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突破传统VOCs治理技术,低能耗高效率治理!

文章来源:关注量:268发表时间:2019-9-20 10:05:38


VOCs是可挥发性有机物的统称,主要包括非甲烷总烃(烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃)、含氧有机化合物(醛、酮、醇、醚等)、卤代烃、含氮化合物、含硫化合物等。由于VOCs可挥发,并且性质活泼,能够参加大气光化学反应产生有害物质,对环境和人类造成极大危害,VOCs治理工程让大气污染降到了最低。VOCs的来源有两种,分别是天然源和人为源。

VOCs 的来源

VOCs的排放源及其污染物排放量的研究是控制大气中VOCs的根本,而VOCs气体的来源很广泛。典型的VOCs排放源可分为人为排放源(包括固定源与移动源)和自然排放源(包括生物源与非生物源)两类,其中以人为排放源为主,多半为石油化工相关产业的生产过程、产品消费行为以及机动车尾气造成。通过分析总结,VOCs 主要来源于以下几个方面:

①石油化工厂排出的工艺尾气,如石油炼制工艺,石油化工氧化工艺,石油化工储罐生产工艺;

②石油、煤炭、天然气等的开采和储运过程中可有大量VOCs气体产生;

③煤、石油、石油制品、天然气、木材、烟草燃烧时的不完全燃烧产物,废弃物焚烧时产生的烟气,机动车排放的尾气中含有的未完全燃烧的烃类物质;

④室内装饰、装修材料如油漆、喷漆及其溶剂、木材防腐剂、涂料、胶合板等常温下可释放出苯、甲苯、甲醛、酚类、二甲苯、甲醛等多种挥发性有机物质;

⑤日常生活中使用的化妆品,有机农药、除臭剂、消毒剂、防腐剂、各种洗涤剂的加工和使用过程中可产生酚类、醚类、多环芳烃等挥发性有机物质;

⑥各种合成材料、有机粘合剂及其他有机制品遇到高温时氧化和裂解,可产生部分低分子有机污染物;

⑦淀粉、脂肪、蛋白质、纤维素、糖类等氧化与分解时产生部分有机污染物。

VOCs 的危害

VOCs 种类众多,其对人类的健康和生存环境的危害主要体现以下几个方面:

①大多数VOCs具有刺激性气味或臭味,可引起人们感官上的不愉快,严重降低人们的生活质量。恶臭气体指一切刺激嗅觉器官并引起人们不愉快的气体物质。

VOCs成分复杂,有特殊气味且具有渗透、挥发及脂溶等特性,可导致人体出现诸多的不适症状。还具有毒性、刺激性及致畸致癌作用,尤其是苯、甲苯、二甲苯及甲醛对人体健康的危害最大,长期接触会使人患上贫血症与白血病。另外,VOCs 气体还可导致呼吸道、肾、肺、肝、神经系统、消化系统及造血系统的病变。随 着VOCs浓度的增加,人体会出现恶心、头痛、抽搐、昏迷等症状。

VOCs多半具有光化学反应性,在阳光照射下,VOCs会与大气中的NOx 发生化学反应,形成二次污染物(如:臭氧等)或强化学活性的中间产物(如:自由基等),从而增加烟雾及臭氧的地表浓度,会对人造成生命危险,同时也会危害农作物的生长,甚至导致农作物的死亡。由光化学反应所造成的烟雾,除了能降低能见度之外,所产生的臭氧、过氧乙酰硝酸酯(PAN)、过氧苯酰硝酸酯(PBN)、醛类等物质可刺激人的眼睛和呼吸系统,危害人的身体健康,伦敦、东京等城市都相继出现过光化学烟雾污染事件。

④某些VOCs易燃,如苯、甲苯、丙酮、二甲基胺及硫代烃等,这些物质的排放浓度较高时如果遇到静电火花或其他火源,容易引起火灾。近年来由于VOCs 造成的火灾及爆炸事故时有发生,尤其是常发生在石油化工企业。

