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對于廢氣治理達標排放，企業(yè)該如何選用末端治理？末端治理即建設高效治理設施，推進(jìn)污染設施升級改造，實(shí)行重點(diǎn)排放源排放濃度與去除效率雙重控制。

 

一般優(yōu)先選用回收技術(shù)，可通過(guò)冷凝、吸附再生等處理，進(jìn)行回收利用；難以回收的，可采用燃燒、吸附濃縮+燃燒等技術(shù)進(jìn)行銷(xiāo)毀。

 

企業(yè)在進(jìn)行技術(shù)選擇時(shí)，應結合排放廢氣的濃度、組分、風(fēng)量、溫度、濕度、壓力以及生產(chǎn)工況等，合理選擇VOCs末端治理技術(shù)。實(shí)際應用中，企業(yè)一般采用多種技術(shù)的組合工藝，提高VOCs治理效率。

 

對低濃度、大風(fēng)量廢氣，宜采用活性炭吸附、沸石轉輪吸附、減風(fēng)增濃等濃縮技術(shù)，提高VOCs 濃度后凈化處理；對高濃度廢氣，優(yōu)先進(jìn)行溶劑回收，難以回收的，宜采用高溫焚燒、催化燃燒等技術(shù)。油氣(溶劑)回收宜采用冷凝+吸附、吸附+吸收、膜分離+吸附等技術(shù)。水溶性、酸堿 VOCs 廢氣一般選用多級化學(xué)吸收等處理技術(shù)，惡臭類(lèi)廢氣還應進(jìn)一步加強除臭處理。低溫等離子、光催化、光氧化技術(shù)主要適用于惡臭異味等治理；生物法主要適用于低濃度 VOCs 廢氣治理和惡臭異味治理。采用一次性活性炭吸附技術(shù)的，應定期更換活性炭，廢舊活性炭應再生或處理處置。

幾種典型 VOCs 組合處理技術(shù)介紹

（1）VOCs循環(huán)脫附分流回收吸附技術(shù)該技術(shù)

采用活性炭作為吸附劑，采用惰性氣體循環(huán)加熱脫附分流冷凝回收的工藝對有機氣體進(jìn)行凈化和回收?；厥找和ㄟ^(guò)后續的精制工藝可實(shí)現有機物的循環(huán)利用。工藝原理示意圖如下：

整個(gè)系統由來(lái)氣預處理、吸附、循環(huán)加熱脫附、冷凝回收和自動(dòng)控制等主要部分構成。含VOCs的氣體通過(guò)預處理后進(jìn)入吸附段吸附后達標排放，吸附段通常并聯(lián)設置有吸附罐并通過(guò)切換閥控制實(shí)現氣體的連續吸附操作。吸附到設定程度的吸附罐通過(guò)切換閥切換形成再生循環(huán)回路。循環(huán)回路可通過(guò)充入惰性氣體置換系統內氣體的方式減少氣相中的含氧量，從而減少再生過(guò)程中某些類(lèi)型溶劑的氧化副產(chǎn)物的生成。通過(guò)循環(huán)風(fēng)機和加熱器可形成循環(huán)氣流加熱吸附罐進(jìn)行脫附，同時(shí)通過(guò)分流冷凝系統冷凝回收溶劑。

 

目前該技術(shù)成熟、穩定，可實(shí)現自動(dòng)化運行。單位投資大致為9-24萬(wàn)元/千（m3/h），回收的有機物成本700-3000元/t。對有機氣體成分的凈化回收效率一般大于90%，也可達95%以上。適用于石油，化工及制藥工業(yè)，涂裝、印刷、涂布，漆包線(xiàn)、金屬及薄膜除油，食品，煙草，種子油萃取工業(yè)，及其他使用有機溶劑或C4-C12 石油烴的工藝過(guò)程。

（2）高效吸附-脫附-燃燒 VOCs 治理技術(shù)

該技術(shù)利用高吸附性能的活性碳纖維、顆粒炭、蜂窩炭和耐高溫高濕整體式分子篩等固體吸附材料對工業(yè)廢氣中的 VOCs 進(jìn)行富集，對吸附飽和的材料進(jìn)行強化脫附工藝處理，脫附出的VOCs進(jìn)入高效催化材料床層進(jìn)行催化燃燒或蓄熱催化燃燒工藝處理，進(jìn)而降解 VOCs。

主要工藝流程包括預處理、吸附、脫附-燃燒三個(gè)階段。

 

