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工业废气治理

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高浓度气体解决方案

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对于低浓度VOCs气体处理方案很多,那么关于气体的的处理方案又有哪些呢?他们各自有什么不同呢?

1冷凝法回收

冷凝法回收 VOCs 是利用冷凝装置产生低温来降低 VOCs-空气混合气的温度 。当混合气进入冷凝装置时,VOCs 中具有不同露点温度的组分会依次被冷凝成液态而分离出来 。冷凝装置的冷凝温度一般按预冷、机械制冷、液氮制冷等步骤实现 。预冷器运行温度在混合气各组分的凝固点以上,进入装置的混合气温度降到 4 ℃ 左右,大部分水汽凝结为水而除去,机械制冷可使大部分VOCs 冷凝为液体回收,若需要更低的冷凝温度,可以在机械制冷后联结液氮制冷,这样可使VOCs 回收率达到99 % 左右 。此时,相应的制冷系统也会比较复杂,尤其是对低浓度 VOCs 的回收不经济 。其次,混合气和制冷剂之间是间接传热,为了保证较高的回收率,需要很低的操作温度,故对于深冷回收工艺,能耗较大,设备材质及保温要求严格,从而对设备性能要求严格,设备投资及运行费用也急剧上升 。

2吸附法

VOCs 通过活性炭、疏水硅胶等吸附剂时,VOCs 组分吸附在吸附剂表面,然后再经过减压脱附或热脱附,富集的 VOCs 被抽吸到储罐或用其他方法液化,而未被吸附的尾气直接排入大气,从而实现 VOCs 和空气的分离 。吸附法是回收低浓度VOCs 最为广泛的方法之一 。然而,对于高浓度、大流量的 VOCs 治理,活性炭吸附 VOCs 时存在一些问题,如:①热效应高,如活性炭吸附高浓度油气时,吸附床温升可达50—60 ℃,从而可能带来一系列问题;② 如果 VOCs 中含有酮、醛、酯、烯烃、硫等活性物质,会在活性炭表面发生化学反应,堵塞炭孔,而且它们在高吸附热的作用下,会发生氧化催化,造成严重的火灾事故,国外已有相关的着火事故案例; ③活性炭解吸再生难以彻底,如三苯很难完全真空脱附,易使活性炭失效,从而存在二次污染问题; ④活性炭微孔逐渐被破坏后,缩短其使用寿命,从而增加废处理费用; ⑤一般炭层在 120 ℃ 下解吸很难引起自燃着火,但在国内外传统的水蒸气脱附 /干燥工艺中,为了提高设备的处理能 力而在较高的温度下解吸,这可能会引起自燃,为此,日本政府从安全的角度考虑,已严禁使用可燃性的活性炭作为 VOCs 回收的吸附剂 。日本国东京都条例规定,当 VOCs 体积分数≥1% ,则禁止使用可燃性活性炭吸附剂 。如对于含有酮、烯烃、硫等活性物质的 VOCs,还需进行 VOCs 专用吸附剂或复合吸附剂的开发、吸附塔结构的设计及优化等 。

3冷凝+吸附

对于高浓度 VOCs 如油气的回收,可以采取先冷凝、后吸附的集成工艺,将冷凝段的冷凝温度控制在某一温度范围内,再经过吸附工艺进行深度回收处理 。此时,由于冷凝段出来的油气-空气混合气温度较低,因 此该混合气再进入吸附段时,更利于深度吸附 。冷凝和吸附集成回收工艺一般要根据 VOCs 组分及浓度、回收率和尾气排放浓度来优化 。有时,回收率与尾气排放浓度有一定矛盾,则需要根据有关标准、VOCs 毒性及回收经济性等综合考虑及相互协调 。


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