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1、有机废气处理技术,授课讲师：杨保永 E-mail:,第一章 什么是有机废气（VOC）,学术定义 正常状态下（20，101.3kPa），蒸气压在0.1mmHg（13.3Pa）以上，沸点在260（500）以下的有机化学物质。 污染控制 广义：以气态方式存在于大气中的所有有机化合物，THC（总碳氢化合物 ）、NMHC（非甲烷烃 ）、TOC（总有机碳）。 狭义：参与大气光化学反应的有机化合物（扣除CH4（纯甲烷）及CFCs（氯氟烃 ）等）。,有机废气（VOC）包含的主要物质介绍,甲苯（Toluene） 二甲苯 (Xylene) 对-二氯苯 (para-dichlorobenzene) 乙苯 (Ethy
2、l benzene) 苯乙烯 (Styrene) 甲醛 (Formaldehyde) 乙醛 (Acetaldehyde),含有机废气（VOC）的产品,使用各类溶剂的主要部门,行业有机废气（VOC）排放占用比例,有机废气（VOC）影响,VOC在太阳光和热的作用下能参与氧化氮反应并形成臭氧，臭氧导致空气质量变差并且是夏季烟雾的主要组分。 (VOC + NOx O3) 溫室效应气体 - 导致全球范围内的升温 VOC很容易通过血液-大脑的障碍，从而导致中枢神经系统受到抑制，因此当VOC达到一定浓度时，会引起头痛、恶心、呕吐、乏力等症状，严重时甚至引发抽搐、昏迷，伤害肝脏、肾脏、大脑和神经系统，造成记忆
3、力减退等严重后果 VOC对人体的影响可分为三种类型： 一是气味和感官，包括感官刺激，使人感觉干燥； 二是粘膜刺激和其它系统毒性导致的病态，如刺激眼粘膜、鼻粘膜、呼吸道和皮肤等； 三是具有基因毒性和致癌性。（当然，VOC对人的影响与其浓度有关）,第二章 针对有机废气 （VOC）的处理方法,1、掩蔽法,处理原理： 采用更强烈的芳香气味与臭气掺和，以掩蔽臭气，使之能被人接收 。 适用范围： 适用于需立即地、暂时地消除低浓度恶臭气体影响的场合，恶臭强度2.5左右，无组织排放源 优点：可尽快消除恶臭影响，灵活性大，费用低 缺点：恶臭成分并没有被去除,2、稀释扩散法,处理原理： 将有臭味地气体通过烟囱排至
4、大气，或用无臭空气稀释，降低恶臭物质浓度以减少臭味 适用范围： 适用于处理中、低浓度的有组织排放的恶臭气体 优点：费用低 设备简单 缺点：易受气象条件限制，恶臭物质依然存在,3、热力燃烧法 （催化燃烧法 ）,处理原理： 在高温下恶臭物质与燃料气充分混和，实现完全燃烧 适用范围： 适用于处理高浓度、小气量的可燃性气体 优点：净化效率高，恶臭物质被彻底氧化分解 缺点：设备易腐蚀，消耗燃料，处理成本高，易形成二次污染,4、水吸收法,处理原理： 利用臭气中某些物质易溶于水的特性，使臭气成分直接与水接触，从而溶解于水达到脱臭目的 适用范围： 水溶性、有组织排放源的恶臭气体 优点：工艺简单，管理方便，设备
5、运转费用低 缺点：产生二次污染，需对洗涤液进行处理；净化效率低，应与其他技术联合使用，对硫醇，脂肪酸等处理效果差,5、药液吸收法,处理原理： 利用臭气中某些物质和药液产生化学反应的特性，去除某些臭气成分 适用范围： 适用于处理大气量、高中浓度的臭气 优点：能够有针对性处理某些臭气成分，工艺较成熟 缺点：净化效率不高，消耗吸收剂，易形成而二次污染,6、吸附法,处理原理： 利用吸附剂的吸附功能使恶臭物质由气相转移至固相 适用范围： 适用于处理低浓度，高净化要求的恶臭气体 优点：净化效率很高，可以处理多组分恶臭气体 缺点：吸附剂费用昂贵，再生较困难，要求待处理的恶臭气体有较低的温度和含尘量,7、生物
