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高濃度VOCs解決方案討論

關於高濃度VOCs氣體的的處理方案又有哪些呢?他們各自有什麼不同呢?

1、冷凝法回收

冷凝法回收 VOCs 是利用冷凝裝置產生低溫來降低 VOCs-空氣混合氣的溫度。當混合氣進入冷凝裝置時,VOCs 中具有不同露點溫度的組分會依次被冷凝成液態而分離出來。冷凝裝置的冷凝溫度一般按預冷、機械製冷、液氮製冷等步驟實現。預冷器運行溫度在混合氣各組分的凝固點以上,進入裝置的混合氣溫度降到 4 ℃ 左右,大部分水汽凝結為水而除去,機械製冷可使大部分VOCs 冷凝為液體回收,若需要更低的冷凝溫度,可以在機械製冷後聯結液氮製冷,這樣可使VOCs 回收率達到99 % 左右。此時,相應的製冷係統也會比較複雜,尤其是對低濃度 VOCs 的回收不經濟。其次,混合氣和製冷劑之間是間接傳熱,為了保證較高的回收率,需要很低的操作溫度,故對於深冷回收工藝,能耗較大,設備材質及保溫要求嚴格,從而對設備性能要求嚴格,設備投資及運行費用也急劇上升。

2吸附法

VOCs 通過活性炭、疏水矽膠等吸附劑時,VOCs 組分吸附在吸附劑表麵,然後再經過減壓脫附或熱脫附,富集的 VOCs 被抽吸到儲罐或用其他方法液化,而未被吸附的尾氣直接排入大氣,從而實現 VOCs 和空氣的分離。吸附法是回收低濃度VOCs 最為廣泛的方法之一。然而,對於高濃度、大流量的 VOCs 治理,活性炭吸附 VOCs 時存在一些問題,如:①熱效應高,如活性炭吸附高濃度油氣時,吸附床溫升可達50—60 ℃,從而可能帶來一係列問題;② 如果 VOCs 中含有酮、醛、酯、烯烴、硫等活性物質,會在活性炭表麵發生化學反應,堵塞炭孔,而且它們在高吸附熱的作用下,會發生氧化催化,造成嚴重的火災事故,國外已有相關的著火事故案例; ③活性炭解吸再生難以徹底,如三苯很難完全真空脫附,易使活性炭失效,從而存在二次汙染問題; ④活性炭微孔逐漸被破壞後,縮短其使用壽命,從而增加廢處理費用; ⑤一般炭層在 120 ℃ 下解吸很難引起自燃著火,但在國內外傳統的水蒸氣脫附 /幹燥工藝中,為了提高設備的處理能力而在較高的溫度下解吸,這可能會引起自燃,為此,日本政府從安全的角度考慮,已嚴禁使用可燃性的活性炭作為 VOCs 回收的吸附劑。日本國東京都條例規定,當 VOCs 體積分數≥1% ,則禁止使用可燃性活性炭吸附劑。如對於含有酮、烯烴、硫等活性物質的 VOCs,還需進行 VOCs 專用吸附劑或複合吸附劑的開發、吸附塔結構的設計及優化等。

3、冷凝+吸附

對於高濃度 VOCs 如油氣的回收,可以采取先冷凝、後吸附的集成工藝,將冷凝段的冷凝溫度控製在某一溫度範圍內,再經過吸附工藝進行深度回收處理。此時,由於冷凝段出來的油氣-空氣混合氣溫度較低,因此該混合氣再進入吸附段時,更利於深度吸附。冷凝和吸附集成回收工藝一般要根據 VOCs 組分及濃度、回收率和尾氣排放濃度來優化。有時,回收率與尾氣排放濃度有一定矛盾,則需要根據有關標準、VOCs 毒性及回收經濟性等綜合考慮及相互協調。

4、降溫冷凝+吸收解吸+吸附或RCO、RTO

該方法克服單獨使用某個單一手段無法達標的缺點,通過組合的方式,結合高效吸收劑配方,發揮了每一個方法的優勢,即達到了治理的要求,又能回收有價值的溶劑,實現資源循環利用的最終目標,成為綠色可持續發展的技術路線,越來越成為主流技術。