⑤部分VOCs 可破坏臭氧层,如氟氯烃物质。当其受到来自太阳的紫外辐射时,可发生光化学反应,产生氯原子,从而对臭氧层中的臭氧进行催化破坏。臭氧量的减少以及臭氧层的破坏使到达地面的紫外线辐射量增加。紫外线对人类皮肤、眼睛及免疫系统有较大的危害。


武汉维控环保VOCs 控制技术

1、 微波催化技术

技术作用原理

使用频率从300MHz300GMHz 的电磁波,其方向和大小随时间作周期性变化;微波与废气物分子直接作用,将超高频电磁波能量对废气进行微波辐射,使细胞中极性物质随高频微波场的摆动受到干扰和阻碍,引起微生物细胞的蛋白质,核酸等生物大分子受凝固或变性失活,从而导致其突变或死亡,同时对磁共振使之产生强磁辐射对废气分子进行切割、破坏、断裂,如:氨、三甲胺、硫化氢、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯,硫化物H2SVOC类,苯、甲苯、二甲苯的分子键,破坏细菌的核酸(DNA),再通过臭氧进行氧化反应,彻底达到脱臭及杀灭细菌的目的。最后采用特制合成催化剂对废气进行光合还原反应。可有效地破坏废气中分子链,将有毒有害物质改变成为低分子无害物质,如水和二氧化碳等。


适用领域

氨、三甲胺、硫化氢、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯,硫化物H2SVOC 类,苯、甲苯、二甲苯、甲醛等多种复杂性废气。运用于化工、造纸、医药、食品、橡胶、轮胎、汽车、喷涂等多个领域。

技术优势

①处理能力比传统技术强,可根据不同工况特制。

②设备占地小、质量轻,如:处理10 万风量的废气,设备占地只需3 个平方,总质量仅为200 多千克。

③免维护:设备无需添加任何易耗材料,整体设使用寿命在5 年以上,无需人工看管维护。

④节能:设备运行过程中单台设备运行只需1-6 度电,6 度电可以处理10 万风量的废气,真正意义上做到节能环保。

⑤稳定性:整机所有配件均属于持续性材料,适用于24 小时不间断运行。

⑥安全性:主体设备无电路,真正实现远程智能操作,无安全隐患。

2UV 光氧化技术

技术作用原理

一、利用特制的高能UV 紫外线光束照射恶臭气体,裂解恶臭气体如:氨、三甲胺、硫化氢、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯,硫化物H2SVOC 类,苯、甲苯、二甲苯的分子键。

二、利用高臭氧分解空气中的氧分子产生游离氧,即活性氧,因游离氧所携正负电子不平衡所以需与氧分子结合,进而产生臭氧,使呈游离状态的污染物分子与臭氧氧化结合成小分子无害或低害的化合物。如CO2H2O等。UV+O2→O-+O*(活性氧)O+O2→O3(臭氧)

三、利用特制的催化剂进行氧化还原反应;运用高能UV 紫外线光束、臭氧及催化剂对恶臭气体进行协同分解氧化反应,使恶臭气体物质其降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳,彻底达到脱臭及杀灭细菌的目的。


