熱力燃燒式熱氧化器,一般情況下是指氣體焚燒爐。這種氣體焚燒爐由助燃劑、混合區和燃燒室三部分組成。其中,助燃劑,比如天然氣、石油等,是輔助燃料,在燃燒過程中,焚燒爐內產生的熱混合區可對VOC廢氣預熱,預熱后便可為有機廢氣的處理提供足夠空間、時間,最終實現有機廢氣的無害化處理。
在供氧充足條件下,氧化反應的反應程度——VOC去除率——主要取決于“三T條件”:反應溫度(Temperat)、時間(Time)、湍流混合情況(Turbulence)。這“三T條件”是相互聯系的,在一定范圍內,一個條件的改善可使另外兩個條件降低。熱力燃燒式熱氧化器的缺點在于:輔助燃料價格高,導致裝置操作費用比較高。
間壁式熱氧化器指的是在熱氧化裝置中,加入間壁式熱交換器,進而把燃燒室排出氣體的熱量傳送給氧化裝置進口處溫度比較低的氣體,預熱完成后便可促成氧化反應。現階段,間壁式熱交換器的熱回收率最高可達85%,因此大幅降低了輔助燃料的消耗。一般情況下,間壁式熱交換器有三種形式:管式、殼式和板式。由于熱氧化溫度必須控制在800 ℃~1 000 ℃范圍內,因此,間壁式熱交換必須由不銹鋼或合金材料制成。所以間壁式熱交換器的造價相當高,而這也是其缺點所在。此外,材料的熱應力也很難消除,這是間壁式熱交換的另外一個缺點。
蓄熱式熱氧化器,簡稱為RTO,在熱氧化裝置中計入蓄熱式熱交換器,在完成VOC預熱后便可進行氧化反應?,F階段,蓄熱式熱氧化器的熱回收率已經達到了95%,且其占用空間比較小,輔助燃料的消耗也比較少。由于當前的蓄熱材料可使用陶瓷填料,其可處理腐蝕性或含有顆粒物的VOC氣體。
現階段,RTO裝置分為旋轉式和閥門切換式兩種,其中,閥門切換式是最常見的一種,由2個或多個陶瓷填充床組成,通過切換閥門來達到改變氣流方向的目的,詳見圖1。
2.6液體吸收法
液體吸收法指的是通過吸收劑與有機廢氣接觸,把有機廢氣中的有害分子轉移到吸收劑中,從而實現分離有機廢氣的目的。這種處理方法是一種典型的物理化學作用過程。有機廢氣轉移到吸收劑中后,采用解析方法把吸收劑中有害分子去除掉,然后回收,實現吸收劑的重復使用和利用。
從作用原理的角度劃分,此方法可分為化學方法和物理方法。物理方法是指利用物質之間相溶的原理,把水看作吸收劑,把有機廢氣中的有害分子去除掉,但是對于不溶于水的廢氣,比如苯,則只能通過化學方法清除,也就是通過有機廢氣與溶劑發生化學反應,然后予以去除。
2.7冷凝回收法
在不同溫度下,有機物質的飽和度不同,冷凝回收法便是利用有機物這一特點來發揮作用,通過降低或提高系統壓力,把處于蒸汽環境中的有機物質通過冷凝方式提取出來。冷凝提取后,有機廢氣便可得到比較高的凈化。其缺點是操作難度比較大,在常溫下也不容易用冷卻水來完成,需要給冷凝水降溫,所以需要較多費用。這種處理方法主要適用于濃度高且溫度比較低的有機廢氣處理。
有機廢氣處理除上述處理方法之外,還包括高溫及觸媒燃燒法、活性炭吸附法、臭氧分解法和電化學氧化法等。這些方法均適用于有機廢氣處理,但具體采用何種方法,則取決于廢氣濃度、設備裝置和環境溫度等條件。此外,還需要考慮操作人員的操作水平。
3結語
當前,中國的工業發展進入到了一個新階段,環境問題的日益突出影響到了人們的正常工作和生活,環境問題越來越受到人們的關注。所以在這種形勢下,必須控制工業等生產領域有害氣體的排放,減少其對大氣環境的污染。在本文中,筆者結合自身的工作實際,主要探討了VOC廢氣治理的相關技術,主要包括冷凝處理法、氧化處理法、液體吸附法、生物處理法和吸附法等。