有机废气的净化回收方法四

有机废气的净化回收方法

工业上常见的含挥发性有机物(VOCs)的废气大多数来源于石油、化工、有机溶剂行业的生产过程中。该类有机物大多具有毒性、易燃易爆，部分是致癌物。有的对臭氧层有破坏作用，有的会在大气中和氮氧化物形成光化学烟雾，造成二次污染。有机废气净化和回收方法有两类:一类是将有机废气转化成CO2和H2O,如燃烧法；另一类是将有机废气净化并回收。这类方法有吸附法、冷凝法、吸收法、生物法等。也可采用上述方法的组合，如冷凝－吸附，吸收－冷凝等。

为了选择一种经济上合理、符合生产实际、达到排放标准的最佳方案，必须综合考虑各方面因素。

(1)污染物的性质

根据污染物的不同物理和化学性质，采用效率高且经济的控制技术。例如利用有机污染物易氧化、燃烧的特点，可采用催化燃烧或直接燃烧的方法;而卤代烃的燃烧处理，则需考虑燃烧后氢卤酸的吸收净化措施。利用有机污染物易溶于有机溶剂的特点，以及与其他组分在溶解度上的差异，可采用物理或化学吸收的方法来达到净化或提纯的目的。利用有机污染物能被某些吸附剂吸附的原理，可采用吸附方法来净化有机废气。

(2}污染物的浓度

含有机化合物的废气，往往由于浓度不同而采用不同的净化方法。如污染物浓度高时，可采用火炬直接燃烧(不能回收热值)，或引人锅炉或工业炉直接燃烧(可回收能量)。而浓度低时，则需要补充一部分燃料，采用热力燃烧或催化燃烧。污染物浓度较高时，也不宜直接采用吸附法，因为吸附剂的容量往往很有限。

(3)生产的具体情况及净化要求

结合生产的具体情况来考虑净化方法，有时可以简化净化工艺。例如，锦纶生产中，用粗环己酮、环己烷作吸收剂，回收氧化工序排出的尾气中的环己烷，由于粗环己酮、环己烷本身就是生产的中间产品，因而不必再生吸收液，令其返回生产流程即可。用氯乙烯生产过程中的三氯乙烯作吸收剂，吸收含氧乙烯的尾气，也具有同样的优点。另外，不同的净化要求，往往有不同的适宜的净化方案。(4)经济性所选择的最佳方案应当尽量减少设备投资和运行费用，尽可能回收有价值的物质或热量，从而获得经济效率。选择有机废气治理技术应始终坚持实用性和经济性的原则。如果运行可靠性不好，使用中操作不方便，导致设备经常停用或损坏，再好的技术也不行；又如运行成本很高，再高的净化效率也无意义。总之，各种净化方法都有各自的优缺点，要针对具体情况，因地制宜地选择合适的净化方法。几种常用净化方法的优缺点和适用范围见下表。

含挥发性有机物废气净化技术－燃烧法

燃烧法只适用于净化那些可燃有害组分浓度较高的废气，或者是用于净化有害组分燃烧时热值较高的废气。由于有机气态污染物燃烧氧化的最终产物是CO2和H2O，因而使用这种方法不能回收到有用的物质，但由于燃烧时放出大量的热，使排气的温度很高，所以可以回收热量。目前，在实际中使用的燃烧净化方法有直接燃烧、热力燃烧和催化燃烧。直接燃

烧法虽然运行费用较低，但由于燃烧温度高，容易在燃烧过程中发生爆炸，并且浪费热能产生二次污染，因此目前较少采用；热力燃烧法通过热交换器回收了热能，降低了燃烧温度，但当VOCs浓度较低时，需加人辅助燃料，以维持正常的燃烧温度，从而增大了运行费用；催化燃烧法由于燃烧温度显著降低，从而降低了燃烧费用，但由于催化剂容易中毒，因此对进气成分要求极为严格，不得含有重金属、尘粒等易引起催化剂中毒的物质，同时催化剂成本高，使得该方法处理费用较高。

(1)含烃类废气的直接燃烧

烃类物质大都不易溶于水，但在高温下易氧化燃烧，完全氧化时生成CO2和H2O。含烃类废气主要来源于炼油厂和石油化工厂。以前是将排放的可燃气体汇集到火炬烟囱燃烧处理，因而又称火炬燃烧。火炬燃烧虽然是炼油和石油化工生产中的一个安全措施，但是也造成了能源的巨大浪费。近年来，国内外大力开展火炬气的综合利用工作，较大型的石油化工企业先后建设了多套火炬综合利用工程。

