吸收設備
吸收法采用低揮發(fā)或不揮發(fā)性溶劑對VOCs進行吸收,再利用VOCs和吸收劑物理性質(zhì)的差異進行分離。
含VOCs的氣體自吸收塔底部進入塔內(nèi),在上升過程中與來自塔頂?shù)奈談┠媪鹘佑|,凈化后的氣體由塔頂排出。吸收了VOCs的吸收劑通過熱交換器后,進入汽提塔頂部,在溫度高于吸收溫度或壓力低于吸收壓力的條件下解吸。解吸后的吸收劑經(jīng)過溶劑冷凝器冷凝后回到吸收塔。解吸出的VOCs氣體經(jīng)過冷凝器、氣液分離器后以較純的VOCs氣體離開汽提塔,被回收利用。該工藝適合于VOCs濃度較高、溫度較低的氣體凈化,其他情況下需要作相應的工藝調(diào)整。
吸附設備
在用多孔性固體物質(zhì)處理流體混合物時,流體中的某一組分或某些組分可被吸表面并濃集其上,此現(xiàn)象稱為吸附。吸附處理廢氣時,吸附的對象是氣態(tài)污染物,氣固吸附。被吸附的氣體組分稱為吸附質(zhì),多孔固體物質(zhì)稱為吸附劑。
固體表面吸附了吸附質(zhì)后,一部被吸附的吸附質(zhì)可從吸附劑表面脫離,此現(xiàn)附。而當吸附進行一段時間后,由于表面吸附質(zhì)的濃集,使其吸附能力明顯下降而吸附凈化的要求,此時需要采用一定的措施使吸附劑上已吸附的吸附質(zhì)脫附,以協(xié)的吸附能力,這個過程稱為吸附劑的再生。因此在實際吸附工程中,正是利用吸附一再生一再吸附的循環(huán)過程,達到除去廢氣中污染物質(zhì)并回收廢氣中有用組分。
凈化設備
燃燒法用于處理高濃度Voc與有惡臭的化合物很有效,其原理是用過量的空氣使這些雜質(zhì)燃燒,大多數(shù)生成二氧化碳和水蒸氣,可以排放到大氣中。但當處理含氯和含硫的有機化合物時,燃燒生成產(chǎn)物中HCl或SO2,需要對燃燒后氣體進一步處理。
治理設備
等離子體就是處于電離狀態(tài)的氣體,其英文名稱是plasma,它是由美國科學 muir,于1927年在研究低氣壓下汞蒸氣中放電現(xiàn)象時命名的。等離子體由大量的子、中性原子、激發(fā)態(tài)原子、光子和自由基等組成,但電子和正離子的電荷數(shù)必須體表現(xiàn)出電中性,這就是“等離子體”的含義。等離子體具有導電和受電磁影響的許多方面與固體、液體和氣體不同,因此又有人把它稱為物質(zhì)的第四種狀態(tài)。根據(jù)狀態(tài)、溫度和離子密度,等離子體通??梢苑譃楦邷氐入x子體和低溫等離子體(包子體和冷等離子體)。其中高溫等離子體的電離度接近1,各種粒子溫度幾乎相同系處于熱力學平衡狀態(tài),它主要應用在受控熱核反應研究方面。而低溫等離子體則學非平衡狀態(tài),各種粒子溫度并不相同。其中電子溫度( Te)≥離子溫度(Ti),可達104K以上,而其離子和中性粒子的溫度卻可低到300~500K。一般氣體放電子體屬于低溫等離子體。
截至2013年,對低溫等離子體的作用機理研究認為是粒子非彈性碰撞的結(jié)果。低溫等離富含電子、離子、自由基和激發(fā)態(tài)分子,其中高能電子與氣體分子(原子)發(fā)生撞,將能量轉(zhuǎn)換成基態(tài)分子(原子)的內(nèi)能,發(fā)生激發(fā)、離解和電離等一系列過秸處于活化狀態(tài)。一方面打開了氣體分子鍵,生成一些單分子和固體微粒;另一力生.OH、H2O2.等自由基和氧化性極強的O3,在這一過程中高能電子起決定性作用,離子的熱運動只有副作用。常壓下,氣體放電產(chǎn)生的高度非平衡等離子體中電子溫層氏度)遠高于氣體溫度(室溫100℃左右)。在非平衡等離子體中可能發(fā)生各種類型的化學反應,主要決定于電子的平均能量、電子密度、氣體溫度、有害氣體分子濃度和≥氣體成分。這為一些需要很大活化能的反應如大氣中難降解污染物的去除提供了另外也可以對低濃度、高流速、大風量的含揮發(fā)性有機污染物和含硫類污染物等進行處理。