6、滤池式脱臭法,处理原理： 恶臭气体经过去尘增湿或降温等预处理工艺后，从滤床底部由下向上穿过由滤料组成的滤床，恶臭气体由气相转移至水微生物混和相，通过固着于滤料上的微生物代谢作用而被分解掉 适用范围： 目前研究最多，工艺最成熟，在实际中也最常用的生物脱臭方法。又可细分为土壤脱臭法、堆肥脱臭法、泥炭脱臭法等。 优点：处理费用低 缺点：占地面积大，填料需定期更换，脱臭过程不易控制，运行一段时间后容易出现问题，对疏水性和难生物降解物质的处理还存在较大难度。,8、生物滴滤池法,处理原理： 原理同生物滤池法类似，不过使用的滤料是诸如聚丙烯小球、陶瓷、木炭、塑料等不能提供营养物的惰性材料。 适用范围： 只有
7、针对某些恶臭物质而降解的微生物附着在填料上，而不会出现生物滤池中混和微生物群同时消耗滤料有机质的情况 优点：池内微生物数量大，能承受比生物滤池大的污染负荷，惰性滤料可以不用更换，造成压力损失小，而且操作条件极易控制 缺点：需不断投加营养物质，而且操作复杂，使得其应用受到限制,9、洗涤式活性污泥脱臭法,处理原理： 将恶臭物质和含悬浮物泥浆的混和液充分接触，使之在吸收器中从臭气中去除掉，洗涤液再送到反应器中，通过悬浮生长的微生物代谢活动降解溶解的恶臭物质 适用范围： 有较大的适用范围 优点：可以处理大气量的臭气，同时操作条件易于控制，占地面积小 缺点：设备费用大，操作复杂而且需要投加营养物质,10
8、、曝气式活性污泥脱臭法,处理原理： 将恶臭物质以曝气形式分散到含活性污泥的混和液中，通过悬浮生长的微生物降解恶臭物质 适用范围： 适用范围广，目前日本已用于粪便处理场、污水处理厂的臭气处理 优点：活性污泥经过驯化后，对不超过极限负荷量的恶臭成分，去除率可达99.5%以上。 缺点：受到曝气强度的限制，该法的应用还有一定局限,11、三相多介质催化氧化工艺,处理原理： 反应塔内装填特制的固态复合填料，填料内部复配多介质催化剂。当恶臭气体在引风机的作用下穿过填料层，与通过特制喷嘴呈发散雾状喷出的液相复配氧化剂在固相填料表面充分接触，并在多介质催化剂的催化作用下，恶臭气体中的污染因子被充分分解。 适用范
9、围： 适用范围广，尤其适用于处理大气量、中高浓度的废气，对疏水性污染物质有很好的去除率。 优点：占地小，投资低，运行成本低；管理方便，即开即用；耐冲击负荷，不易污染物浓度及温度变化影响。 缺点：需消耗一定量的药剂 .,处理原理： 介质阻挡放电过程中，等离子体内部产生富含极高化学活性的粒子，如电子、离子、自由基和激发态分子等。废气中的污染物质与这些具有较高能量的活性基团发生反应，最终转化为CO2和H2O等物质，从而达到净化废气的目的。 适用范围： 适用范围广，净化效率高，尤其适用于其它方法难以处理的多组分恶臭气体，如化工、医药等行业。 优点：电子能量高，几乎可以和所有的恶臭气体分子作用；运行费用
10、低；反应快，设备启动、停止十分迅速，随用随开。 缺点：一次性投资较高。,12、低温等离子体技术,工业生产中常用的方法燃烧法,与其他方法相比较，燃烧法可以将挥发性有机废气进行热量的回收，并可以将热能转化为热水、热风、电能等，从而保证了气体的达标状态，而且回收效益快，需要的后续处理过程极少。 由于燃烧中，所含废气中有害物质组分的不同、浓度的不同，控制过程温度的因素不同及不同的燃烧方式，所以有不同的热回收和利用的方式，也构成了不同类型的燃烧净化方法和燃烧净化装置。 那么我们在讲到燃烧法时具体有哪些方式？燃烧的优缺点在哪里？,燃烧法的主要技术,燃烧法的分类： 直接燃烧法 热力燃烧法 蓄热式燃烧法 催化
