有机废气处理9大工艺比较.docx

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1、有机废气处理9大工艺比较随着工业化程度的不断提高，VOCS的污染有进一步扩大的趋势。而随着最近环保政策的愈加严厉，对有机污染废气的排放控制就显得更为重要了。小面和小七一起来数点下国内外都有哪些技术呢?各有什么优缺点呢？目录1 .处理原理及分类22 .处理工艺解析22.1.吸附工艺32.1.1.吸附工艺简介32.1.2.活性炭吸附工艺原理及流程32.1.3.活性炭吸附工艺影响因素32.1.4.活性炭净化空气的物理吸附，如图2所示四种情况：42.1.5.活性炭吸附工艺的优缺点42.2.吸收工艺42.2.1.吸收工艺简介42.2.2.吸收工艺原理及流程52.2.3.吸收工艺优缺点52.3.冷凝工艺5

2、2.3.1.冷凝工艺简介62.3.2.冷凝工艺原理及流程62.3.3.冷凝工艺的影响因素62.3.4.冷凝工艺优缺点72.4.膜分离工艺72.4.1.膜分离工艺简介72.4.2.膜分离工艺原理及流程72.4.3.膜分离工艺的影响因素82.4.4.膜分离工艺优缺点82.5.燃烧工艺82.5.1.燃烧工艺简介82.5.2.燃烧工艺原理及流程82.5.3.燃烧工艺的影响因素92.5.4.燃烧工艺优缺点92.6.生物过滤工艺92.6.1.生物过滤工艺简介92.6.2,生物过滤工艺原理及流程102.6.3,生物过滤工艺的影响因素102.6.4,生物过滤工艺优缺点112.7.等离子体工艺112.7.1.等

3、离子体工艺简介112.7.2.等离子体工艺原理及流程112.7.3.等离子体工艺的影响因素112.7.4.等离子体工艺优块点122.8.光催化氧化工艺122.8.1.光催化氧化工艺简介122.8.2.光催化氧化工艺原理及流程122.8.3.光催化氧化工艺的影响因素132.8.4.光催化氧化工艺优缺点132. 9.沸石转轮+RTO工艺132. 9.1.工艺原理：133. 9.2.技术特点143.工艺选择154. 1.技术选择153. 2.根据VOCS浓度及流量163. 3.相对费用161 .处理原理及分类目前的挥发性有机污染物的治理包括破坏性，非破坏性方法，及这两种方法的组合。破坏性的方法包括燃

4、烧、生物氧化、热氧化、光催化氧化，低温等离子体及其集成的技术，主要是由化学或生化反应，用光，热，微生物和催化剂将VOCS转化成CO2和等无毒无机小分子化合物。另外，S、C1元素是先生成酸雾，再吸收。非破坏性法，即回收法，主要是碳吸附、吸收、冷凝和膜分离技术，通过物理方法，控制温度，压力或用选择性渗透膜和选择性吸附剂等来富集和分离挥发性有机化合物。传统的挥发性废气处理常用吸收、吸附法去除，燃烧去除等，在最近几年中，半导体光催化剂的技术体，低温等离子得到了迅速发展。2 .处理工艺解析1. 1.吸附工艺2. 1.1.吸附工艺简介吸附法主要适用于低浓度气态污染物的净化，对于高浓度的有机气体，通常需要首

5、先经过冷凝等工艺将浓度降低后再进行吸附净化。吸附技术是最为经典和常用的气体净化技术，也是目前工业VOCs治理的主流技术之一。吸附法的关键技术是吸附剂、吸附设备和工艺、再生介质、后处理工艺等。活性炭因其具有大比表面积和微孔结构而广泛应用于吸附回收有机气体。目前，对活性炭吸附有机气体的研究主要集中在吸附平衡的预测、活性炭材料的改性及有机物的物化性质对活性炭吸附性能的影响。2.1.2. 活性炭吸附工艺原理及流程净化气图1有机废气吸附回收装置工艺流程图活性炭纤维吸附有机废气是当今世界上最为先进的技术之一，活性炭纤维比颗粒状活性炭具有更大的吸附容量和更快的吸附动力学性能，活性炭吸、脱附工艺流程见图1。活

