年后常用 VOCs 治理技术:沸石转轮浓缩+催化燃烧技术处理VOCs

【技术解析】常用 VOCs 治理技术:沸石转轮浓缩+催化燃烧技术处理VOCs

摘要

 

随着我国经济的快速发展,有机挥发性物质VOCs大量产生,近年来,挥发性有机物 (VOCs)已成为我国大气污染物的主要来源之一,这对人类的健康和生态系统的平衡造成了极大的威 胁,VOCs的末端治理工作引起了社会的广泛关注。

在现有单一末端治理技术基础上,对适合于大风量、低浓度VOCs的吸附浓缩-催化燃烧组合技术的原理、工艺流程、研究现状及发展前景进行了具体论述。

通过不同末端治理技术的对比,发现单一末端治理技术难以有效实现VOCs的减排控制,而 组合末端治理技术具有净化率高、投资成本少、能耗低、无二次污染等优势,已成为目前研究的热点。其中吸附浓缩-催化燃烧技术已经取得广泛应用,其他新兴组合技术还有待研究与创新。

本工作指出了我国VOCs末端治理技术存在的主要问题及今后的发展方向。

1、VOCs简介
VOCs (volatile organic compounds),是指常温下饱和蒸汽压大于133. 32 Pa、常压下沸点在 50~260°C以下的有机化合物,或在常温常压下任何能挥发的有机固体或液体,是普遍存在且组 成复杂的一类有机污染物的统称。VOC按其化学结构,可以进一步分为:烷类、芳炷类、酯类、 醛类和其他等。目前已鉴定出的有300多种。最常见的有苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、三氯乙 烯、三氯甲烷、三氯乙烷、二异氤酸酯(TDI)、二异氤甲苯酯等。

VOCs对大气造成的危害主要有:
(1)部分具有毒性和致癌性,危害人体健康;
(2) VOCs 中的碳氢化合物与氮氧化合物在紫外线的作用下反应生成臭氧,可导致大气光化学烟雾事件发 生,危害人类健康和植物生长;
(3)参与大气中二次气溶胶的形成,二次气溶胶多为细颗粒, 不易沉降,能较氏时间滞留在大气屮,对光线的散射力较强,能显著降低大气能见度
目前我国大部分城市大气环境已呈现区域性霾污染、臭氧及酸雨等三大复合型污染特点,而 VOCs是极重要的助推剂之一。

 

2、VOCs常见处理技术
VOCs对环境的极大危害和对人体健康的严重威胁,引起了全世界的高度重视。VOCs的治 理在我国已是刻不容缓,目前VOCs的处理技术主要分为两大类:
(1)在源头上进行控制,具体是指在生产环节上防止或减少VOCs排放的措施,是治理有机 废气污染的最佳方法。但由于技术水平的限制,会不可避免地向环境中排放和泄漏不同浓度的有 机废气,实现难度较大。
(2)在生产末端控制并消除VOCs的治理方法,可分为回收技术和销毁技术两类。
回收技术:是采用物理方法将VOCs回收的非破坏性方法,主要有活性炭吸附法、冷凝法、膜处理法等。此类方法不仅能有效控制VOCs的排放,而且回收利用能够节约资源,带来经济效益,目前越来越 受到人们的关注。
销毁技术:即通过化学或生物反应过程使VOCs废气氧化分解为无毒或低毒物质的破坏性方法,主要技术有燃烧、光催化降解、等离子体技术、生物降解等。
上述VOCs废气处理技术是单一处理工艺,须根据VOCs废气排放的具体情况和要求,选择合适的工艺;因为VOCs种类繁多、成分复杂、性质各异,在很多情况下采用一种净化技术往往 难以达到治理要求,并且很不经济。利用不同单元治理技术的优势,采用组合治理工艺,既可以满足排放要求,又可以降低设备的运行费用。
最先被用于处理VOCs的技术是吸附法,其中最为常用且较为典型的是活性炭吸附,活性炭吸附法用于吸附处理卤代煙和苯系物等的技术在工业上已很常见。吸附法的主要原理是利用比表面积比较大的多孔材料作为吸附剂,当VOCs气体流经吸附剂时,由于吸附剂大的比表面积, VOCs分子被吸附剂截留于微孔内表面上,从而达到将气体净化的效果。沸石转轮+催化燃烧技术作为一种新型组合的、高效的VOCs吸附处理技术,在国外已得到广泛应用。

3、沸石转轮+催化燃烧技术技术原理
1、 转轮吸附简介
转轮吸附是由转轮除湿技术演化而来,后由来自瑞典的Carl Munters提出可以把吸附材料做成蜂窝状,然后将转轮技术用于分离过程的想法。在1986年,瑞典Munters公司第一个将理论 变为现实,将沸石制成蜂窝状置于转轮中,来实现有机废气中VOCs的净化。1988年,日本西部技研公司在VOCs净化工程中采用了蜂窝状沸石转轮,并获得成功。沸石转轮技术已被大量用 于日本、美国、欧洲等国家低浓度大风量VOCs的治理中,而在我国的台湾地区也得到了很好的应用。由于国外转轮技术发展较早,因此技术较为先进,总体来说

2024年5月24日 15:50