vocs治理技术介绍与效果评估

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1、VOCs处理技术介绍与效果评估,XXXXXXX有限公司,汇 报 内 容,一、挥发性有机物(VOCs)定义,三、废气治理设施监管要点,二、VOCs污染防治技术介绍与评估,一、VOCs定义解释,什么是VOCs？,(1)学术定义：VOCs是指常温下饱和蒸汽压大于70 Pa、常压下沸点在260以下的有机化合物，或在20条件下蒸汽压大于或者等于10 Pa具有相应挥发性的全部有机化合物。 (2)检测机构定义：总挥发性有机物 TVOC包括：苯、甲苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯、乙苯、乙酸丁酯、十一烷，共计九种物质； CMA检测报告中总挥发性有机物 TVOC的浓度为以上九种物质浓度之和。以上资料适用

2、于室内空气质量监测。,定义,表1.1-1 TVOC与其他有机物对应关系检测结果,表1.1-2 TVOC与非甲烷总烃对应关系检测结果,表1.1-3 有机物与非甲烷总烃对应关系检测结果,非甲烷总烃一般定义C2C8之间的烃类，包括部分苯系物，但有机物浓度的检测结果和非甲烷总烃的结果并没有任何直接的孰大孰小的关系。结果大小只说明了其对检测器的灵敏度不同而已。,一、VOCs定义解释,什么是VOCs？,(3)官方含义：除电厂SO2、Nox、粉尘之外的一切对大气环境有不良影响的废气污染物，包括有颜色、异味的物质。根据工作安排，基本完成脱硫、脱硝、除尘等大规模提标改造后，现阶段将进入全面的废气整治阶段。 因此

3、我们的VOCs治理工作不仅包含各类有机物，是除脱硫脱硝以外的其他各类废气治理，其最终目的是使得我们的大气环境质量有明显改观。,汇 报 内 容,一、挥发性有机物(VOCs)定义,三、废气治理设施监管要点,二、VOCs污染防治技术介绍与评估,VOCs污染源头控制技术,清洁生产 注重生产全过程的物料回收，充分实现再回收、再利用，防止和减少污染的产生； 原料替代 生产过程中采用低VOCs含量的原料，如包装印刷过程中使用低VOCs溶剂、汽车涂装过程使用低VOCs涂料等； 工艺改进 采用先进的工艺技术，减少VOCs排放量，如汽车涂装过程中用3C1B工艺代替传统的3C2B工艺,VOCs污染末端治理技术,VO

4、Cs典型治理技术,根据污染物与冷却源的接触方式可分为直接冷凝法和表面冷凝法,1、冷凝法,石墨换热器（表面冷凝法）,废气喷淋塔（直接冷凝法）,冷凝法,将废气降温至VOCs成份露点以下，凝结为液态后加以回收 适用于高浓度、成份单纯且回收价值高的VOCs； 冷凝法处理成本较高； 适用浓度 5000 ppm ，效率介于50 85 %之间；浓度 1 %时，回收效率90 %以上； 常搭配其他控制技术，如焚烧、吸附、洗涤等作为前处理步骤。,有机废气冷凝效率计算依据,式中：C1气体的冷凝前浓度，g/m3； C2气体的冷凝后浓度，g/m3； M气体物质的分子量； P1气体在T1时饱和蒸气压； P2气体在T2时饱

5、和蒸气压； R常数，为8.314； P大气压，101325pa； 冷凝效率。,有机物冷凝效率估算,利用填料塔对有机废气进行吸收治理案例,对浓度和压力较高，温度较低的VOCs，常采用低挥发性或不挥发的溶剂对其进行吸收。然后再利用VOCs与吸收剂物理性质的差异将二者分离。,2、吸收法,吸收（洗涤）法,填料塔 文丘里塔 旋流板塔 喷淋塔,多层洗涤塔,填料塔,旋流板塔,适用于高水溶性VOCs 用化学药剂将VOCs中和、 氧化或其他化学反应破坏,同時去除气态污染物 投资成本低 传质效率高 对酸性气体也有高处理效率,有后续废水处理问题 颗粒物浓度高，导致塔堵塞 维护费用高 排气可能造成白烟,优点,缺点,填

6、料净化塔内部结构图,填料净化塔作为废气污染物净化设备，其机理包括惯性碰撞、分子扩散和凝聚三种，具体如下：,综上所述，采用填料塔对酸碱性污染物效果较好，对不溶于水的污染物则效果不佳， 其净化机理主要通过惯性碰撞和分子扩散进行，凝聚机理基本不起作用。,填料塔净化机理,应该注意，废气净化塔中填料塔应用较多，但同时还存在其它多种塔，如旋流板塔、空塔、泡罩塔等。填料塔主要利用塔中的填料的巨大比表面积，提高废气与吸收液直接的接触比，从而提高废气的净化处理效果。对含粉尘的酸碱气体不适合，空塔常用作高温气体或加湿的预处理设备，旋流板塔具有较强的防堵性能，通常用作大风量或含有粉尘的废气净化，其净化机理主要通过高

