有機廢氣治理工藝應用研究

本文通過實際案例介紹了活性炭吸附脫附加催化燃燒處理工藝在低濃度、大風量廢氣治理中的應用,該工藝處理,且具有較高的經濟可行性,可作為該類廢氣處理的一種途徑進行推廣。

目前，我國正處于建設小康社會的關鍵時期，經濟的發展和人民群眾物質需求的增長，必將使工業保持較快的發展，資源能源消耗持續增長，大氣環境將面臨   的壓力。隨著工業的發展、能源消費增長，排放的大量二氧化硫、氮氧化物與揮發性物導致細顆粒物、臭氧、酸雨等二次污染呈加劇態勢，嚴重制約社會經濟的可持續發展，威脅人民群眾身體健康。

近年來，隨著二氧化硫、氮氧化物減排工作的持續深入，工程減排的空間日益縮減，二氧化硫、氮氧化物排放控制。但是，對細顆粒物貢獻較大的揮發性物控制尚處于起步階段，現有污染控制力度難以滿足人民群眾對環境空氣質量的迫切要求。

1治理方法

揮發性物(VolatileOrganicCompounds簡稱VOCs)指常壓下沸點低于250oC，或者能夠以氣態分子的形態排放到空氣中的所有化合物(不包括甲烷)¨。按其化學結構，可以進一步分為：烷類、芳烴類、酯類、醛類和其他等。常見的有苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、三氯乙烯等等。室內空氣中揮發性化合物濃度過高時很容易引起急性中毒，輕者會出現頭暈、咳嗽、惡心、嘔吐、或呈酩醉狀;重者會出現肝中毒甚至很快昏迷，有的還可能有生命危險。長期居住在揮發性化合物污染的室內，可引起慢性中毒，損害肝臟和神經系統、引起全身無力、瞌睡、皮膚瘙癢等。有的還可能引起內分泌失調、影響性功能;苯和二甲苯還能損害系統，以至引發白血病。通常情況下這些揮發性氣體直接排放到大氣中后會直接形成大氣污染源。除此之外，它還可以經過復雜的光化學反應，形成二次氣溶膠，進而危害人體健康。這也是形成PM2.5的重要前身之一。

目前，常見的廢氣治理方法主要有吸附法、吸收法、燃燒法、冷凝法、生物膜法、低溫等離子體法等幾類。吸附法是將氣體直接通過活性炭等吸附介質，通過吸附介質表面的微孔吸附各種氣體，從而達到凈化的目的;該方法廢氣凈化可達，工藝成熟、設備簡單、投資較小、操作方便，同時根據選用吸附介質的不同可進行脫附   ，避免產生二次固體污染。吸收法可分為化學吸收和物理吸收，化學吸收主要應用于化學活性較高的廢氣，物理吸收是選用具有較小揮發性的液體吸收劑，它與被吸收組分有較高的親和力，吸收飽和后經加熱解析冷卻后重新使用。該法用于大氣量、溫度低、濃度低的廢氣，但液體吸收法凈化率只有60%～80%，在實際應用存在吸收效率不高、油霧夾帶現象，一般難以達到環保排放標準，而且存在著二次污染問題。燃燒法分為直接燃燒法和催化燃燒法，直接燃燒法是利用燃氣或燃油等輔助燃料燃燒放出的熱量將混合氣體加熱到   溫度(700—800℃)，駐留   的時間，使可燃的氣體燃燒，該法工藝簡單、設備投資少，但能耗大、運行成本高。催化燃燒法是將廢氣加熱到200～300℃，經過催化床燃燒，達到凈化目的，該法能耗低、(一)、無二次污染、工藝簡單操作方便，適用于高溫、、小風量的廢氣治理。冷凝法是將廢氣直接冷凝或吸附濃縮后冷凝，冷凝液經分離回收有價值的物，常與吸收、吸附等凈化方式聯合使用。該法適用于、溫度低、風量小的廢氣處理。但此措施投資大、能耗高、運行費用大。生物膜法是采用特定的微生物，以物作為能源和碳源進行生長代謝，從而將其分解為   的無機物(如CO和H2O)和低毒的物，該方法設備簡單、投資少、運行費用低、無二次污染，但反應裝置占地面積較大，反應時間較長。低溫等離子體法是利用介質阻擋放電的非平衡態等離子體對常壓下流動態含化合物的廢氣進行處理，將其轉化為CO和H2O等物質，從而達到凈化廢氣的目的。該法處理，能量，設備簡單，投資少，但存在處理量小等缺點。

在實際應用中，工程設計單位會根據公司的產品結構及生產廢氣特征，結合已有的工程實例，在尾氣達標的前提下，盡可能采用簡單、成熟、、處理的處理工藝或者聯合處理工藝，達到功能、經濟合理、管理方便的治理目的。本文以常熟某噴涂企業為例，淺析活性炭吸附脫附+催化燃燒處理工藝在低濃度、大風量廢氣治理中的應用。

