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挥发性有机物VOCs监测方法与治理技术2
3.1收回技能
  关于高浓度、较宝贵、具收回价值的VOCs,宜选用收回技能加以循环运用。常用收回技能首要有吸收、吸附、冷凝、膜别离、膜基吸收技能等。
3.1.1液体吸收技能
  液体吸收技能是依据有机物类似相溶原理,选用沸点较高、蒸汽压较低有机溶剂作为吸收剂,运用VOCs在吸收剂中溶解度或化学反响特性差异,使VOCs从气相转移到液相,然后对吸收液进行解吸处理,收回其间的VOCs,一起使溶剂得以再生。该技能不仅能消除气态污染物,还能收回一些有用物质,去除率可到达95%一98%。液体吸收技能长处是出资少、运转费用低、工艺流程简略、吸收剂价格便宜、适用于废气流量较大、浓度较高、温度较低和压力较高情况下的VOCs处理;缺陷是进程杂乱、费用较高、设备易受腐蚀、存在二次污染、对设备要求较高、需定时替换吸收剂。
3.1.2吸附收回技能
  吸附收回技能是运用多孔固体吸附剂处理VOCs废气,使其间所含一种或数种组份浓缩于固体外表,以到达别离意图。吸附收回技能在VOCs处理进程中运用极为广泛,首要用于低浓度高通量有机废气(如含碳氢化合物废气)净化。该技能长处是能耗低、无毒害、去除率高,工艺齐备、无二次污染、气体去除较完全、操作便当且能完成自动操控;缺陷是因为吸附容量受限,不适于处理高浓度有机气体,当废气中有胶粒物质或其他杂质时,吸附剂易失效,一起吸附剂需求再生。
3.1.3冷凝收回技能
  冷凝收回技能是经过下降温度或进步体系压力使气态VOCs转为其他形状,依托VOCs与其他气体在不同温度下饱满蒸汽压不同的性质,然后别离出来的办法。冷凝收回技能长处是较适用于高沸点、高浓度、须收回VOCs,一般可作为吸附技能或催化焚烧技能等辅佐手法;缺陷是浓度过低时,因其低温高压耗费能量较大,设备操作费用较高,对高蒸发和中等蒸发性VOCs净化作用不抱负。
3.1.4膜别离收回技能
  膜别离收回技能是运用VOCs和其他气态污染物,对天然膜或人工合成膜穿透、滤过或其他动力性质不同,然后使VOCs从混合物中别离出来的办法。膜别离收回技能于20世纪70年代开端开展,于90年代末开端在日本运用于工厂,最早用于汽油收回,之后还用于石油化工中甲苯、乙烷、氯乙烯和二氯甲烷等别离收回。该法适用于高浓度VOCs处理,一般要求VOCs体积分数在0.1%以上,并合适与其他技能合作运用。膜别离收回技能长处是对不同VOCs普适性好、收回功率高(可达90%)、无二次污染、适用于各种VOCs,可用于低沸点难处理VOCs等;缺陷是本钱高、对设备要求高、一些别离膜等材料十分贵重。
3.1.5膜基吸收收回技能
  膜基吸收技能是选用中空纤维微孔膜,使需求触摸两相分别在膜两边活动,两相触摸发作在膜孔内或膜外表界面,可避免两相直触摸摸,避免乳化现象发作。与传统膜别离技能比较,膜基吸收挑选性取决于吸收剂,且膜基吸收只需低压作为推动力,使两相流体各自活动,并保持稳定触摸界面。膜基吸收技能处理VOCs,具有能耗低、流程简略、收回率高、无二次污染等长处。该技能对极性和非极性VOCs均能去除,小流量和大流量均能适用,并且它是一个接连进程,净化VOCs功率很高,且可收回有机物。

3.2毁掉技能
3.2.1 催化焚烧技能
  催化焚烧技能是在较低温度下,在催化剂作用下使废气中可燃组份完全氧化分化,然后使气体得到净化处理的一种废气处理办法,该办法适用于处理可燃或高温下可分化的VOCs。催化焚烧技能长处是能耗低、安全性高、无二次污染、工艺操作简略、可用来消除恶臭、对可燃组份度和热值限制较小、大部分VOCs在200C一400C即可完结反响、辅佐燃料耗费少且许多削减NOx发作、适用于气态和气溶胶态污染物管理;缺陷是工艺条件要求严厉、不允许废气中含有影响催化剂寿数和处理功率的尘粒和雾滴,不允许有使催化剂中毒物质、处理前须对废气作前处理、不适于处理焚烧进程中发作许多硫氧化物和氮氧化物的VOCs废气。
3.2.2高温焚烧技能