6、性炭吸附工艺影响因素图2分子尺寸和活性炭的关系2.1.3. 活性炭净化空气的物理吸附，如图2所示四种情况：分子直径大于孔的直径，由于空间位阻，分子不能入孔，因此不吸附；分子直径等于孔的直径，吸附剂的捕捉力很强，非常适合低浓度吸附；分子直径小于孔的直径，孔内发生毛细管冷凝，吸附容量大；分子直径远小于孔的直径，吸附分子很容易解吸，解吸速率高，低浓度下的吸附量较小。2.1.4. 活性炭吸附工艺的优缺点优点：适用于低浓度的各种污染物；活性炭价格不高，能源消耗低，应用起来比较经济；通过脱附冷凝可回收溶剂有机物；应用方便，只与同空气相接触就可以发挥作用；活性炭具有良好的耐酸碱和耐热性，化学稳定性较高。缺点

7、：吸附量小，物理吸附存在吸附饱和问题，随着吸附剂的消耗，吸附能力也变弱，使用一段时间后可能会出现吸附量小或失去吸附功能；吸附时，存在吸附的专一性问题，对混合气体，可能吸附性会减弱，同时也存在分子直径与活性炭孔径不匹配，造成脱附现象；2.1.5. 2.吸收工艺2.1.6. 2.1.吸收工艺简介用溶液、溶剂或清水吸收工业废气中的挥发性气体，使其与废气分离的方法叫吸收法。溶液、溶剂、清水称为吸收剂。吸收剂不同可以吸收不同的有害气体。吸收法使用的吸收设备叫吸收器、净化器或洗涤器。吸收法的工艺流程和湿法除尘工艺近似,只是湿法除尘工艺用清水，而吸收法净化有害气体要用溶剂或溶液。2.2.2.吸收工艺原理及流

8、程图3吸收法工艺流程图以石油和天然气回收为例，石油和天然气回收应包括炼油厂，化工厂，石油和天然气站装卸、产生的油气。石油和天然气出厂到销售终端是一个完整的系统。美国和欧洲国家，通常是在加油站采用一阶段和两阶段油气回收措施，即密闭卸油与加油，储罐内油气返回油罐车，在加油时使用真空辅助装置或油箱内压返回储罐。在油库，炼油厂和其他石油制品经销地设置油气回收装置，回收油气。吸收法通常用于油气回收。装卸油品时产生的油气进入吸收塔，从出口排出贫油空气，解吸塔内进行吸收液的真空解吸，解吸的吸收液再循环利用，回收塔用汽油将进入的解吸气进行回收，尾气返回吸收塔重复该过程。用溶液吸收法回收挥发性有机物的吸收液通常

9、是特殊的吸收液，吸收液的选择将影响回收效果。2.2.3.吸收工艺优缺点优点：吸收法工艺比较简单，设备投资较低，操作和维修费用基本与碳吸附法相当，由于吸收介质是采用煤油和吸收液，因此没有二次污染问题。缺点：此工艺方法回收效率低，对于环保要求较高时，很难达到允许的油气排放标准；设备占地空间大；能耗高；吸收剂消耗较大，需不断补充。2.3.冷凝工艺第5页共17页2.3.1.冷凝工艺简介油品在储运和销售过程中部分轻煌组分挥发进入大气，造成资源浪费和环境危害。同时有机溶剂广泛应用于工业生产中，每年都有大量的有机溶剂挥发到空气中，危害人类健康，造成严重的环境污染。采取合适的方法回收这些挥发性有机物不但可以降

10、低企业生产成本，而且具有巨大的环保效益。冷凝法是用来回收VOCS的一种有效方法，其基本原理是利用气态污染物在不同的温度和压力下具有不同饱和蒸汽压，通过降低温度和增加压力，使某些有机物凝结出来，使VoCS得以净化和回收。2.3.2.冷凝工艺原理及流程混合三级冷却器冷凝水冷凝油油水分离器图4冷凝法油气回收工艺流程图冷凝式油气回收设备采用多级复叠或自复叠制冷技术，系统流程虽然相对复杂，但其关键部件压缩机和节流机构已全部实现本土化生产，投资和运行成本较低。根据换热管工作原理可分为制冷剂回路和气体回路部分，换热管连接两部。在气体循环部分，低温冷媒在换热器中和热的有机溶剂混合气体进行热交换，有机溶剂液化后

