法均能催化法结合，降低化学反应的反应温度。
voc废气治理废气处理
voc废气治理废气处理,VOC治理在喷淋塔上采用旋流板除雾的误区
喷淋塔是VOC治理中的一种常用设备。在常规的喷淋塔中废气从塔底进入喷淋塔中从下往上流动，而吸收剂/吸附剂溶液通过喷离散成小颗粒后自上向下流动，气液两相逆向而行，同时为了增加气液两相的传热、传质通常在喷淋塔中还装有填料。经过净化后的废气从塔顶流出，吸附剂/吸收剂溶液在重力和浮力的共同作用下向下流动并汇集在塔底。
由于喷淋塔制造简单、价格便宜，因此被广泛地应在各种VOC治理工程中。但由于其处理效率有限，因此通常只能作为预处理手段，为了达到排放标准，下游通常还需要配置活性炭吸附、UV光解、低温等离子、沸石转轮等系统，这些系统都对废气的湿度都有一定的要求。
voc废气治理废气处理
而喷淋塔为了达到一定的去除效率，液气比不能太低，所以经过喷淋塔的废气不仅是湿饱和的，而且还会带有显性液体颗粒。 为了尽可能减少废气对液滴颗粒的夹带，通常喷淋塔都设有除雾器，主要的类型有旋流板、折板、丝网除雾器等。
其中旋流板除雾有的比较多。喷淋塔中采用旋流板来除雾是借鉴自旋流板塔的除雾功能。旋流板塔是浙江大学化工系谭天恩教授在上个世纪七十年代发明的。塔板叶片如固定的风车叶片，气流通过叶片时会产生高速旋转和离心运动，从而达到除尘/除雾的效果。
下图是CFD模拟的流动动画。
voc废气治理废气处理
voc废气治理废气处理
本文将从流动的角度来讨论一下喷淋塔采用旋流板除雾的一些误区。
误区一：内向板和外向板的选择
旋流板塔有两个功能一个是类似于喷淋塔的吸收/反应功能（即传热传质），另一个就是除尘/除雾功能。旋流板也分为两种：一种是内向板，一种是外向板。内向板适用于吸收/反应功能，而外向板适用于除尘/除雾。
下图左侧为内向板，右侧为外向板。
voc废气治理废气处理
图1—内向板和外向板的实物照片
作者分别对单层的内向板和外向板做了CFD模拟。分别截取了中心截面的速度矢量图，展示如下。
voc废气治理废气处理
图2-内向板和外向板中心截面速度矢量图
（为了让大家能清楚地看到流动的方向，作者在矢量图上加了红色箭头，两侧是对称的，方便起见只标了一侧。） 从图中可以看到，经过内向板后气体先向内旋转，之后在离心力的作用下才逐步向外运动，气体的运动轨迹较长。
而气体经过外向板后直接向外运动将液体或者固体颗粒甩向壁板。因此外向板更适用于除雾、除尘。（文章开头处的动画中的旋流板就是外向板）但遗憾的是在喷淋塔中大多数都采用了内向板来除雾，因此并没有发挥出旋流板的最大功效。
误区二：出口形状
由于喷淋塔内速度较低，而出口管道速度一般在10m/s左右，因此出口要做变径。下面我们以外向板为例看一下出口变径形状对流场的影响。
voc废气治理废气处理
图3—中心截面速度
上图左侧仅模拟了单层外向旋流板，右侧模拟了旋流板和出口变径段。两张图均为中心截面的速度云图。从图中可以看出当仅有旋流板的时候废气经过旋流板后由于旋转和离心力的作用使得大多数的废气都集中在塔壁附近；而增加出口变径后由于出口的挤压效应，高速区从塔壁迁移到了中心，因此削弱了除尘、除雾功能。
这是否意味着出口就不能变径了？也不是。只是如果要提高除尘/除雾效果，变径段的形状要进行优化设计。
误区三：旋流板+丝网除雾的结合
前文提到由于大多数下游设备对废气的湿度有一定的要求，因而很多工程中喷淋塔的除雾、除尘还是比较重要的。这时大家就会想到采用多重除雾结合的方式来提高除雾、除尘效率。
其中有很多会采用旋流板除雾+丝网除雾结合的方式。但是从模拟的结果看实际上1+1≠2。我们以内向板为基础来比较一下增加丝网除雾器前后的区别。
voc废气治理废气处理
图4-中心截面速度矢量图
上图左边是没有丝网除雾器的速度矢量图，在上文中已经分析过了废气经过旋流板后先向内旋转之后在离心力的作用下向外运动，将液滴/固体颗粒甩向壁面。而增加丝网除雾器后废气的流向被改变了。
因为丝网除雾器作用相当于多孔介质，有消旋和均流作用。而旋流板之所以能除尘/除雾靠的就是旋转和旋转引起的离心力。一旦旋转被消除了或者减弱了，那么离心力就减小了，除尘/除雾的效果就降低了，此时除雾除尘的功能更多是依靠丝网除雾器。
误区四：旋流板的设计参数
旋流板要达到一定的除尘/除雾效率是要满足一定设计参数，其中空塔速度、仰角、盲板尺寸对除尘/除雾效率影响很大。在喷淋塔中空塔速度相对较低，而旋流板塔的空塔流速要略高，所以当喷淋塔采用旋流板除尘/除雾是相比旋流板塔的除尘/除雾效果是要打折扣的。
另外叶片的仰角也很重要，如下图所示的这种大仰角的叶片，其只徒有旋流板的外形，除尘/除雾的效率是很低的，因为气体旋转不够，不能产生足够的离心力。
本文从旋流板类型（内向板/外向板）、出口形状、旋流板与丝网除雾组合的角度分析了喷淋塔采用旋流板除雾、除尘存在的误区。
实际上旋流板塔的设计有一套的完整的计算方法的。下之后的文章我们将介绍完整的旋流板塔计算，并采用CFD模拟来验证多层旋流板塔除尘、除雾的效果。
|VOCs废气如何处理
VOCS废气处理的方法 VOCs废气如何处理 voc废气治理废气处理 值得收藏起来慢慢看 喷淋塔 工业废气 废气处理 有机废气处理设备 活性炭吸附