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(3)催化燃烧法催化燃烧法被视为处理VOCs的一种高效技术,在催化剂作用下VOCs可在较低温度下(通常为200~400℃)氧化生成无污染的CO2和H2O。催化燃烧法无二次污染,工艺操作简单,安全性高,起燃温度低;但催化剂性能优劣决定VOCs净化效果,因此高性能催化剂选择和研究开发是高效新型催化燃烧法的核心问题,表8表述了常用的催化剂特点。处理高浓度、小风量有机废气可采用催化燃烧法,但喷漆废气风量大、VOCs浓度一般低于300mg/m3,不太适合处理喷漆废气。
(4)蓄热燃烧法当有机废气浓度不高时,常规的热力燃烧和催化燃烧不足以维持自燃,需要额外补充大量热能,因此宜采用蓄热燃烧。目前应用的蓄热燃烧器分两种:蓄热式热力燃烧反应器(RTO)和蓄热式催化燃烧反应器(RCO)。对于RTO装置,一般由蓄热式换热器、热力燃烧室和切换阀门组成,常见的基本形式有二室、三室和多室RTO。二室RTO在进行阀门切换过程中会发生管道残留有机废气同净化后的废气一同排放问题,导致在净化周期内有一半以上时间内无法实现达标排放,净化效率低于80%;三室RTO在二室RTO的基础上增加了冲洗室,解决了废气未处理就排出问题,但阀门过多很难实现同步切换,使未处理废气同净化气体混合,无法实现达标排放;对于多室RTO亦是如此。RCO装置一般由蓄热催化炉和旋转换向阀组成,蓄热催化炉内分隔成多个蓄热催化室,有机废气通过旋转换向阀的进气口进入蓄热催化室中加热,待气体温度达到200~500℃后通过另一个蓄热催化室,在催化剂作用下得到净化并释放热量,净化后的高温气体被蓄热体吸收能量并降低温度,最后通过旋转换向阀的排气口排出,如图9所示。蓄热燃烧技术优势在于净化效率高、无二次污染,同时实现能量回收,节约燃料,具有良好应用前景。
3.1.4冷凝法
冷凝回收法是将有机废气导入冷凝器中,利用VOCs在不同温度下蒸气分压不同,使VOCs逐步冷凝成液态的回收[33]。冷凝法适用于处理高浓度、小流量有机废气,主要应用于制药、化工等行业;喷涂、印染等行业若采用冷凝法,通常先对较低浓度的喷漆废气压缩后再处理。其工艺是将有机废气通往预冷级单元预处理,一般温度控制在5℃,去除所含水蒸气,避免冷却级蒸发器结霜而影响换热[33];预冷后的有机废气通过冷却级蒸发器降温,温度控制在–30℃左右,把VOCs冷凝成液态。冷凝回收操作简单,效果稳定,其封闭性受外界温度和压力变化影响小,其工作温度低于冷凝后液体闪燃,较安全,但过低的冷凝温度导致能耗高,冷凝设备性能要求和设备投资及运行费用也较高[34]。其中制冷剂选择对制冷效率以及回收效果有着不同影响。表9比较了不同类别制冷剂的优缺点。
3.1.5小结
传统有机废气净化技术应用广泛,已趋于成熟。在实际净化过程中,需针对不同浓度、流量、成分的废气采用适宜技术。传统净化技术的优缺点及其适用范围总结见表10。
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