性能特点

①高效除恶臭:能高效去除挥发性有机物(VOC)及各种恶臭味,脱臭效率最高可达99%以上。

②无需添加任何物质:只需要设置相应的排风管道和排风动力。

③适应性强:可适应高浓度 ,大气量,可每天24 小时连续工作,运行稳定可靠。

④运行成本低:本设备无任何机械动作,无噪音,无需专人管理和日常维护。

⑤无需预处理:工作环境温度在摄氏-30℃95℃之间,湿度在30%98%PH值在3-13 之间均可正常工作。

⑥设备占地面积小,自重轻:处理10000m3/h 风量设备占地面积<1 平方米。

⑦优质进口材料制造:防火、防爆、防腐蚀性能高,设备性能安全稳定。

⑧环保高科技产品:采用国际上最先进技术,可彻底分解恶臭气体中有毒有害物质,并能达到完美的脱臭效果,经分解后的恶臭气体,可完全达到无害化排放,绝不产生二次污染。

适用范围

恶臭气体(工业废气)UV 光氧净化设备适用范围:炼油厂、橡胶厂、化工厂、制药厂、污水处理厂、垃圾转运站等恶臭气体的脱臭净化处理。

3、兼养生物净化技术

生物过滤除臭技术特点

生物过滤除臭工艺采用微生物降解技术,利用生长在滤料上的除臭微生物对H2SSO2NH3 等及大部分挥发性的有机恶臭物进行降解,除臭率可达98%-99%。系统寿命长达10 年以上,能在室外-20℃-40℃的范围正常工作。可以全年运行,每天连续运行24 小时,其处理过程不产生二次污染。而且系统占地面积小,节省土地资源。处理系统主题采用玻璃钢制作,耐腐蚀性能好。

生物过滤除臭系统核心为高效生物滤(池)塔、有利于生物附着和生长的复合填料和微生物优势菌种。在适宜的环境条件下,滤(池)塔中的微生物在填料表面形成生物膜,利用废气的无机和有机物作用为碳源和能源,通过降解恶臭物质维持其生命活动,将恶臭物质分解为水、二氧化碳和矿物质等无臭物,达到净化恶臭气体的目的。


生物降解过程

①气液扩散阶段:恶臭气体物质被填料上的微生物吸附或吸收在生物体内,由气相转移至生物相;

②液固扩散阶段:恶臭气体物质与生物滤(池)塔填料-生物膜表面的水接触溶于水,由气相转移至液相水中,溶解在水中的H2S 被栖息在填料上的生物所吸附,由液相转移到生物相;

③生物氧化阶段:生物填料表面形成的生物膜中的微生物以恶臭气体物质为食栖息,恶臭物及VOCS 被生微生物氧化分解,在转化过程中产生能量,为我微生物的生长与繁殖提供能源,使恶臭气体物质的转化持续进行。

主要作用对象

恶臭无机气体:包括硫化氢、氨、硫醇、硫醚等。

不挥发恶臭有机气体:有机苯、甲苯、氯苯、低级脂肪烃、醇、醛等。

挥发性恶臭有机物:含硫有机物(硫醇、硫醚),含氮有机物(胺、酰胺),含氧有机物(醇、醚、酮、醛),以及烃类(脂肪烃和芳香烃)和卤素生物等。

4 RTO 蓄热燃烧法

RTO作用原理

RTO(RegenerativeThermalOxidizer,简称RTO),再生热氧化分解器,又称蓄热式焚烧器。其基本原理实在高温下(≥760℃)将有机废气氧化生成CO2 H2O,从而净化废气,并回收分解时所释出的热量,以达到环保节能的双重目的,是一种用于处理中高浓度挥发性有机废气的节能型环保装置。RTO主体结构由燃烧室、陶瓷填料床和切换阀等组成。该装置中的蓄热式陶瓷填充床换热器可使热能得到最大限度的回收,热回收率大于95%,处理VOC时不用或使用很少的燃料。若处理低浓度废气,可选装浓缩装置,以降低燃烧消耗。


RTO的优点

操作费用低,超低燃料费。有机废气浓度在2000PPM 以上时,RTO装置基本不需添加辅助燃料。净化率高,净化率一般在98%以上。可实现全自动化控制,操作简单,运行稳定,安全可靠性高。不存在因压力变化产生的脉冲现象。蓄热室内温度均匀分级增加,加强了炉内传热,换热效果更佳,炉膛容积小,降低了设备的造价。

采用分级燃烧技术,延缓状燃烧下释出热能;炉内升温匀,烧损低,加热效果好,不存在传统燃烧过程中出现的局部高温高氧区,抑制了热力型氮氧化物(NOX)的生成,无二次污染。

