工藝對比及選擇
常用的治理方法有:吸收法、燃燒法、催化法、吸附法等;近年來由國外也發(fā)展出一些新的工藝技術(shù):低溫等離子法等,以下對各工藝作簡要對比介紹。
(1)直接燃燒法
本法亦稱為熱氧化法、熱力燃燒法,是利用燃?xì)饣蛉加偷容o助燃料燃燒放出的熱量將混合氣體加熱到一定溫度(700~800℃),駐留一定的時間(0.3~0.5秒),使可燃的有害物質(zhì)進行高溫分解變?yōu)闊o害物質(zhì)。
本法的特點:工藝簡單、適用高濃度廢氣治理;但是對于企業(yè)現(xiàn)有自身不能燃燒的中低濃度尾氣,需助燃劑或加熱,能耗大(運行成本比催化燃燒法高10倍以上);運行技術(shù)要求高,不易控制與掌握。
(2)催化燃燒法
本法是把廢氣加熱到200~300℃經(jīng)過催化床催化燃燒轉(zhuǎn)化成無害無臭的二氧化碳和水,達到凈化目的。本法的特點:起燃溫度低,節(jié)約能源;凈化率高,無二次污染;工藝簡單,操作方便,安全性好;裝置體積小,占地面積少;設(shè)備的維修與折舊費較低。該法適用于高溫、中高濃度的有機廢氣治理,國內(nèi)外已有廣泛使用的經(jīng)驗,效果良好。該法是治理有機廢氣的有效方法之一,但對于企業(yè)現(xiàn)有大風(fēng)量的有機廢氣治理存在設(shè)備投資大、運行成本較高的缺點。
(3)蓄熱式焚燒爐(RTO)
RTO,是一種高效有機廢氣治理設(shè)備。與傳統(tǒng)的催化燃燒、直燃式熱氧化爐(TO)相比,具有熱效率高(≥95%)。RTO又稱蓄熱式氧化爐,其原理是在高溫下將可燃廢氣氧化成對應(yīng)的氧化物和水,從而凈化廢氣,并回收廢氣分解時所釋放出來的熱量,廢氣分解效率達到99%以上,熱回收效率達到95%以上。RTO主體結(jié)構(gòu)由燃燒室、陶瓷填料床和切換閥等組成??筛鶕?jù)實際需求,選擇不同的熱能回收方式和切換閥方式。
RTO對于高濃度的可燃性廢氣具有很高的可行性,但是對于此工程項目不建議采用RTO工藝,原因主要有以下幾點:①企業(yè)車間廢氣風(fēng)量較大、濃度低,蓄熱焚燒時需外部補充大量燃料燃燒供熱,一次性投資成本及后期運行成本高,既不節(jié)能也不經(jīng)濟;②廢氣成分含有鹵素,燃燒后可能產(chǎn)生高致癌風(fēng)險的二惡英,對周邊居民健康產(chǎn)生極大的潛在危害;③RTO工藝對安全防護要求較高,尤其在化工企業(yè)應(yīng)用時,存在較大的安全隱患,在廢氣治理工藝選擇過程中需高度謹(jǐn)慎。。
(4)吸收法
吸收法可分為化學(xué)吸收和物理吸收,大部分有機廢氣不宜采用化學(xué)吸收。物理吸收要求吸收劑應(yīng)具有與吸收組分有較高的親和力,低揮發(fā)性,吸收液飽和后經(jīng)解析或精餾后重新使用。本法適合于中高濃度的廢氣,但要選擇一種廉價高效的低揮發(fā)性吸收液也比較困難,同時二次污染問題較難解決,凈化效果不理想。即采用適當(dāng)?shù)奈談ㄈ绮裼汀⒚河?、水等介質(zhì))在吸收塔內(nèi)進行吸收,吸收到一定濃度后進行溶劑與吸收液的分離,溶劑回收,吸收液重新使用或另行處理。
(5)吸附凈化法
吸附凈化法處理有機廢氣是利用顆粒活性炭、纖維活性炭或蜂窩狀活性炭巨大的比表面積吸附廢氣中的苯系物,使其凈化。當(dāng)活性炭吸附飽和后可用蒸氣進行解析,并回收吸附質(zhì),活性炭吸附工藝最常用的是固定床吸附器。
由于該方法由于吸附效率受流速限制,處理大風(fēng)量時,將設(shè)備龐大,占地面積大,另外吸附劑容易被廢氣中的固體微粒和膠粘物質(zhì)堵塞,再有當(dāng)廢氣溫度高于50℃時,活性炭幾乎不起吸附作用,它主要用在處理氣量小,廢氣濃度高的場合。針對企業(yè)實際情況,可以將該法作為末端處理工藝配合其他處理對企業(yè)廢氣進行處理。
(6)等離子技術(shù)
利用電子、離子、自由基和中性粒子小于分子,能夠順利進入分子內(nèi)部,打開分子鏈,破壞分子結(jié)構(gòu)的原理,以每秒鐘300萬至3000萬速度的等量發(fā)射和回收,轟擊發(fā)生臭氣的分子,從而發(fā)生氧化等一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),將有害物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。這種方法常用于低濃度低氣量的廢氣治理。
(7)光催化氧化法
在光催化氧化反應(yīng)中,通過高能紫外光照射在納米TiO2光催化劑上產(chǎn)生電子空穴對,與表面吸附的水份(H2O)和氧氣(O2)反應(yīng)生成氧化性很強的羥基自由基(OH-)和超氧離子自由基(O2-、O-)。能夠把各種廢臭氣體如醛類、苯類、氨類、氮氧化物、硫化物等有機物在光催化氧化的作用下還原成二氧化碳(CO2)、水(H2O)以及其它無毒無害物質(zhì)。優(yōu)點:占地面積小,運行成本較低,設(shè)備投資較低;缺點:水含量大及粉塵含量大的廢氣影響其去除效率。適用于適合較低中低濃度、大流量的廢氣治理。