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VOCs的回收及处理技术大盘点

2016-06-15 15:04来源:工信合能源信息技术中心关键词:VOCsVOCs回收环境污染收藏点赞

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3吸收法

吸收法是根据有机物相似相溶的原理,采用低挥发或不挥发溶剂对VOCs进行吸收,再利用VOCs分子和吸收剂物理性质的差异进行分离的一种方法。通常使用的吸收剂是高沸点、低蒸气压的油类物质,吸收过程是在装有填料的吸收塔中完成的,其吸收效果主要取决于吸收剂的吸收性能和吸收设备的结构特征。

该方法适用于大气量、中等浓度VOCs的处理,可用于回收有用成分,但吸收剂难以选取,吸收的范围有限,而且吸收后的吸收溶液需进一步处理,有可能造成二次污染,费用也较高。

4膜分离法

膜分离法是在海水淡化研究中发现的一种新的高效分离方法,它与传统的冷凝法、吸附法和吸收法相比,具有流程简单,回收率高,能耗低,无二次污染等优点,是一种非常有应用前景的分离方法。该方法适用于中高浓度VOCs(含量高于1×10-3)的分离与回收。目前采用膜分离法可以回收脂肪和芳香族碳氢化合物、含氯溶剂、酮、醛、腈、醇、胺、酸等大部分VOCs,且随着高效分离膜的开发和价格的降低,膜技术的应用会越来越广泛。

膜分离法是采用对有机化合物具有选择性渗透的高分子膜,在一定压力下使VOCs渗透而达到分离的目的。一般采用中空纤维膜或板式膜。图3为膜分离流程原理图,它分3步完成,首先将VOCs和空气混合物压缩,再将压缩的混合气流输入冷凝器中冷却,然后进行膜蒸气分离。当VOCs气体进入膜分离系统后,膜选择性地让VOCs气体通过而被富集,脱除了VOCs的气体留在未渗透侧,可以达标排放;富集的VOCs气体可去冷凝回收系统进行有机溶剂的回收。

VOCs的处理技术

1燃烧法

对于成分复杂、高浓度的VOCs,现在应用较多的方法是燃烧法,它是通过化学反应,将VOCS中的有机物转变为C02和H2O。目前实际使用的燃烧方式主要有直接燃烧和催化燃烧,其过程复杂并且可能包括一系列分解、聚合及自由基反应。直接燃烧也称为直接火焰燃烧,它是把VOCs中可燃的有机物组分当作燃料在气流中直接燃烧,温度一般在1100℃左右。因此,该方法只适用于净化有机物组分燃烧时热值较高的VOCs,因为只有燃烧时放出的热量能够补偿散向环境中的热量时,才能保持燃烧区的温度,维持燃烧的持续。催化燃烧是以Pt、Pd、CuO、Ni0等作为催化剂,在较低的温度下(150~600℃)使VOCs中的有机物可燃组分氧化分解成C02和H2O。催化剂的存在使有机物在燃烧时比直接燃烧法需要更少的保留时间和更低的温度。但由于VOCs中含有较多杂质,很容易引起催化剂中毒,且催化剂常只针对特定类型的化合物,因此催化燃烧的广泛应用在一定程度上受到了限制,也易造成二次污染。

燃烧法具有效率高、处理彻底、消除恶臭、污染小等优点,但由于VOCs燃烧氧化的最终产物是C02、H2O等,因而使用这种方法不能回收到有用的物质,且使用催化燃烧时所用催化剂成本很高,费用大大提高。

2低温等离子体技术

20世纪70年代,人们就开始了低温等离子体净化VOCs的研究,目前有些已进入应用阶段,但大多数尚处于研究开发阶段。多年来的研究结果表明,等离子体净化技术是一种效率高、能耗低、适用范围广的污染物净化技术。它是利用高能电子射线激活、电离、裂解VOCs中各组分,从而发生氧化等一系列复杂化学反应,将有害物转化为无害物或有用的副产物的一种处理技术。目前应用的主要有电子束辐照和气体放电2类。

(1)电子束辐照

电子束辐照法处理VOCS的实验研究始于20世纪90年代,主要集中在危害较严重的3大类VOCs:氯代烃、苯系物和多环芳烃类。其降解VOCS的原理是利用电子加速器(图4)产生高速的电子脉冲,由于电子束具有较高的能量,在其作用下VOCs受到激发,产生原子间键的断裂,形成小碎片基团和原子,电场激发的各种活性粒子与有机物分子和小碎片基团发生一系列的自由基反应,最终把有机物降解为C02、C0和H20,从而达到治理的目的。研究表明,随着吸收剂量增加,VOCs脱除率提高,VOCs初始浓度增大,脱除率降低,水、氧气、氯代烃或氨的注入有助于VOCs脱除率的提高。分解过程中无废液、废渣产生,而且由于电子和活性粒子与有机物的反应时间短,可以实现大流量连续操作,显现出良好的技术优势。

电子束辐照处理低浓度VOCs,具有效率高、能耗低、使用范围广、处理量大、操作简单等优点,是新近发展起来的比较有前途的处理低浓度VOCs的方法之一。这种方法的缺点主要有:对于芳香烃类VOCs,例如某些苯系物和多环芳烃等,处理效果还不是很理想,要达到较高的脱除率需要很高的剂量以及产物中可能仍含有毒有害有机物等。

原标题:废气处理 | VOC的回收及处理技术大盘点
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