废气进口设置惰性氧化铝瓷球,对蓄热陶瓷起到保护、缓冲、过滤的作用,延长蓄热陶瓷的使用寿命。

RTO的适用场合

RTO处理技术适用于高浓度有机废气、涂装废气、恶臭废气等废气净化处理;适用于废气成分经常发生变化或废气中含有使催化剂中毒或活性衰退的成分(如水银,锡,锌等的金属蒸汽和磷、磷化物,砷等,容易使催化剂失去活性;含卤素和大量的水蒸气的情形),含有卤素碳氢化合物及其它具腐蚀性的有机气体。

RTO 一般适用于处理浓度在500020000mg/m3 的多种有机废气。

5、错流式洗涤系统

工作原理

借助于风机内部流场及各种力的作用,形成气、液、固三相之间高速相对运动。本技术运用流体力学、空气动力学及气溶胶理论,利用叶轮高速旋转的作用形成超强动力,使喷于其上的液体充分雾化,并与烟气以最大接触面积和最大冲击速度(60150m/s )剧烈的碰撞、聚合,实现在最短的时间、最小的空间、最小的液气比下气液充分接触,进行高速传质的过程,在这一过程中,灰尘被液体捕捉,完成一系列的净化过程。烟气在洗涤系统中各阶段速度的变化,在理论上等效于湿式文丘里洗涤器,文丘里气液混合过程可以通过叶轮对气流形成动力的同时在洗涤系统内部来完成,可以说错流式洗涤系统相当于动态的文丘里,由于烟气不是直线运动,所以错流式洗涤系统的净化机理及效果等效并高于文丘里洗涤器,同时又避免了传统文丘里高能耗这一缺陷,由于没有脱硫除尘专用设备,系统阻力只有200Pa左右,只是其它脱硫除尘设备的1/51/7


错流式洗涤系统的特点:

①在保证锅炉正常运行的同时,还保证了99%以上的除尘效率,95%以上的脱硫效率,并且解决了除尘脱硫设备占地大、投资高、能耗大等一系列问题,真正做到了三效合一。

②采用以水为净化介质的方式,并且对产品结构进行了新的设计,减小了设备的磨损,还可为高温烟气降温,防止了高温对净化设备及净化效果的影响。

③流程简单,采用三级脱硫除尘的方法,使总效率更高。

④设备结构新颖,具有体积小,能耗低,耐腐蚀,耐高温,振动噪音小,寿命长,投资少,安装检修方便等优点,

⑤设备还可用于其他各种被污染的空气进行净化的场所。

6、催化燃烧系统技术

催化燃烧基本原理:

催化燃烧是借助催化剂在低温下(200400℃)下,实现对有机物的完全氧化,因此,能耗少,操作简便,安全,净化效率高,在有机废气特别是回收价值不大的有机废气净化方面,比如化工,喷漆、绝缘材料、漆包线、涂料生产等行业应用较广,已有不少定型设备可供选用。

催化作用的机理:

在一个化学反应过程中,催化剂的加入并不能改变原有的化学平衡,所改变的仅是化学反应的速度,而在反应前后,催化剂本身的性质并不发生变化。是催化剂本身参加了反应,正是由于它的参加,使反应改变了原有的途径,使反应的活化能降低,从而加速了反应速度。例如反应A+B→C是通过中间活性结合物(AB)过渡而成的:

即:A+B→[AB]→C 其反应速度较慢。当加入催化剂K 后,反应从一条很容易进行的途径实现:A+B+2K→[AK]+[BK]→[CK]+K→C+2K中间不再需要[AB]C的过渡,从而加快了反应速度,而催化剂并未改变性质。


催化燃烧的工艺组成

不同的排放场合和不同的废气,有不同的工艺流程。但不论采取哪种工艺流程,都由如下工艺单元组成:

① 废气预处理:为了避免催化剂床层的堵塞和催化剂中毒,废气在进入床层之前必须进行预处理,以除去废气中的粉尘、液滴及催化剂的毒物。

② 预热装置:预热装置包括废气预热装置和催化剂燃烧器预热装置。因为催化剂都有一个催化活性温度,对催化燃烧来说称催化剂起燃温度,必须使废气和床层的温度达到起燃温度才能进行催化燃烧,因此,必须设置预热装置。但对于排出的废气本身温度就较高的场合,如漆包线、绝缘材料、烤漆等烘干排气,温度可达300℃以上,则不必设置预热装置。

