有机废气VOCs处理技术汇总

TVOCs有机废气处理技术汇总
吸附技术、催化燃烧技术和热力焚烧技术是传统的有机废气治理技术，也仍然是目前应用最广泛的VOCs实用治理技术。

催化燃烧技术
催化燃烧装置（RCO）
催化燃烧装置（RCO）：首先通过除尘阻火系统。

然后进入换热器，再送到加热室，使气体达到燃烧反应温度，再通过催化床的作用，使有机废气分解成二氧化碳和水，再进入换热器与低温气体进行热交换，使进入的气体温度升高达到反应温度。

如达不到反应温度，加热系统科通过自控系统实现补偿加热。

利用催化剂做中间体，使有机气体在较低的温度下，变成无害的水和二氧化碳气体，即：
产品性能特点：
①操作方便，设备工作时，实现自动控制，安全可靠。

②设备启动，仅需15～30分钟升温至起燃温度，能耗低。

③采用当今先进的贵金属钯、铂浸渍的蜂窝状陶瓷载体催化剂，比表面积大，阻力小，净化率高。

④余热可返回烘道，降低原烘道中消耗功率；也可作其它方面的热源。

⑤使用寿命长，催化剂一般两年更换，并且载体可再生。

应用范围
1 苯、醇、酮、醛、酯、酚、醚、烷等混合有机废气处理。

2 适用于化工、塑料、橡胶、制药、印刷、农药、制鞋等行业的有机废气净化。

催化剂在催化燃烧系统中起着重要作用。

用于有机废气净化的催化剂主要是金属和金属盐 ,金属包括贵金属和非贵金属。

目前使用的金属催化剂主要是 Pt、 Pd,技术成熟 ,而且催化活性高 ,但价格比
较昂贵而且在处理卤素有机物 ,含 N、 S、 P等元素时 ,有机物易发生氧化等作用使催化剂失活。

非金属催化剂有过渡族元素钴、稀土等。

近年来催化剂的研制无论是国内还是国外进行得较多 ,而且多集中于非贵金属催化剂并取能得了很多成果。

例如 V2O5 +MOX (M:过渡族金属 ) +贵金属制成的催化剂用于治理甲硫醇废气 , Pt + Pd + Cu催人剂用于治理含氮有机醇废气。

由于有机废气中常出现杂质,很容易引起催化剂中毒,导致催化剂中毒的毒物(抑制剂主要有磷、铅、铋砷、锡、汞、亚铁离子锌、卤素等。

催化剂载体起到节省催化剂,增大催化剂有效面积,使催化剂具有一定机械强度,减少烧结,提高催化活性和稳定性的作用。

能作为载体的材料主要有AL2O3、铁钒、石棉、陶土、活性炭、金属等,最常用的是陶瓷载体一般制成网状、球状、柱状、峰窝状。

另外近年来研究较多且成功的有丝光沸石等。

蓄热式焚烧炉（RTO）
RTO（Regenerative Thermal Oxidizer，蓄热室氧化器），其工作原理是在高温下（800℃左右）将有机废气氧化生成CO2和H2O，从而净化废气，并回收分解。

安居乐RTO工艺示意图：
产品性能特点：
①可实现全自动化控制，操作简单，运行稳定，安全可靠性高。

②VOC的分解效率99%以上；
③采用多项先进技术，使设备简化，易于维修，并降低了运行成本。

④废气在炉内停留时间长,炉内无死区；
⑤不产生NOX等二次污染。

⑥操作费用低，超低燃料费。

有机废气浓度在500PPM以上时，RTO 装置基本不需添加辅助燃料。

热氧化法可分为三种: 热力燃烧式、间壁式和蓄热式。

它们的主要区别在于热量回收方式的不同。

三种方法都可以和催化法结合起来以降低反应温度。

a. 热力燃烧式热氧化器。

热力燃烧式热氧化器一般指的是气体焚烧炉。

它由助燃剂、混合区和燃烧室组成。

助燃剂 (天然气、石油等) 作为辅助燃料, 燃烧产生的热在混合区对 VOC 废气进行预热,燃烧室为预热后的废气提供足够大的空间和足够长的时间以完成最
终的氧化反应。

在供氧充足的前提条件下, 氧化反应的程度(影响最终的VOC 去处率)取决于“三T条件”：反应温度(Temperature)、驻留时间(Time)、湍流混合情况(Turbulence)。