11、燃烧法,蓄热式燃烧法与其他三种燃烧法的优异性能对比,直接燃烧法：燃烧时是不完全的，它不仅造成燃料能量的损失，而且还会产生大量的有害气体和烟尘，以及热辐射，从而污染环境。 热力燃烧法：虽然几乎可以处理一切有机废气和达到法规的排放要求，但是，这种焚烧炉的燃料消耗高也不回收热量，极不经济。 催化燃烧法：对所处理的有机废气有一定的要求，即不能含有使催化中毒、抑制反应、堵塞或覆盖催化剂活性中心的物质，此外，催化剂经常需要更换也制约了其作用。 蓄热式燃烧法：是在热力燃烧法的基础上加上了热力回收系统，这种方法运用相当广泛，一方面只要充分满足燃烧过程的必要条件，燃烧法可以使有害物质达到完全燃烧氧化而变为无害物
12、质，即达到规定的排放要求；另一方面，其经济性主要取决于过程热量的回收和利用程度，特别在RTO（蓄热式焚烧器）的情况下，由于过程的热效率很高，通常只需补充很少的辅助燃料，当废气中有机物浓度达到一定值时，则不必加辅助燃料。其缺点只有：容量较大，一次性投资费用较高。,针对VOC的RTO技术,RTO技术,问：什么是RTO，RTO在工用中的模式是怎么样的？,RTO简介,RTO（Regenerative Thermal Oxidizer,简称RTO），再生热氧化分解器，又称蓄热式焚烧器。其基本原理是在高温下（760）将有机废气氧化生成CO2和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
13、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简介,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。 目前，RTO在有机废气净化的各个领域内已获得广泛应用，特别是最近已成功用于煤矿矿井通风甲烷气的净化处理，这不仅可利用甲烷热值来供应热水或产生蒸汽和发电，而且大大减少了温室气体的排放，因而RTO技术已引起人们的关注。,RTO优点,操作费用低，超低燃料费。 净化率高，净化率一般在98%以上。 可实现全自动化控
14、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；炉内升温均匀，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
15、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。,RTO适用场合,一般RTO的热效率大于98%；处理废气流量在16000300000Nm3/h范围内，而浓度一般在8g/Nm3以下；对于废气流量在20000Nm3/h以下，通常将RTO做成一个紧凑系统，即一个RTO内分三个区，顶部是燃烧室。最大处理能力在400000600000Nm3/h。 RTO中气体的流速应该低于5m/s。,一般VOC处理浓度范围,苯：15656260ppm 甲苯：13275308ppm
16、 甲醛：407116283ppm 苯乙烯：11734695ppm 三氯乙烯：9303721ppm 三氯乙烷：9163665ppm 丙酮：21098419ppm 丁乙烯：22609040ppm 二氯苯：8313326ppm 乙苯：11514605ppm 苯乙烯：11744695ppm 乙醛：277611101ppm,RTO的工作原理,工作过程,烧嘴和蓄热体成对出现。助燃空气通过其中一个烧嘴，被加热后供燃烧用，另一个烧嘴充当排烟的角色，同时蓄热体被加热。当到达换向时刻时，换向阀动作使系统反向运行，烟气加热好的蓄热体被用来加热空气，助燃空气冷却的蓄热体又被离开炉子的高温烟气加热，最后排出的烟气只有150200，空气预热温度1000 左右，切换阀在低温下工作，同时排出燃烧废气的风机也在低温下工作，标准风机就可以满足要求。,蓄热式燃烧系统的构成,燃烧器 形状 蓄热体 材质 尺寸 换向阀 控制系统,蓄热燃烧关键部件-蓄热体,形状选择条件：堆体积稳定性、清灰难易程度、加工难易程度、蓄