  高温焚烧技能首要运用于处理组份较为杂乱且浓度较高的VOCs气体。现在,已运用于实践的炉型首要有三种,一是直接焚烧炉,二是对流换热式焚烧炉,三是蓄热式焚烧炉。实践运用中,需参阅待处理气体组份等许多物理和化学性质来选用适宜炉型以及焚烧参数。高温焚烧技能首要运用于制漆工业废气处理以及制药工业废气处理等。
3.2.3生物氧化技能
  生氧化技能是运用微生物氧化、代谢、消化等进程,对有机物进行自然分化、降解,终究转化为二氧化碳和水等,流程是含VOCs气体进入设备,先进行加湿处理,然后通人生物滤床,沿着滤床均匀地慢慢移动,经过平流、扩散和吸附等归纳效应进人填料液膜中,进一步到生物膜中,与滤床上滤料外表生物菌种进行触摸,在微生物作用下发作一系列生物化学反响,使得气体中VOCs被分化、降解。生物氧化技能长处是本钱低、设备一致、二次污染小、工艺进程简略等;缺陷是功率低、周期较长、设备体积大、处理进程缓慢、对VOCs处理普适性差、难以运用于混合VOCs废气、只能降解某些特定有机物、一些生物菌种需求额定加入营养物质、生物菌种对降解温度及pH值等环境条件要求高。
3.2.4 光催化氧化技能
  光催化氧化技能是近年来日益受到重视的污染管理新技能,对VOCs降解率可到达90%一95%。该技能是指在必定波长光照下,运用催化剂光催化活性,使吸附在其外表的VOCs发作氧化还原反响,终究将有机物氧化成CO2、H2O及无机小分子物质。在近几年研讨中,纳米TiO,光催化氧化技能日益显露出其优势。纳米TiO,是一种新式高功能精密无机产品,其粒径介于1~100nm。因为它的比外表积大,化学稳定性和催化活性高,价廉且来历广泛,对紫外光吸收率较高,抗光腐蚀性,且没有毒性,对许多有机物有较强吸附作用,使得它在去除气态污染物面有着明显优势。光催化氧化技能长处是能耗低,挑选性宽,操作简洁,催化剂无毒,反响条件温文(常温、常压),价格相对较低,无副产品生成,运用后催化剂可用物理和化学办法再生后循环运用,几乎对一切污染物均具净化才干等。
3.2.5 低温等离子体技能
  等离子体是处于电离状态气体,被称作除固态、液态和气态之外第四种物质存在形状。它是由许多带电粒子(离子、电子)和中性粒子(原子、激发态分子及光子)所组成的体系,因其总的正、负电荷数持平,故称为等离子体。低温等离子体技能是在外加电场作用下,经过介质放电发作许多高能粒子,当高能粒子能量高于VOCs化学键能时,高能粒子不断炮击可使VOCs化学键开裂、电离,然后损坏VOCs分子结构,生成小分子低毒无毒物质,到达消除VOCs意图。低温等离子技能首要有电子束照射法、介质阻挡放电法、沿面放电法和电晕放电法等。低温等离子体技能具有以下长处:①能耗低,可在室温下与催化剂反响,无需加热,极大地节省了动力;②运用便当,设计时能够依据风量改变以及现场条件进行调理;③不发作副产品,无二次污染,催化剂可挑选性地降解等离子体反响中所发作的副产品;④处理VOCs品种规模较广,去除功率高,对浓度要求低,特别适于处理有气味及低浓度大风量VOCs。

3.3组合技能
  VOCs成分极端杂乱,不同类型化合物性质各异,大多数职业VOCs又以混合物方式排放,因而选用单一管理技能往往难以到达管理作用,在经济上也不划算,一般情况下需选用组合技能才干完成合格排放,下降管理费用,并到达较好管理作用。
3.3.1吸附浓缩一催化焚烧技能
  吸附浓缩一催化焚烧技能是选用蜂窝状活性炭为吸附剂,结合吸附净化、脱附再生并浓缩VOCs和催化焚烧原理,行将大风量、低浓度有机废气经过蜂窝状活性炭吸附以到达净化空气意图,当活性炭吸附饱满后再用热空气脱附使活性炭得到再生,脱附出浓缩的有机物被送往催化焚烧床进行催化焚烧,有机物被氧化成无害的CO2和H2O,焚烧后热废气经过热交换器加热冷空气,热交换后降温气体部分排放,部分用于蜂窝状活性炭脱附再生,到达废热运用和节能意图。该技能长处是净化功率高、运转本钱低、无二次污染、处理风量规模大、吸附装置小型化阻力低、一次发动后无需外加热、运用中低压风机下降了能耗和噪声、焚烧后热废气又用于对活性炭脱附再生,到达了废热运用和有机物处理意图。
3.3.2吸附浓缩一蓄热焚烧技能