7、速气流将液滴雾化后，依靠液滴的巨大比表面与废气接触从而净化废气，填料塔需要较低的空塔气速，而旋流板塔则需要较高的空塔气速。,旋流板净化塔内部结构图,填料塔净化处理废气效率评估,表2.1-1 某企业填料塔废气进出口污染物排放浓度,关于填料塔净化处理有机废气需明确如下几点： (1)填料塔对有机废气的净化处理效率并不恒定，其主要取决于污染物的溶解度、蒸汽压等物理属性。 (2)只有当气相中有机物浓度(平衡分压)高于循环吸收液中的有机物的平衡分压时，吸收法才能吸收污染物，当气相中有机物浓度低于相应的液相的平衡分压，则所吸收的有机物将再次逸出。 (3)吸收法对常见有机物总体净化效率不高，难以确保废气污染物

8、稳定达标排放，因此常用作为酸碱废气处理系统、有机废气预处理系统。,颗粒活性炭吸附净化装置,活性炭纤维吸附净化装置,吸附法是采用吸收剂吸附气相中的VOCs，从而达到气体净化的目的。常用吸附剂主要有颗粒活性炭、纤维活性炭、蜂窝状活性碳等。,3、吸附法,图3.1-1 活性炭净化设备工艺流程图,袋型濾網,风机,图3.1-2 活性炭颗粒模块,图3.1-3 活性炭纤维模块,图3.1-4 某企业活性炭吸附净化装置工程图片,图3.1-5 下卸料式活性炭吸附净化装置结构图,表3.1-1 某企业活性炭吸附装置出口废气排放浓度(1),表3.1-2 某企业活性炭吸附装置出口废气排放浓度(2),图3.1-6 某电子企业

9、现场活性炭净化设备,图3.1-7 使用数周后活性炭状况,图3.1-8 使用数周后活性炭状况,根据上述设备现场测试情况可以得出如下结论： (1)仅配置活性炭吸附装置，无脱附再生装置，实际废气污染物净化处理效率极低，出口浓度常超标排放。即使配备下卸料式活性炭更换装置，其更换劳动工作强度也较高，根据多年实践经历，未配备脱附再生系统的活性炭装置均为摆设，未能有效投入运行。 (2)不是所有的废气均可以接入活性炭吸附装置，粉尘含量高的、有机物沸点高的、易自聚合的、有粘性的均不适合采用活性炭吸附。,3.2 活性炭吸附-蒸汽脱附再生,吸附剂对VOCs进行选择性吸附: 硅土和金属氧化物吸附剂吸附废气中水汽。 在

10、水存在状态下，活性炭仍能吸附非极性有机物,图3.2-1 二氯甲烷回收（活性炭纤维吸附-蒸气脱附）工程图片,图3.2-2 三氯甲烷回收（活性炭纤维吸附-蒸气脱附）工程图片,根据上述设备现场测试情况可以得出如下结论： (1)不同加工企业所生产的活性炭吸附净化装置，即使吸附回收同一种物料，其净化处理效率上也存在较大的差异，因此活性炭吸附回收系统是一项非常有技术含量的设备。 (2)活性炭吸附-蒸汽脱附再生技术可有效回收大量物料，但通常出口有机物难以达标排放，因此仅采用活性炭吸附回收技术难以确保废气污染物达标排放。 (3)活性炭吸附设备对有机物的吸附有极强的选择性，不是所有的废气都适合采用活性炭吸附。高

11、沸点如DMF、含有粘性的或极易自聚合的丙烯酸等均不适合采用活性炭吸附。,图3.2-3 如东某企业活性炭吸附回收设备及控制系统图片,图3.2-4 南京某企业活性炭吸附回收设备图,图3.2-5 浙江某企业活性炭吸附回收设备及控制系统图片,3.3 活性炭吸附-催化燃烧脱附再生,图3.3-1 某企业现场活性炭吸附净化设备,活性炭浓缩吸附-脱附再生设备主要用于喷涂行业烘干尾气，根据某企业现场实际使用数据，一套活性炭净化设备共有吸附模块6套，三套活性炭净化设备有模块18套，脱附装置每次装入模块数量为2套，全部脱附需9次，每脱附周期2h共需18h。 每套净化装置放入活性炭纤维量50kg，最大吸附有机物15k

