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虽然现在我国对VOCs废气处理十分重视,但是相比国外而言,我国VOCs的研究起步较晚,特别是基于长期观测的结果还不够,尽管治理技术已与国际接轨,但VOCs治理投入不够,国内装备的发展跟不上技术的需求,所使用的治理材料和装备过分追求低成本,普遍效率低;而国外则选择合理的材料和装备。
与国外VOCs
工厂废气处理
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虽然现在我国对VOCs废气处理十分重视,但是相比国外而言,我国VOCs的研究起步较晚,特别是基于长期观测的结果还不够,尽管治理技术已与国际接轨,但VOCs治理投入不够,国内装备的发展跟不上技术的需求,所使用的治理材料和装备过分追求低成本,普遍效率低;而国外则选择合理的材料和装备。
与国外VOCs治理相比,我国的差距主要体现在以下几个方面:
,用于监测VOCs的仪器设备多数采用国外产品,价格昂贵,核心监测设备还没有达到国产化。虽然国内的一些科研院所和企业在傅里叶光谱技术、在线色谱以及在线质谱方面做了一些研究,也进行了一些应用,但是总体来讲,还没有形成系统的VOCs在线监测技术,没有成套的应用,VOCs在线监测技术稳定运行和准确测试的可靠性方面还需要更多的验证。另外,VOCs监测过程控制方面的应用几乎没有。
第二,VOCs的种类繁多,所涉及到的污染行业、工艺过程众多,污染气体的排放情况差异很大,以上性质决定了单一的治理技术不可能满足所有废气的治理要求。国外普遍采用多级串联的组合式深度技术,如吸附浓缩—催化(蓄热催化)、氧化集成技术、吸附浓缩—冷凝回收集成技术、吸附浓缩—吸收集成技术等。相比之下,国内的治理技术就没有这么丰富,单独活性炭吸附法应用比例大。
第三,单从某种技术的应用上看,比如吸附技术,由于活性炭成本较低,国内广泛使用,而国外早已使用分子筛转轮浓缩转轮吸附,与蜂窝活性炭固定床装置相比具有材料寿命长、运行稳定性高、吸附、维护费用低、安全可靠等优点。在燃烧法处理VOCs方面,无论是蓄热式热力燃烧还是蓄热式催化燃烧,国外使用的普遍为三床式RTO/RCO,而国内主要还是两床式的。三床蓄热式燃烧装置处理效率大于98%,而两床式的处理效率为90%~95%。
催化燃烧可分为三种类型。预热是催化燃烧基本的过程。当有机废气温度100摄氏度,浓度较低时,热量不能自给自足。因此,在进入反应器之前,必须在预热室中加热。气体或电加热通常用于将废气加热到催化反应所需的点火温度;净化后的气体与热交换器中的未处理废气进行热交换,以回收部分热量。
有机废气温度高,有机物含量高。一般来说,催化燃烧反应器中只有一个电加热器用于点火。部分净化气产生的热量可通过热交换器回收。在正常运行情况下,无需额外加热即可维持热平衡。
在有机废气流量大、浓度低、温度低的情况下,当催化燃烧需要消耗大量燃料时,有机废气可以吸附在吸附剂上,通过吸附方式浓缩,然后将有机废气解吸为高浓度有机废气(可浓缩10倍以上),再通过热风净化进行催化燃烧。无需添加热源以维持正常运行。
该催化燃烧装置主要由活性炭吸附箱、避雷器、换热器、催化反应床和风机组成。与直接燃烧相比,催化燃烧温度低,燃烧完成。催化燃烧使用的催化剂与和金属氧化物在外面。有机污染物的废气在铂和钯的作用下,可以在较低的温度下将废气中的有机污染物氧化成二氧化碳和水。催化剂的加入不能改变原有的化学平衡,只能改变化学反应的速率,但催化剂本身的性质在反应前后没有改变。
整体式催化燃烧工艺
整体式催化剂是由载体、涂层以及催化活性组分构 成的许多狭窄的平行通道整齐排列的一体化新型催化剂。整体式催化剂集反应器和催化剂于一体,相比传统颗粒催化剂及固定床反应器,具有催化剂床层阻力 小、床层压降低、放大效应小和传质等优点,目前的是蜂窝陶瓷和金属合金等整体式载体。
流化床催化燃烧反应工艺
超低浓度广泛存在于矿井煤层气和一些工业废气。固定床整体式催化燃烧反应工艺流程气中,出于安全考虑,浓度常被稀释至 5% 以下,由于含量低,流量和浓度常随操作条件而变化,采用固定床式的催化燃烧会造成局部温度过高,甚至会造 成热应力过大等现象; 而流化床燃烧装置具有热容量大、接触面积广、换热等特点,在燃烧超低浓度方面显示出了优势。
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