11、回收，制冷剂流入储液罐。制冷剂回路，压缩机将制冷剂压缩成高温高压气态制冷剂，通过风冷冷凝器液化，通过干燥过滤器，在冷媒制冷剂热交换器中冷的液态制冷剂与冷媒进行热交换，低温冷媒进入储液罐，制冷剂通过吸入过滤器进入压缩机入口，完成整个的制冷剂冷媒换热过程。2.3.3.冷凝工艺的影响因素冷凝分离法回收轻烽要对原料气体冷却降温。根据原理可分为节流膨胀制冷，膨胀机膨胀制冷。根据工艺可分为制冷剂制冷（如丙烷制冷），节流膨胀制冷，膨胀机膨胀制冷，混合制冷（在膨胀机膨胀制冷或工艺流体自身节流膨胀制冷的基础上外加冷剂制冷）。分离方法包括精微系统精微分离，分离器相平衡分离。这个过程一般包括脱水、增压（低压力气体卜

12、精僧和制冷。以上冷凝工艺的各个部分的选择都会影响最终的冷凝效果。2.3.4.冷凝工艺优缺点优点：冷凝法是利用物质沸点的不同回收，适合沸点较高的有机物，该方法具有回收纯度高、设备工艺简单、能耗低的优点；并有设备紧凑、占用空间小、自动化程度高、维护方便、安全性好、输出为液态油可直接利用等优点；缺点：单一冷凝法要达标需要降到很低的温度，耗电量巨大，不是真正意义上的“节能减排”。2.4.膜分离工艺2.4.1.膜分离工艺简介在石油开采和储运过程中，部分油品挥发到大气中形成的油气中，除空气外，主要C4-C5以及少量芳香烧。这些有机蒸气排放不仅造成严重的资源浪费，而且对空气质量有很大影响，进而影响人类的健康

13、，目前，有机蒸气的分离回收方法主要是冷凝、活性炭吸附、膜分离法、溶剂吸收法。膜分离技术是一种效率较高的分离方法。2.4.2.膜分离工艺原理及流程港透气去出K票统低於冷却助低乐冷雅森H.H1高仄冷却骞备质冷K蒜一阡7戚Jk小渣禁丁.XO去反应系统尸一O去反应东统T707图5膜分离装置回收燃类的工艺流程图膜分离有机蒸气回收系统是通过溶解扩散机理来实现分离的。气体分子与膜接触后，在膜的表面溶解，进而在膜两侧表面就会产生一个浓度梯度有所不同，使得气体分子由膜内向膜另一侧扩散，的。,因为不同气体分子通过致密膜的溶解扩散速度最后从膜的另一侧表面解吸，最终达到分离目膜分离装置设于高压冷凝器之后，缓冲罐前，由

14、于排放气压缩机能力不足，只有一部分气体经过膜分离装置，其他部分直接进入缓冲罐，渗透气返回至低压冷却器前，尾气进入缓冲罐。2.4.3.膜分离工艺的影响因素支撑层的材质对渗透速率和燃类VOCS回收率产生重要影响，对于同一种材质的支撑层，渗透速率和烧类VoCS回收率随孔径的减小而增大，但当孔径减到某一临界值时，随孔径的继续减小，渗透速率和燃类VOCS回收率将减小。2.4.4.膜分离工艺优缺点优点：膜分离技术是近代石油化工学科中分离科学的前沿技术。它具有投资小、见效快、流程简单、回收率高、能耗低、无二次污染的特点，具有较高的科技含量；缺点：投资大；膜国产率低，价格昂贵，而且膜寿命短；膜分离装置要求稳流

15、、稳压气体，操作要求局。2.5.燃烧工艺2.5.1燃烧工艺简介一类VOCS处理方法是所谓破坏性技术，即通过化学或生物的技术使VOCS转化为二氧化碳、水以及氯化氢等无毒或毒性小的无机物。燃烧法即属此类技术。燃烧法分直接燃烧法和催化燃烧法。直接燃烧法适合处理高浓度VOCs的废气，因其运行温度通常在8001200C时，工艺能耗成本较高，且燃烧尾气中容易出现二恶英、NoX等副产物；由于废气中VOCS浓度一般较低，仅仅依靠反应热，一般难以维持反应所需的温度。为了提高热经济性，人们开展了大量的研究，一个方向是改进催化剂的性能使反应温度降低。另一个方向是研究新的工艺技术、新的反应器设计以使反应能在较高的温度下自热地实现。2.5.2.燃烧工艺原理及流程余热回收预热段1热交换器；2燃烧室；3催化反应器图6催化燃烧流程图;化工7。7催化燃烧中，预热式是一种基本的流程形式。有机废气在进入反应器之前，要在预热室中的加热，因为有机废气