12、g。,采用活性炭浓缩吸附-脱附再生工艺对喷涂尾气净化效果评估结论如下： （1）根据大气污染治理工程技术导则，进入吸附装置的废气中颗粒物浓度应低于5mg/m3。 喷涂尾气中颗粒物含量明显超过规范允许值。由此造成活性炭很快失效，从而丧失脱附再生功能。因此未对粉尘进行有效净化处理前，通过活性炭浓缩吸附-催化脱附再生处理效果较为有限。 （2）采用人工进行脱附再生，劳动强度大，难以保证设备的正常稳定运行。,图3.3-2 某脱附再生后活性纤维图片,热力破坏法主要是通过外界热量，使有机物与空气中氧气发生反应生成CO2和H2O的过程。根据设备及反应机理的不同，主要分为直接燃烧法、催化燃烧法、蓄热式热氧化法、蓄

13、热式催化燃烧法等。由于热力破坏法净化处理效率高，近年来对其使用与研究不断加强，因此对此部分研究现状及技术进展予以详细介绍。,4、热力破坏法,4.1 直接燃烧法,直接燃烧法是把废气中可 燃有害组分当做燃料直接燃 烧。因此该方法只适合净化 含可燃有害组分浓度较高的 废气。直接燃烧设备包括一 般各类火炬、燃烧炉、窑、 锅炉等。,4.2 热力燃烧法,有机废气焚烧炉1,有机废气焚烧炉2,当废气中VOCs浓度较低时，添加燃料以帮助其燃烧的方法称为热力燃烧法。该过程包括三个步骤：（1）辅助燃料燃烧，提供热量；（2）废气与高温燃气混合，达到反应温度；（3）在反应温度下，废气中可燃有害组分氧化分解，从而被净化。

14、,4.3 催化燃烧法,催化燃烧法是在系统中使用合适的催化 剂，使废气中的有机物在较低的温度下完 全氧化分解的方法。该法为无火焰燃烧， 安全性高，燃烧温度低，设备体积小，净 化效率高。,4.4 蓄热式焚烧炉,蓄热式焚烧炉（RTO）其原理是把有机废气加热到760以上，使废气中的有机物氧化分解成CO2和H2O。氧化产生的高温气体流经陶瓷蓄热体，使陶瓷体升温，从而用于对原始废气进行预热。陶瓷蓄热体通常分为两室或三室。与直接及催化燃烧等工艺相比，具有热效率高、运行可靠等特点。,某喷涂企业现场RTO焚烧炉工艺流程图,某喷涂企业RTO焚烧炉现场照片,某企业旋转式RTO焚烧炉,转轮浓缩吸附-RTO炉脱附,转轮

15、浓缩吸附-RTO脱附装置流程示意图,转轮浓缩吸附焚烧炉案例,对有机废气采用RTO炉焚烧净化处理效率较高，在850高温下，常见有机物均能得到有效净化处理，本设备热回收效率较高、能耗低、净化处理效率高、抗冲击负荷能力强、运行可靠等优点，正日益得到广泛应用。 部分企业RTO炉对废气污染物净化处理效率实际检测数据。 RTO炉焚烧过程二次污染物数据,RTO炉焚烧处理含氯有机物一直备受争议，本次共检测了5套处理含氯有机废气RTO炉出口废气污染物排放情况，某企业入口三氯甲烷浓度500mg/m3，RTO炉出口二噁英浓度0.54TEQ毒性当量，其余四套基本可满足0.1TEQ要求，上述结果表明在含氯有机物浓度不高

16、的情况下，可采用RTO炉加以净化处理。,(1)RTO炉全称为蓄热式热氧化炉，其主要优点在于废气处理风量较大5000m3/h-10万m3/h，对常见有机物净化处理效率高（两床式95%，三床式98%），因此尤其适用于有机物排放总量较大、废气中含恶臭类物质或采用常规手段无法有效净化处理的废气污染物。 (2)国外在20世纪六七十年代即开始广泛采用两床式、三床式RTO炉，中国大陆在21世纪初才陆续使用RTO炉经常处理有机废气，目前国际上主流技术为旋转式RTO炉，国内主流技术为三床式，但国内部分企业在工艺、材料上存在诸多缺陷，导致设备的稳定性、可靠性较差。,蓄热式焚烧炉,蓄热式焚烧炉,(3)关于RTO炉的安全性问题备受争议，其实有机废气处理的安全性与采用RTO炉基本无关，只要有机废气的浓度达到爆炸极限以内，废气在收集、输送、预处理、RTO炉膛等过程均可能发生安全事故，因此有机废气的收集方式及预处理工作是确保RTO炉净化处理系统安全性的第一要素。不是所有的有机废气都可以接入进行处理，在设计RTO炉时必须委托经验较为丰富