这“三T条件”是互相联系的，在一定范围内改善一个条件可使另外两个条件降低。

热力燃烧式热氧化器的一个最大缺点是辅助燃料价格太高, 致使装置的操作费
用很高。

b. 间壁式热氧化器。

间壁式热氧化是指在热氧化装置中加入间
壁式热交换器, 热交换器把从燃烧室排出的高温气体所带的热量传
递给氧化装置进口处的低温气体, 预热后发生氧化反应。

由于目前的间壁式热交换器最高可获得85%的热回收率,所以极
大地降低了辅助燃料的消耗。

间壁式热交换器通常设计成管式、壳式或板式。

由于通常的热氧化温度要保持在 800℃—1000℃, 所以间壁式热交换器必须由耐热、耐腐蚀的不锈钢或合金材料制成。

这就使得间壁式热交换器的造价很高, 这是间壁式热氧化器的一个缺点。

同时材料的热应力也不易消除, 这是间壁式热氧化器的另一个缺点。

c. 蓄热式热氧化器。

蓄热式热氧化器(Regenerative Thermal Oxidizer , 以下简称RTO), 是在热氧化装置中加入蓄热式热交换器, 预热 VOC 废气,再进行氧化反应。

随着蓄热材料的发展,目前蓄热式热交换器的热回收率已能达到95%以上, 而且占用空间越来越小。

这样辅助燃料的消耗很少(甚至不用辅助燃料,且当 VOC 的浓度达到一定值以上时, 还可从 RTO 输出
热量)。

同时, 由于目前的蓄热材料都选用陶瓷填料, 所以可处理腐
蚀性或含有颗粒物的 VOC 废气。

RTO装置又可分为阀门切换式和旋转式。

阀门切换式RTO是最常见的一种 RTO。

其由两个或多个陶瓷填充床, 通过阀门的切换, 改变气流的方向, 从而达到预热VOC 废气的
目的。

图 1 是典型的两床式RTO示意图及工作原理。

两床式RTO主体结构由燃烧室、两个陶瓷填料蓄热床和两个切换阀组成。

当 VOC 废气由引风机送入蓄热床1后, 该床放热, VOC 废气被加热, 在燃烧室氧化燃烧,气体通过蓄热床2, 该床吸热, 燃烧后的洁净气被冷却, 通过切换阀后排放。

在达到规定的切换时间后, 阀切换, VOC 废气从蓄热床 2 进入, 蓄热床 2放热, VOC废气被氧化燃烧, 气体通过蓄热床 1, 该床吸热, 燃烧后的洁净气被冷却, 通过切换阀后排放。

如此周期性切换, 就可连续处理 VOC 废气。

近年来, 国外又研制开发出旋转式RTO。

该装置由一个燃烧室、一个圆柱形分成几瓣独立区域的陶瓷蓄热床和一个旋转式转向器组成。

通过旋转式转向器的旋转, 就可改变陶瓷蓄热床不同区域的气流方向, 从而连续地预热 VOC 废气, 在燃烧室氧化燃烧后就可去除VOC。

相对于阀门切换式RTO,旋转式RTO由于只有一个活动部件(旋转式转向器) , 所以运行更可靠, 维护费用更低, 但缺点是旋转式转向器不易密封,泄露量大, 影响VOC的净化率。

RTO设备的特点：
1）产品设计考虑客户的生产工艺，重视前端控制和末端治理的结合；
2）净化效率高，旋转RTO可达到99%以上；
3）对余热进行综合利用，产生经济效益；
4）优化设计的结构、通风系统，确保最好的处理效果和使用体验；
5）充分考虑系统的安全与防护，为客户提供安全可靠的后抽离设备与技术。

RTO设备应用范围：
含苯系物、酚类、醛类、酮类、醚类、酯类等有机成分的石油、化工、塑料、橡胶、制药、印刷、农药、制鞋、电力电缆生产行业等。

有机废气浓度在100PPM—20000PPM之间。

光催化净化技术（一般与预处理技术合用）
光催化净化处理技术一般采用生物喷淋进行预处理，再进入光催化净化装置，在催化剂的作用下，常温下使有机废气转化为CO2和H2O 的一种环保设备。

目前，此装置已被国内外用户广泛使用，均取得良好的净化效果。

光催化剂技术的主要成分是锐钛型二氧化钛（TiO2），光催化是利用TiO2作为催化剂的光催化过程，反应条件温和，光解迅速，产物为CO2和H2O或其它，而且适用范围广，包括烃、醇、醛、酮、氨
等有机物，都能通过TiO2光催化清除。

其机理如下：
低温等离子体技术
低温等离子体净化技术是近年来发展起来的废气治理新技术。

等离子体被称为物质的第4种形态，由电子、离子、自由基和中性粒子组成。

低温等离子体有机气体净化就是利用介质放电所产生的等离子体以极快的速度反复轰击废气中的异味气体分子，去激活、电离、裂解废气中的各种成分，通过氧化等一系列复杂的化学反应，打开污染物分子内部的化学键，使复杂的大分子污染物转变为一些小分子的安全物质（如二氧化碳和水），或使有毒有害物质转变为无毒无害或低毒低害物质。

实际上，要将不同的化学键打开，需要的能量不同，如C-H、C-O、C-N、C-S、O-H、S-H等等。

当功率较低，放电所产生的活性粒子能量不足时，一些大分子物质只是被击碎，形成一些小分子化合物，并没有被彻底氧化。

特别是对于混合气体的净化，有些分子容易被破坏并被彻底氧化，而有些分子则不易被破坏或者只是降解而未被彻底氧。