③ 催化燃烧装置:一般采用固定床催化反应器。反应器的设计按规范进行,应便于操作,维修方便,便于装卸催化剂。

7、低温等离子技术

技术作用原理

低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态,当外加电压达到气体的放电电压时,气体被击穿,产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。放电过程中虽然电子温度很高,但重粒子温度很低,整个体系呈现低温状态,所以称为低温等离子体。低温等离子体降解污染物是利用这些高能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物作用,使污染物分子在极短的时间内发生分解,并发生后续的各种反应以达到降解污染物的目的。


8、吸附净化技术

活性炭吸附技术,是一种高效率经济实用型有机废气处理设备。

它结构简单、维护管理方便、能耗少、运转平稳、故障率低、吸附能力强、净化效率高、预处理等附属配套装置齐全、应用范围广、环境认可等优点。

多年来我公司根据用户实际应用和安装情况,引进吸收国内外同类产品的生产经验,优化并改进设计制造,推出下料形式更方便,表面平整度更好,结构强度更高,吸附能力更强,适合不同场所安装的活性炭有机废气吸附塔。同时针对不同工艺生产中所排放的废气特性,如排放废气温度、是否含有油雾、粉尘等相关参数,在废气设备进口部分内置或增设冷却器、过滤器等预处理装置或功能段。很好的保护了吸附段,确保吸附塔在高效状态下运行。

该装置能对苯、醇、酮、酯、汽油类等有机溶剂的废气进行吸附净化 ,更适用于低浓度大风量或高浓度间歇排放废气的作业环境,它能有效地净化环境、消除污染、改善工作环境,确保工人身体健康,治理达标排放。因此,化工、轻工、涂装、电子、机电、印刷、家电、制鞋、电池(电瓶)、塑料、薄膜、橡胶、涂料、制药、家具、船舶、汽车、石油等行业产生的有害有机废气的净化及臭味的消除均可选用。

9、分离回收技术

活性炭吸附回收系统:

当有机废气通过活性炭颗粒时,其中的有机物被颗粒碳的微孔吸附、截留,空气则得以净化后排放。在吸附饱和后,采用高温蒸汽脱附法,将吸附在活性炭颗粒孔径内的有机分子脱附出来并回收。

应用行业:适用范围广泛,可应用于家具行业、石油化工、煤化工、人造革、纺织印染、油漆涂料、橡胶、塑料、制鞋、制药、电子、化纤、酿造等行业。

装置特点与优势:

① 安全性能高:本装置防爆等级达到相关标准,安全可靠,适用于有爆炸危险的场所;

② 实现达标排放的技术成熟度高;

③ 吸附率高、脱附回收效率高,应用范围广;

④ 运行费用低、能耗低;

⑤ 吸附装置全自动控制,无人值守运行:自控系统采用PLC控制,带有自诊断程序,主要阀门可实现手动—自动双模式操作。

10、沸石分子筛吸附

沸石分子筛吸附装置:

沸石分子筛技术对以环己酮、丁酮等为代表的酮类物质有很好的选择吸附性,广泛应用于印刷(油墨)、涂布、涂料、皮革、胶粘剂、农药、橡胶等行业。

装置特点与优势

① 沸石分子筛具有均匀的孔道,选择性吸附能力很强;

② 比表面积大,吸附容量大;

③ 可调变性强,同一型号的分子筛,可以通过改性,改变其孔道尺寸和表面性质;

④ 稳定性好,在700 度以下热处理,以及高温水热处理,沸石分子筛的多孔结构都不会被破坏。

武汉维控环保科技有限公司突破传统VOCs治理技术,低能耗,高效率解决环境污染问题,武汉维控环保环境监测与控制的专家。

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