常見的產(chǎn)生等離子體的方法是氣體放電,所謂氣體放電是指通過某種機制使一電子從氣體原子或分子中電離出來,形成的氣體媒質(zhì)稱為電離氣體,如果電離氣由外電場產(chǎn)生并形成傳導電流,這種現(xiàn)象稱為氣體放電。根據(jù)放電產(chǎn)生的機理、氣體的壓j源性質(zhì)以及電極的幾何形狀、氣體放電等離子體主要分為以下幾種形式:①輝光放電;③介質(zhì)阻擋放電;④射頻放電;⑤微波放電。無論哪一種形式產(chǎn)生的等離子體,都需要高壓放電。容易打火產(chǎn)生危險。由于對諸如氣態(tài)污染物的治理,一般要求在常壓下進行。
5、光催化和生物凈化設備
光催化是常溫深度反應技術(shù)。光催化氧化可在室溫下將水、空氣和土壤中有機污染物完全氧化成無害的產(chǎn)物,而傳統(tǒng)的高溫焚燒技術(shù)則需要在的溫度下才可將污染物摧毀,即使用常規(guī)的催化、氧化方法亦需要幾百度的高溫。
從理論上講,只要半導體吸收的光能不小于其帶隙能,就足以激發(fā)產(chǎn)生電子和空穴,該半導體就有可能用作光催化劑。常見的單一化合物光催化劑多為金屬氧化物或硫化物,如 Ti0。、Zn0、ZnS、CdS及PbS等。這些催化劑各自對特定反應有突出優(yōu)點,具體研究中可根據(jù)需要選用,如CdS半導體帶隙能較小,跟太陽光譜中的近紫外光段有較好的匹配性能,可以很好地利用自然光能,但它容易發(fā)生光腐蝕,使用壽命有限。相對而言,Ti02的綜合性能較好,是廣泛使用和研究的單一化合物光催化劑。
怎么挑選噴漆廢氣處理方案1、噴漆廢氣處理在度較低、廢氣量較多的場合(烘干室,噴涂室),可選用 低溫等離子分化和吸收法 。無爆破、火災等風險,性好。
與其他辦法比較,噴漆廢氣管理功率較低;對洗滌吸收液內(nèi)的廢氣成分需進行二次處理;噴漆廢氣凈化除味劑的選用需依據(jù)廢氣內(nèi)的首要溶劑來確認。特色:噴漆廢 氣處理設備費用較低,占地面積較小。
2、噴漆廢氣處理在常溫、低濃度、廢氣量相對較小下,可選用噴漆廢氣處理活性炭吸附法。廢氣中所含有機溶劑可以回收、運用?;钚蕴吭偕鷷r設備占地面積大,能耗大,費用高;烘干室廢氣溫度較高 時需先冷卻,噴涂室廢氣中涂料霧較多時,需先除掉涂料霧。特色:工作費用高,保護費用較高
3、噴漆廢氣處理在溫度高、流量小、噴漆廢氣濃度高、含雜質(zhì)少的場合,可選用噴漆廢氣處理催化燃燒法。應去除廢氣中雜質(zhì),避免催化劑中毒;催化劑運用時刻長時,廢氣管理功率相應下降;廢氣治 理設備費用較高。特色:廢氣管理功率高,設備占地面積小。
4、低濃度、大風量的噴漆廢氣處理,可選用光催化噴漆廢氣處理辦法。徹底改變了傳統(tǒng)活性炭吸附方 法的工作費用較高的缺點,凈化功率高,工作安穩(wěn),系數(shù)高,不存在替換耗材的缺點。
5、 噴漆廢氣處理在有機溶劑含量高、溫度高的環(huán)境下,可選用噴漆廢氣處理直接燃燒法 。下風:存在 預熱耗能多,費用較高;需考慮防爆等措施,換熱器、燃燒室設計較雜亂。優(yōu)勢:噴漆廢氣管理 功率高,一般廢氣燃燒后,即到達排放規(guī)范;噴漆廢氣管理可靠性高。
