废气治理工艺选择

废气治理工艺选择
1 工艺选择
目前应用范围最广的VOCs治理技术主要有：吸收法、吸附法、冷凝法、燃烧法、稀释法、负压法、回收法、旋转式分子筛吸附浓缩技术、RCO、RTO、氮气循环脱附吸附回收技术、生物处理法等。

以下简单介绍这几种净化方法的优缺点。

1.1 吸附法
吸附法是利用某些具有吸附能力的物质如活性炭、硅胶、沸石分子筛、活性氧化铝等吸附有害成分而达到消除有害污染的目的。

吸附法适用几乎所有的气相污染物，特别是中、低浓度的气相污染物。

吸附效果决定于吸附剂性质、气相污染物种类、吸附系统的操作温度、湿度压力等因素。

吸附法应用广泛，主要应用于低浓度、大风量的VOCs处理。

主要优点：
A）目前最广泛使用的回收技术，较成熟稳定；
B）可净化低浓度、大风量废气；
C）对单一品种废气可回收溶剂；
D）投入低，运行费用较低。

主要缺点：
A）吸附剂需补充和再生；
B）复杂废气需预处理。

1.2 吸收法
吸收法是利用VOCs的物理化学性质，使用液体吸收剂与废气接触，从而将VOCs转移到吸收剂中的技术。

通常VOCs的吸收为物理吸收，吸附介质多为柴油、煤油、水及其他溶剂。

任何可溶解于吸收剂的有机物均可采用此工艺进行处理。

之后对吸收液进行处理。

吸收装置类型很多，如喷淋塔、填料塔、气泡塔、筛板塔等。

主要优点：
A）对亲水性溶剂蒸汽用水做吸附剂时，设备费用低、运行费低、安全；
B）可用油、脂等吸收苯类废气，净化率高。

主要缺点：
A）用水做吸附剂时，需要对产生的废水进行处理。

1.3 光催化
光催化技术的基本原理就是在一定波长下，光催化剂（多以TiO2)为载体，分解H2O为-OH，然后-OH将VOCs等氧化为二氧化碳、水等。

主要优点：
A）光催化反应条件温和（常温、常压）、反应效率高。

光催化装置占地小、操作方便和运行费用低；
B）催化剂无毒，能耗低，操作简便，价格相对较低，无副产物生成；
C）对几乎所有有机废气均具净化能力等优点。

主要缺点：
A）适用于中低浓度的废气处理，高浓度废气需要稀释处理；
B）一次性投入较大。

1.4 低温等离子体法
主要优点：
A）电子能量高，几乎可以和所有的有机废气分子作用；
B）运行费用低；
C）反应快，设备启动、停止十分迅速，随用随开。

主要缺点：
A）不适用于易燃易爆废气；
B）一次性投入较大。

1.5 冷凝法
冷凝法的原理是通过将操作温度控制在VOCs沸点以下而将VOCs冷凝下來，从而达到回收VOCs的目的。

冷凝法对VOCs去除率在80%〜90% 之间。

主要优点：
A）可处理较高浓度的VOCs；
B）处理方式简单便于管理。

主要缺点：
A）需要较大压力及温度、高能耗，后期运行费用高；
B）离开冷凝器的排放气中仍含有相当高浓度的VOCs，不能满足环境排放标准。

1.6 微生物法
生物降解技术是利用微生物的新陈代谢过程对多种有机物和某些有机物进行生物降解进而有效去除工业废气中的污染物质。

最早源于上世纪80年代，该法早期用于脱臭。

近年逐步应用于有机气相污染物治理，技术主要有生物过滤池、生物滴滤池和生物洗涤塔。

主要优点：
A）处理效率较高，对特定的有机物有针对性处理；
B）能耗低，只有低功率的电机耗能及排风设备。

主要缺点：
A）占地广、前期投入大；
B）微生物生长环境要求很高，运行管理麻烦。

总结各废气处理工艺及方法优缺点如下：
表1 各VOCs治理工艺对比表
治理工艺路线如下：
（1）洗涤塔：废气经过管道收集后送至洗涤塔除臭设备，先经过水洗塔，再经过碱洗塔。

水洗塔先吸收一部分可溶于水的酸碱性气体和去除部分粉尘，再经碱洗塔去除不溶于水的酸性气体。

废气从塔体下方进气口进入洗涤塔，迅速充满进气段空间，然后均匀地通过均流段上升到第一级填料吸收段。

在填料的表面上，混合废气被有效截留，随吸收液流入下部贮液槽。

未完全截留气体继续上升进入第一级喷淋段。

在喷淋段中吸收液从均布的喷嘴高速喷出，形成无数细小雾滴，与混合气体充分混合接触，继续发生有效截留，碱洗塔和水洗塔截留过程类似。

在喷淋段及填料段两相接触的过程也是传热与传质的过程。

通过控制空塔流速与滞留时间保证这一过程的充分与稳定。

碱洗塔顶设置除雾层（水洗塔不设置），气体中所夹的吸收液雾滴在这里被清除下来，经过处理后的废气从洗涤塔上端排气管接出。

（2）自动加药系统：碱洗塔设置碱洗段循环水箱，碱洗段循环水箱通过对水质PH 酸碱度和ORP值指标的监控，从而根据水质指标的变化控制相关计量泵的实时启闭，从药桶中自动添加药剂，控制碱洗段循环水系统的PH值和ORP值保持在一定范围内，保证系统的稳定运行。

在线控制加药系统药桶药剂的余量，当出现低液位时给出报警信号；现场设备有自动控制、PH 值计在线监测、电导率在线监测（用于控制废水排放）、自动选择性投药或停止、低液位报警装置由现场控制箱完成。

（3）蒸汽加热：在碱洗塔与活性炭箱之间设板式换热器，引厂区蒸汽与废气换热，提升从洗涤塔出来的废气温度，同时降低废气湿度，以防止后端活性炭因气体湿度过大而使其吸附效率降低。

（4）活性炭吸附装置：活性炭前增设一层G4过滤，进一步去除粉尘，保证活性炭正常运行。

活性炭的多孔结构提供了大量的表面积，从而使其非常容易达到吸收收集杂质的目的。

就像磁力一样，所有的分子之间都具有相互引力。

正因为如此，活性炭孔壁上的大量的分子可以产生强大的引力，从而达到将介质中的杂质吸引到孔径中的目的。

活性炭不仅含碳，而且在其表面含有少量的化学结合、功能团形式的氧和氢，例如羧基、羟基、酚类、内脂类、醌类、醚类等。

这些表面上含有的氧化物或络合物可以与被吸附的物质发生化学反应，从而与被吸附物质结合聚集到活性炭的表面，活性炭的吸附正是上述二种吸附综合作用的结果。