①預處理：含 VOCs 廢氣在吸附凈化前一般先經(jīng)高效纖維過(guò)濾器或高效干濕復合過(guò)濾器過(guò)濾，對廢氣粉塵等進(jìn)行攔截凈化。

 

②吸附階段：去除塵雜后的廢氣，經(jīng)合理布風(fēng)，使其均勻地通過(guò)固定吸附床內的吸附材料層過(guò)流斷面，在一定停留時(shí)間內，由于吸附材料表面與有機廢氣分子間相互作用發(fā)生物理吸附，廢氣中的有機成份吸附在活性炭表面積，使廢氣得到凈化；實(shí)際應用中，凈化裝置一般設置兩臺以上吸附床，以確保一臺處于脫附再生或備用，保證吸附過(guò)程連續性，不影響實(shí)際生產(chǎn)。

 

③脫附-燃燒：達到飽和狀態(tài)的吸附床應停止吸附轉入脫附再生，脫附后的廢氣進(jìn)入燃燒階段，即 RTO或 RCO廢氣處理工藝。

      

     總的來(lái)說(shuō)，RTO技術(shù)會(huì )產(chǎn)生二次污染，同時(shí)存在投資大、運行費用高、風(fēng)險高等問(wèn)題。RCO技術(shù)具有明顯優(yōu)勢。

 

目前該技術(shù)成熟、穩定，可實(shí)現自動(dòng)化運行。設備投資基本上是200~300萬(wàn)元（以處理風(fēng)量為50000m3/h），運行費用30~50萬(wàn)元，主體設備壽命10~15年。VOCs去除效率一般大于95%，可達98%以上。在石油、化工、電子、機械、涂裝等行業(yè)大風(fēng)量、低濃度或濃度不穩定的有機廢氣治理中得到應用。

（3）冷凝與變壓吸附聯(lián)用 VOCs治理技術(shù)

 

該技術(shù)采用多級冷凝技術(shù)，使廢氣的有機成分在常壓下凝結成液體析出，經(jīng)凈化后的廢氣進(jìn)入吸附器進(jìn)一步吸附富集，同時(shí)確保達標排放。吸附飽和后的吸附劑(活性炭、沸石等)等采用負壓脫附方式再生吸附劑，并將高濃度 VOCs 送回前端冷凝裝置。

冷凝與變壓吸附工藝原理示意圖

 

工藝流程主要包括冷凝和吸附兩大單元。冷凝單元一般設置三級冷凝，第一級從常溫冷凝到3℃、第二級從3℃冷凝到-35℃、第三級從-35℃冷凝到-70℃。第三級的冷凝余氣返回第一級前面的前置換熱器，冷量回用，將進(jìn)入回收處理裝置的含VOCs廢氣預冷，有節能效果。吸附單元一般配置吸附罐兩只和脫附真空泵一臺，以及用于切換吸附脫附的電動(dòng)或氣動(dòng)閥門(mén)若干。真空泵還需要配備冷卻系統。

 

冷凝與吸附聯(lián)用技術(shù)能夠克服單純冷凝技術(shù)在應用過(guò)程中能耗大、運行成本高的現象，同時(shí)彌補單純吸附技術(shù)在應用過(guò)程中，設備體積大、吸附溫升對安全運行有影響、長(cháng)期運行吸附材料易失活等問(wèn)題。單位投資大致為0.4-0.8萬(wàn)/m3，單位小時(shí)運行成本為0.08-0.2元/m3。凈化效率一般大于98%。主要適用于石油化工、有機化工、油氣儲運等行業(yè)。主要適用于儲油庫、煉油廠(chǎng)、石油化工廠(chǎng)等成品油/化工品裝車(chē)油氣回收；液體儲罐呼吸氣 VOCs 治理；油品、化工品碼頭裝船油氣回收。

 

（4）沸石轉輪與蓄熱燃燒VOCs治理技術(shù)

 

該技術(shù)采用高濃縮倍率沸石轉輪設備將廢氣濃度濃縮 5-20倍，富集的廢氣進(jìn)入燃燒爐或催化爐(RTO/RCO)進(jìn)行燃燒處理，VOCs 被徹底分解成 CO2 和 H2O。同時(shí)反應后的高溫煙氣進(jìn)入特殊結構的陶瓷蓄熱體，80-95%以上的熱量被蓄熱體吸收，使得出口氣體溫度降至接近進(jìn)口溫度。不同蓄熱體通過(guò)切換閥或者旋轉裝置隨時(shí)間進(jìn)行轉換，分別進(jìn)行吸熱和放熱，對系統熱量進(jìn)行有效回收和利用。