廢氣處理設備的共同特點是將氣體中的污染物資分離出來或轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì),以達到廢氣凈化的目的。通常采用的除塵、吸收、吸附、催化、冷凝等廢氣處理技術(shù)均屬單元操作,對各種單元操作的研究發(fā)現(xiàn)其共同規(guī)律及內(nèi)在聯(lián)系就在于三傳的理論。因此動量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞及化學反應工程學是廢氣處理設計的基本理論。
一、流體動力過程
研究氣體的流動及氣體和與之接觸的固體或液體之間發(fā)生先對運動時的基本規(guī)律。廢氣處理設備的操作效率與氣體流動狀況有密切關(guān)系。研究氣體流動對尋找設備的強化途徑有重要意義。
例如對于管路及設備的阻力,需要利用流體力學的理論去解決、降低流速、上海車間通風改造提高流通面積、改善廢氣處理設備氣體入口的分布狀態(tài)、消除初始動能等措施均有利于降低設備的阻力。
二、熱過程
研 究傳熱的基本規(guī)律并在單元操作中利用這些基本規(guī)律強化設備,提高廢氣處理效率是設計匯總常遇到的問題。設備結(jié)構(gòu)要符合凈化過程的要求。例如催化反應裝置需 及時將反應熱導出,否則會引起催化劑的過熱而使活性下降。為此在設計過程中常根據(jù)能量守恒定律進行熱量衡算,并采取措施以保證操作過程的正常運行。
三、傳質(zhì)過程
研究物質(zhì)通過相界面遷移過程的基本規(guī)律。所有廢氣凈化技術(shù)都涉及到異相傳質(zhì)問題。為保證傳遞速度穩(wěn)定必須有足夠的想接觸面積,需根據(jù)質(zhì)量守恒定律對設備進行物料衡算。采取措施增大相接觸面積,更新相界面,提高傳質(zhì)速度。
四、化學反應工程學
化學反應工程學主要是以流體力學、熱傳遞及物質(zhì)傳遞原理及化學動力學為基礎(chǔ),研究廢氣處理設備各方面的關(guān)系及影響,以闡明工業(yè)反應過程的實質(zhì),目的在于控制生產(chǎn)規(guī)模的化學反應過程,并對設計工作者提供理論依據(jù),使之能結(jié)合具體工藝要求進行反應器的設計。
燃燒法
1、處污原理
燃燒法分為蓄熱式燃燒技術(shù)(RTO)和催化燃燒技術(shù)(RCO)。其原理是通過直接燃燒或者添加催化劑進行低溫燃燒,利用“燒”將有機廢氣徹底降解為水和二氧化碳。
2、實際應用
燃燒法作為目前處理效率和效果相對理想的工藝,雖然它的價格相對昂貴且運行費用不低,但已被大部分專家和部分地市環(huán)境主管部門認可,甚至制定為主要治理工藝。
3、存在的主要問題
因蓄熱燃燒(RTO)方式的燃燒室內(nèi)溫度一般不低于750度,甚至高達1000度,因此,會產(chǎn)生燃料型氮氧化物。氮氧化物按生成機理的不同分為三類:熱力型、快速型和燃料型,其中燃料型占60%_95%。在生成燃料型NOx過程中,首先是含有氮的有機化合物或空氣中的氮氣經(jīng)過熱裂解產(chǎn)生N,CN,HCN和等中間產(chǎn)物基團,然后再氧化成NOx。經(jīng)粗算,一套20萬m3/h處理量的蓄熱燃燒設備,其氮氧化物排放量約等于一臺35t/h的燃煤流化床鍋爐。
在有機廢氣的催化燃燒設備(RCO)工藝中,由于采用自來水作為水噴淋進行預處理,水中的氯離子及有機物質(zhì)自帶的氯離子在催化燃燒室內(nèi)(200~500度)極易生成二噁英。而VOCs處理設備上均無高溫高溫裝置用于促使二噁英的分解,因此,氣體在燃燒過程中產(chǎn)生的二噁英將直接排放至到大氣。