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VOCs治理针对的废气种类,活性炭吸附装置治理能力和吸附效率的分析
浏览量:4191 上传更新:2019-01-23

VOCs治理针对的废气种类

VOCs是挥发性有机物的简称,也是统称。然而,不同工厂产生的VOCs的浓度和组分也是不同的。但总体来说,VOCs主要包括苯系物、有机氯化物、氟里昂系列、有机酮、胺、醇、醚、酯、酸、石油烃化合物等。根据行业划分,废气可大致以分为以下几类:

1、喷漆废气

其中的主要成分有丙酮、二甲苯、丁醇、甲苯、乙酸乙酯以及乙酸丁酯等一些具有挥发性的有机化合物。

这种喷漆废气主要存在于需要进行油漆喷涂的行业之中,对于喷漆废气,针对其大风量低浓度的特点,通常采用的VOCs治理方法是分子筛转轮+蓄热焚烧技术。

2、塑料塑胶废气

产生塑料塑胶废气的主要原因是塑料塑胶等粒子在受热之后挥发出来的聚合物单体。

由于塑料塑胶中的成分较为复杂,所以废气中的成分也较多,但是通常情况下浓度较低,而且风量大。对于这种废气进行VOCs治理的时候一般会使用较为复杂的预处理工艺。

3、化工有机废气

一些化工企业由于生产的需要会产生一些工业废气,而废气的成分则与企业设计生产的化工产品种类有很大的关系。

通常在进行VOCs治理之时,化工企业普遍会采用冷凝回收法以及催化燃烧法来对化工有机废气进行净化回收处理。

4、制药废气

制药行业废气比较复杂,不同产品工艺差异较大,同种产品之间也有不同条件差异。

最好的办法就是根据现在情况,专门设计有针对性的废气治理方案,确保排放废气达标。

5、包装印刷废气

印刷及印前、印后工艺中会涉及大量溶剂型原辅材料的使用。

如油墨调配过程溶剂挥发、印刷过程油墨溶剂挥发、烘干阶段、复合过程及设备清洗过程等,包括油墨、润版液、清洗剂、胶黏剂、涂布液、稀释剂等有机溶剂。国内包装印刷行业溶剂普遍采用苯系物溶剂。最佳工艺是分子筛转轮+蓄热焚烧技术。

除了上述这几种类型的废气之外,还有化纤产业中产生的定型废气、橡胶轮胎行业等等,每种类型的废气因为产生的原因不同、成分不同,所以需要采取的VOCs治理方法也不相同,而要想达到最佳的治理效果,选择合适的治理方法很重要。

目前常见的有吸附法、吸收法、冷凝法、光催化氧化法、燃烧法、等离子法等。而在实际应用中,单一的方法很难达到理想的处理效果,组合技术的处理效率更适合当今严格的环保标准。

活性炭吸附+催化燃烧脱附再生=活性炭吸附脱附一体化

沸石转轮吸附浓缩+RTO焚烧炉

活性炭吸附装置的废气治理能力分析

活性炭是经过活化处理后的碳,其具备比表面积大,孔隙多的特点,使其具有较强吸附能力。颗粒碳比表面积一般可达700—1200m2/g,其孔径大小范围在1.5nm一5um之间。其吸附方式主要通过2种途径:一是活性炭与气体分子间的范德华力,当气体分子经过活性炭表面,范德华力起主导作用时,气体分子先被吸附至活性炭外表面,小于活性炭孔径的分子经内部扩散转移至内表面,从而达到吸附的效果,此为物理吸附;二是吸附质与吸附剂表面原子间的化学键合成,此为化学吸附。活性炭吸附一般适用于大风量、低浓度、低湿度、低含尘的有机废气。

活性炭的吸附能力主要是受其本身的比表面积、孔隙大小、分子间力、化学键合成等因素影响;而在实际应用中,对活性炭吸附装置的设计,关键是活性炭的过滤面积、过滤风速、活性炭的层厚。

活性炭过滤风速在《吸附法工业有机废气治理工程技术规范》(HJ2026—2013)中,活性炭吸附装置可以查到固定床吸附,采用颗粒状吸附剂气体流速宜低于0.6m/s,采用纤维状吸附剂气体流速宜低于0.15m/s,采用蜂窝状吸附剂气体流速宜低于1.2m/s;过滤面积即可根据处理风量和过滤风速计算得出。

碳层厚度的设计,就需要结合废气的产生浓度、去除效率、活性炭的更换时长等因素进行。一般会采用2种方式计算碳层厚度:一是,根据活性炭需要的更换周期,来确定活性炭的总的装填量,之后再根据过滤面积计算碳层厚度;二是,在考虑吸附箱尺寸大小、碳层风阻、过滤风速的情况下,依照经验直接选定一个厚度值。

以上设计基于活性炭的吸附速率为一个恒定值或者无限大到可忽略不计的情况下设计的。而实际中吸附速率目前还不能有效计算出,不同的碳、不同的过滤风速、不同的风压等等,都会影响碳层的速率吸附速率。

同样的条件下,一般活性炭层的厚度越厚,其去除效率也会越高,但实际应用中,为提高设备的经济性,通常要考虑碳层厚度不能无限制的加厚,因此对于活性炭层厚度的选择,需要根据去除效率要求和碳本身的吸附速率,进行有效设计计算。

活性炭吸附装置吸附效率的分析

影响活性炭吸附效率和使用寿命的主要因素有:污染废气的种类和浓度,废气气流的温度、压力、相对湿度、滞留时间等。

活性炭吸附能力主要是受其本身的比表面积、孔隙大小、分子间力、化学键合成等因素影响;而在实际应用中,对活性炭吸附装置的设计,关键是活性炭的过滤面积、过滤风速、活性炭的层厚。

活性炭吸附装置碳层厚度的设计,就需要结合废气的产生浓度、去除效率、活性炭的更换时长等因素进行。

一般会采用2种方式计算碳层厚度:

一是,根据活性炭需要的更换周期,来确定活性炭的总的装填量,之后再根据过滤面积计算碳层厚度;

二是,在考虑吸附箱尺寸大小、碳层风阻、过滤风速的情况下,依照经验直接选定一个厚度值。

以上设计基于活性炭吸附的速率为一个恒定值或者无限大到可忽略不计的情况下设计的。而实际中吸附速率目前还不能有效计算出,不同的碳、不同的过滤风速、不同的风压等等,都会影响碳层的速率吸附速率。

 

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