  催化焚烧技能和高温焚烧技能是最为遍及VOCs管理技能,也是现在VOCs管理最为有用完全的管理技能。无论是热力焚烧法仍是催化焚烧法都需求将废气加热到相应焚烧温度。假如废气中有机物浓度较高,废气焚烧后所发作热量能够保持有机物分化所需求的反响温度,选用焚烧法是一种经济可行的办法。传统的催化焚烧技能和高温焚烧技能因为换热功率低,当废气中有机物浓度较低时,需求许多能耗,管理设备运转费用高。为了进步热运用功率,下降设备运转费用,近年来开展了蓄热式热力焚烧技能(RTO)和蓄热式催化焚烧技能(RCO)。蓄热体系是运用具有高热容量的陶瓷蓄热体,选用直接换热办法将焚烧尾气的热量蓄积在蓄热体中,高温蓄热体直接加热待处理废气,换热功率可到达90%以上,而传统的直接换热器的换热功率一般在50%~70%。蓄热式(催化)焚烧技能的开展大大拓宽了催化焚烧技能和高温焚烧技能的运用规模,能够在较低VOCs浓度下运用,近年来得到了广泛运用,并逐渐代替了传统催化焚烧技能。
3.3.3吸附浓缩一液体吸收技能
  吸附浓缩一液体吸收技能是选用活性炭为吸附剂,结合吸附净化、脱附再生并浓缩VOCs和液体吸收原理,行将大风量、低浓度有机废气经过活性炭吸附以到达净化空气意图,当活性炭吸附饱满后再用热空气脱附使活性炭得到再生,脱附出浓缩的有机物选用沸点较高、蒸汽压较低有机溶剂作为吸收剂,运用VOCs在吸收剂中溶解度或化学反响特性差异,使VOCs从气相转移到液相,然后对吸收液进行解吸处理,收回其间VOCs,一起使溶剂得以再生。该技能长处是出资少、运转费用低、工艺流程简略、吸收剂价格便宜、适用于废气流量较大、浓度较高、温度较低和压力较高情况下VOCs处理;缺陷是存在二次污染、对设备要求较高、需定时替换吸收剂。
3.3.4低温等离子体一吸收技能
  低温等离子体一吸收技能净化VOCs机理是在~l,JJu电场作用下,经过介质放电发作许多高能粒子,当高能粒子能量高于VOCs化学键能时,高能粒子不断炮击可使VOCs化学键开裂、电离,然后损坏VOCs分子结构,生成小分子低毒无毒有机物,生成有机物再选用沸点较高、蒸汽压较低有机溶剂作为吸收剂,运用VOCs在吸剂中溶解度或化学反响特性差异,使VOCs从气相转移到液相,然后对吸收液进行解吸处理,收回其间VOCs,一起使溶剂得以再生。该技能长处是操作简洁、处理功率高、吸收剂价格便宜、适用于低浓度大风量VOCs处理;缺陷是存在二次污染、对设备要求较高、需定时替换吸收剂。
3.3.5低温等离子体一催化技能
  低温等离子体一催化技能净化VOCs机理是有机物分子在高能电子作用下构成各种自由基、带电中间体、小分子烃等,在催化剂作用下使可燃组份完全氧化分化,然后使气体得到净化处理的一种VOCs处理办法,因为催化作用有特殊挑选性,对相同反响物,挑选不同催化剂就可得到不同产品。低温等离子体催化技能长处是能耗低、安全性高、无二次污染、工艺操作简略、不发作副产品、处理功率高、特别适用于低浓度大风量VOCs废气管理;缺陷是工艺条件要求严厉、不允许废气中含有影响催化剂寿数和处理功率的尘粒和雾滴,不允许有使催化剂中毒的物质、处理前须对废气作前处理、不适于处理焚烧进程中发作许多硫氧化物和氮氧化物VOCs废气。

  “十二五”国家大气污染防治规划将大气污染防治作业扩展至蒸发性有机污染物,实施多污染联合操控,提出全面打开蒸发性有机物污染防治作业,确定要点区域蒸发性有机物污染防治方针。跟着VOCs污染排放规范陆续公布、管理准则体系逐渐树立和排污收费准则深化推动,进行末端管理价值稳步进步,迫使污染源企业益重视清洁生产工艺,从源头削减VOCs运用量和排放量。当时,VOCs管理难点在于其成分极端杂乱,不同类型化合物性质各异,大多数职业所发作的VOCs又是以混合物方式排放。因而选用单一管理技能往往难以到达管理作用,在经济上也不合理,一般情况下需求选用多种管理技能组合管理工艺。选用组合管理技能,从净化作用上考虑是为了完成污染物合格排放,从经济本钱上考虑能够下降管理费用,以最低价值完成管理作用,完成废气、废水合格排放,因而成为VOCs管理技能研制要点。
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