2應用實例

該噴涂企業主要進行汽車表面涂裝，廢氣產生源主要為噴涂、流平和烘干過程中產生的廢氣，主要成分為甲苯、二甲苯等廢氣，噴涂、流平工序設計總風量為280000m/h，屬低濃度、大風量廢氣，烘干工序設計總風量為6000m/h，濃度相對較高。根據其廢氣特征，選用活性炭吸附脫附+催化燃燒處理工藝進行處理，噴涂、流平工序廢氣進入活性炭吸附床，廢氣吸附在活性炭內，廢氣得以凈化后達標排放，凈化效率可達，活性炭吸附飽和以后采用熱空氣對活性炭脫附，脫附出來的廢氣進入催化燃燒床進行燃燒，使其凈化，廢氣處理達到相應排放標準。烘干廢氣由于溫度較高(溫度大于40℃不利于活性炭吸附)，且濃度較高，直接采用催化燃燒工藝進行治理，催化燃燒處理效率，燃燒后的廢氣通過換熱器后排出，節能高達70%以上，運行能耗低，廢氣能達到相應排放標準。工藝流程如圖1所示。

此系統工藝流程分為三個部分：吸附氣體流程、催化凈化流程、脫附氣體流程，詳見圖1所示的工藝流程圖。

吸附氣體流程：噴涂廢氣中含有   量的漆霧，為避免活性炭失活，采用干式過濾器預處理，經過濾器過濾后的廢氣由風管引出后進活性炭吸附床，氣體進入吸附床后，氣體中的物質被活性炭吸附而著附在活性炭的表面，從而使氣體得以凈化，凈化后的氣體再通過風機排向大氣。

催化氣體流程：烘干室氣體由風管匯總引入催化燃燒床，氣體   先經過催化床中的換熱器，然后進入催化床中的預熱器，在電加熱器的作用下，使氣體溫度提高到300℃左右，再通過催化劑，物質在催化劑的作用下燃燒，被分解為CO和H2O，同時放出大量的熱，氣體溫度進一部提高，該高溫氣體再次通過換熱器，與進來的冷風換熱，回收一部分熱量后由風機作用直接排人大氣。

脫附氣體流程：當吸附床吸附飽和后，停止吸附主風機，原有的烘干室廢氣處理系統一催化凈化裝置通過閥門切換改為脫附狀態，關閉吸附床進出口閥門。啟動脫附風機對該吸附床脫附，脫附氣體   先經過催化床中的換熱器，然后進入催化床中的預熱器，在電加熱器的作用下，使氣體溫度提高到300℃左右，再通過催化劑，物質在催化劑的作用下燃燒，被分解為CO和H2O，同時放出大量的熱，氣體溫度進一部提高，該高溫氣體再次通過換熱器，與進來的冷風換熱，回收一部分熱量脫附。從換熱器出來的氣體分兩部分：一部分直接排空;另一部分進入吸附床對活性炭進行脫附。當脫附溫度過高時可啟動補冷風機進行補冷，使脫附氣體溫度穩定在一個合適的范圍內。活性炭吸附床內溫度超過報警值，自動啟用火災應急自動噴淋系統。脫附氣體流程在不進行生產的周日進行，避免與吸附氣體流程和催化氣體流程沖突，生產的正常進行。

根據該廠的實際運行情況來看，該治理工藝性能穩定、操作簡單、   、無二次污染、設備占地面積小。活性炭吸附脫附系統將低濃度、大風量廢氣轉變為、小風量的廢氣，降低了催化燃燒的能耗。新型蜂窩狀活性炭吸附材料熱力學性能好、低阻低耗、高吸附率，極適合在大風量下使用。催化燃燒床采用陶瓷蜂窩體的貴金屬催化劑，阻力小，低壓風機可以正常運轉，不但能耗少而且噪音低。吸附廢氣的活性炭吸附床可用催化燃燒處理廢氣生產的熱量進行脫附   ，脫附后的氣體再送人催化燃燒床燃燒凈化，不需要外加能量，運行費用低，節能效果好。該治理設施可為其他同類企業低濃度、大風量廢氣的治理提供一個的參考。

3結論

活性炭吸附脫附加催化燃燒處理工藝將活性炭吸附法和催化燃燒法串聯使用，繼承了雙方的優點又避免了各自的不足，特別適用于低濃度、大風量廢氣的治理，該方法技術成熟、、   、處理、投資運行成本低，廢氣經治理后可穩定達標排放，可作為的揮發性物污染控制技術進行推廣。

活性炭吸附塔