沸石轉輪吸附濃縮+蓄熱式燃燒工藝流程示意圖

 

工藝流程主要由沸石轉輪濃縮(吸附區域、脫附區域、冷卻區域)、脫附系統、蓄熱式燃燒系統(RTO爐體、陶瓷蓄熱體、燃燒系統等)及控制系統等部分組成。

 

①吸附脫附：沸石分子篩轉輪分為吸附區、脫附區和冷卻區三個(gè)功能區域，沸石分子篩轉輪吸附濃縮系統利用吸附-脫附-冷卻這一連續性過(guò)程，對VOCs廢氣進(jìn)行吸附濃縮。首先，廢氣進(jìn)入沸石分子篩轉輪的吸附區，VOCs被沸石分子篩吸附除去，被凈化后排出。吸附在分子篩轉輪中的VOCs，在脫附區經(jīng)過(guò)約200℃小風(fēng)量的熱風(fēng)處理而被脫附、濃縮。再生后的沸石分子篩轉輪在冷卻區被冷卻，如此反復。

 

②蓄熱式燃燒：脫附后的高濃度小風(fēng)量廢氣進(jìn)入蓄熱式燃燒處理系統，首先進(jìn)入蓄熱室 A 的陶瓷介質(zhì)層，陶瓷釋放熱量，溫度降低，而有機廢氣吸收熱量，溫度升高，廢氣離開(kāi)蓄熱室后以較高的溫度進(jìn)入氧化室。在氧化室中，有機廢氣由燃燒器加熱升溫至設定的氧化溫度800℃以上，使其中的VOCs分解成二氧化碳和水后排放。

③廢氣流經(jīng)蓄熱室A升溫后進(jìn)入氧化室氧化，凈化后的高溫氣體離開(kāi)氧化室，進(jìn)入蓄熱室B，釋放熱量，降溫排出，而蓄熱室B吸收大量熱量后升溫，同時(shí)清掃蓄熱室C。循環(huán)完成后，進(jìn)氣與出氣閥門(mén)進(jìn)行一次切換，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)，廢氣由蓄熱室B進(jìn)入，蓄熱室C排出，清掃蓄熱室A。如此交替。由于廢氣已在蓄熱室內預熱，燃料耗量大為減少，運行成本大大降低。

 

目前技術(shù)成熟、穩定，可實(shí)現自動(dòng)化運行。單位投資大致為9-24萬(wàn)元/千（m3/h），回收的有機物成本700-3000元/t。熱回收效率可達90-95%，處理效率可達95-99%。主要適用于有機化工、石油化工、涂裝、印刷等行業(yè)及大風(fēng)量低濃度行業(yè)。

 

（5）低濃度多組分工業(yè)廢氣生物凈化技術(shù)

 

該技術(shù)利用高效復合功能菌劑與擴培技術(shù)，強化廢氣生物凈化的反應過(guò)程，針對不同類(lèi)型廢氣應用新型的生物凈化工藝，強化廢氣生物凈化的傳質(zhì)過(guò)程，裝填具有高比表面積和生物固著(zhù)力的生物填料，解決微生物附著(zhù)難、系統運行不穩定的問(wèn)題。

低濃度多組分工業(yè)廢氣生物凈化技術(shù)

 

工藝流程以生物氧化為主、化學(xué)吸收為輔，主要通過(guò)生物處理去除廢氣中的絕大部分污染物，化學(xué)吸收單元則可在進(jìn)氣濃度發(fā)生異常時(shí)，為系統的穩定達標排放提供進(jìn)一步保證。主體技術(shù)生物滴濾箱由濾床、營(yíng)養液循環(huán)噴淋系統、參數控制系統等組成。廢氣進(jìn)入生物箱體后，通過(guò)附著(zhù)在填料上的微生物的代謝作用，廢氣中的污染物被降解為簡(jiǎn)單的無(wú)機物。其中，VOCs分解為CO2、H2O以及其他簡(jiǎn)單的無(wú)機物；含氮污染物中的氮元素轉化為硝酸鹽或氮氣；含硫惡臭污染物中的硫元素轉化為硫酸鹽。

 

此項技術(shù)適用范圍廣，適用于低濃度多組分工業(yè)廢氣排放控制，與傳統生物技術(shù)相比，拓寬了生物處理法的應用范圍。運行管理方便，二次污染少。工程主體設備投資約為250萬(wàn)元，年運行費用約35萬(wàn)元。VOCs的去除率可達80-90%，對H2S的去除率可達95%以上。主要用于低濃度多組分工業(yè)廢氣的處理。