在喷漆或烘漆作业中，常有大量的溶剂，如苯、甲苯、二甲苯等挥发出来，污染环境，损害工人身体健康。这些蒸气浓度较高时，可以采用直接燃烧法处理。上图是直接燃烧法净化烘漆废气的流程。燃烧炉设在大型烘箱内，含有机溶剂的蒸气被风机从烘箱顶部抽出后，送入燃烧炉在800℃下燃烧。燃烧气体与烘箱内气体通过热交换器换热后排空。该法净化效率可达99.8%。

(2)有机废气的催化燃烧

催化燃烧实际上为完全的催化氧化，即在催化剂作用下，使废气中的有害可燃组分完全氧化为CO2和H2O。由于绝大部分有机物均具有可燃烧性，因此催化燃烧法已成为净化含碳氢化合物废气的有效手段之一。

催化燃烧法己成功地应用于金属印刷、绝缘材料、漆包线、炼焦、化工等多种行业中净化有机废气。特别是在漆包线、绝缘材料、印刷等生产过程中排出的烘干废气，因废气温度和有机物浓度较高，对燃烧反应及热量回收有利，具有较好的经济效益，因此应用广泛。

针对排放废气的不同情况，可以采用不同形式的催化燃烧工艺，但无论采用何种工艺流程，都具有如下特点。

①进人催化燃烧炉的气体首先要经过预处理，除去粉尘、液滴及有害成分，避免催化床层的堵塞和催化剂的中毒。

②进人催化床层的气体温度必须达到起燃温度反应才能进行，因此对低于起燃温度的气体必须进行预热。预热的方式可以采用电加热也可以采用烟道气加热，目前应用较多的是电加热方式。

③催化燃烧放出大量的热，必须进行回收利用。

④若处理的气量较大，一般采用分建式流程，即将预热器、换热器、反应器等分别设立；若处理的气量较小，一般采用组合式流程，即将预热、换执、反应等部分组合安装在同一设备中，即所谓的催化燃烧炉。

含挥发性有机物废气净化技术－吸附法

吸附法广泛应用于治理含挥发性有机物废气，不仅可以较彻底地净化废气，而且在不使用深冷、高压等手段下，可以有效地回收有价值的有机物组分。由于吸附剂吸附容量的限制，吸附法适于处理中低浓度废气，而不适用于浓度高的废气。

(1)吸附剂

可作为净化含VOCs废气的吸附剂有活性炭、活性碳纤维,硅胶、分子筛等，其中活性炭应用最广泛，效果也最好。其原因在于其他吸附剂(如硅胶、金属氧化物等)，具有极性，在水蒸气共存条件下，水分子和吸附剂极性分子进行结合，从而降低了吸附剂吸附性能，而活性炭分子不易与极性分子相结合，从而提高了吸附VOCs能力。但是，也有部分VOCs 被活性炭吸附后难以再从活性炭中除去，对于此类Vocs，不宜采用活性炭作为吸附剂，而应选用其他吸附剂。适宜和不适宜采用活性炭吸附的有机物见下表。

（2）吸附工艺

在用活性炭吸附法净化含有机化合物废气时，其流程通常包括：①预处理部分，预先除去进气中的固体颗粒物及液滴，并降低进气温度(如有必要)；②吸附部分，通常采用2～3个固定床吸附器并联或串联;③吸附剂再生部分，最常用的是水蒸气脱附法使活性炭再生；

④溶剂回收部分，不溶于水的溶剂可与水分层，易于回收。水溶性溶剂需采用精馏法回收；对处理量小的水溶性溶剂也可与水一起掺人煤炭中送锅炉烧掉。

固定床活性炭吸附一回收流程如图所示口有机废气经冷却过滤降温及去除固体颗粒后，经风机进人吸附器，吸附后气体排空。两个并联操作的吸附器，当其中一个吸附饱和时则将废气通人另一个吸附器进行吸附，饱和的吸附器中则通人水蒸气进行再生。脱附气体进人冷凝器冷凝，冷凝液流人静止分离器，分离出溶剂层和水层后再分别进行回收或处理。

通常情况下的吸附条件是：常温吸附；吸附层床层空速为0.2~0.5m/s；脱附蒸气采用低压蒸气，温度约110℃左右；脱附周期(含脱附及干燥、冷却)应小于吸附周期，若脱附周期等于或大于吸附周期，则应采用三个吸附器并联操作.