綠之源環(huán)保
綠之源環(huán)保
綠之源環(huán)保
近年來(lái)，隨著(zhù)各地方、各行業(yè)揮發(fā)性有機化合物（VOCs）排放指標的陸續發(fā)布，排放濃度限值和排放速率限值的要求越來(lái)越嚴格。以表面涂裝行業(yè)為例，對國家及各地揮發(fā)性有機化合物排放標準要求匯總分析可看出，地方標準較國家標準嚴格，新頒布的標準較以前標準嚴格針對低濃度有機廢氣，如何選擇一套環(huán)保達標、投資合理、運維經(jīng)濟及安全可靠的治理技術(shù)成為各治理企業(yè)首先要解決的問(wèn)題。
1常用低濃度有機廢氣治理技術(shù)
目前，常見(jiàn)低濃度有機廢氣治理技術(shù)分為：低溫等離子、光催化氧化、蜂窩活性炭吸附濃縮催化氧化、沸石轉輪吸附濃縮催化氧化等。
1.1低溫等離子治理技術(shù)
低溫等離子技術(shù)利用在電極間的10~30kV電壓擊穿效應，生成包括光子、電子、離子、基態(tài)分子原子和激發(fā)態(tài)分子原子在內的等離子體的基本粒子，與廢氣中的揮發(fā)性有機化合物發(fā)生作用，使有機化合物分子在極短的時(shí)間內發(fā)生分解，生成CO2和H2O以及部分副產(chǎn)物，以達到揮發(fā)性有機化合物凈化的目的。
低溫等離子技術(shù)一般適用于有機物濃度500mg/m3以下的廢氣。廢氣中有機化合物的去除效率一般低于40%。
低溫等離子技術(shù)具有以下技術(shù)特點(diǎn)：無(wú)選擇性破壞，凈化效率偏低，易產(chǎn)生二次污染物或中間產(chǎn)物，環(huán)保達標有困難；易生成臭氧，帶來(lái)臭氧超標問(wèn)題；處理高沸點(diǎn)或粘稠物質(zhì)（如含有漆渣、焦油等）存在爆炸風(fēng)險；易受進(jìn)氣中顆粒物及濕度影響處理效果。
1.2光催化氧化治理技術(shù)
光催化氧化治理技術(shù)利用特種紫外線(xiàn)波段，在特種催化劑的作用下，將氧氣催化生成負氧離子，再將廢氣中的有機化合物分子氧化還原的一種特殊處理方式。
光催化氧化治理技術(shù)一般適用于有機物濃度500mg/m3以下的廢氣。廢氣中有機化合物的單程轉化率低，一般低于40%。
光催化氧化治理技術(shù)具有以下技術(shù)特點(diǎn)：無(wú)選擇性氧化，凈化效率偏低，易產(chǎn)生二次污染物或中間產(chǎn)物，環(huán)保達標有困難；存在催化劑表面污染及燈管壽命等問(wèn)題，導致處理效果衰減快、運行維護成本高。能量綜合利用率低，且無(wú)法利用VOCs中的化學(xué)能。
1.3蜂窩活性炭吸附濃縮催化氧化技術(shù)
蜂窩活性炭吸附濃縮催化氧化技術(shù)是活性炭吸附技術(shù)、催化燃燒技術(shù)的組合，VOCs廢氣經(jīng)過(guò)吸附、濃縮、燃燒3個(gè)環(huán)節。其凈化原理如下：首先，利用活性炭的多孔性和表面張力，將VOCs溶劑吸附在活性炭空隙中，從而凈化廢氣。然后，吸附達到飽和狀態(tài)，使用熱風(fēng)脫附、再生。最后，在合適的催化劑作用下，促使脫附后的有機物在低溫環(huán)境下分解為CO2和H2O，達到廢氣處理目。
蜂窩活性炭吸附濃縮催化氧化技術(shù)一般適用于有機物濃度1000mg/m3以下的大風(fēng)量有機廢氣。實(shí)際工程項目運行一定周期后的活性炭吸附濃縮凈化效率≤90%，活性炭的吸附凈化效率呈現持續衰減的情形。
經(jīng)過(guò)多年的運行實(shí)踐，活性炭吸附濃縮催化氧化技術(shù)也存在一些明顯的缺陷。①采用活性炭材料作為吸附劑的安全性較差。由于活性炭中含有一些金屬成分，會(huì )對吸附在活性炭表面上的有機物產(chǎn)生催化氧化作用。當再生熱氣流的溫度達到100℃以上時(shí)，由于催化氧化作用的增強而造成熱量蓄積，吸附床容易著(zhù)火。②采用熱氣流吹掃再生活性炭，因為再生溫度低，當脫附周期完成后部分高沸點(diǎn)化合物不能徹底脫附，會(huì )在活性炭床層中積累而使其吸附能力下降。由于存在安全性問(wèn)題，通常的再生溫度不能超過(guò)120℃。因此對于沸點(diǎn)高于120℃的有機物，如三甲苯等則不能利用該工藝進(jìn)行凈化。③通?；钚蕴烤哂泻軓姷奈芰?，當廢氣濕度較高時(shí)（超過(guò)60%），對有機物的凈化效率較低。
1.4沸石轉輪吸附濃縮催化氧化技術(shù)
沸石轉輪吸附濃縮催化氧化技術(shù)利用沸石比表面積大和不同溫度條件下分子間作用力不同的原理進(jìn)行設計。低溫條件下，大風(fēng)量的有機廢氣通過(guò)沸石轉輪，VOC分子吸附其表面，經(jīng)過(guò)沸石轉輪的廢氣可直接排放。吸附有大量VOC的沸石轉輪部分進(jìn)入高溫脫附區，利用小風(fēng)量的高溫廢氣將沸石轉輪上的VOC分子脫附出來(lái)，形成高濃度廢氣，送入后端的廢氣催化氧化系統催化氧化分解處理成CO2和H2O，凈化后的廢氣可直接排放。
沸石轉輪吸附濃縮催化氧化技術(shù)一般適用于有機物濃度范圍在～1500mg/m3的廢氣。沸石轉輪濃縮裝置吸附效率在≥90%。
沸石轉輪吸附濃縮催化氧化技術(shù):沸石轉輪在治理大風(fēng)量、低濃度有機廢氣方面優(yōu)勢明顯，但是對廢氣組分要求較高。例如氯甲烷、二氯甲烷等低沸點(diǎn)有機物，吸附效率較低，甚至無(wú)明顯效果，對長(cháng)鏈揮發(fā)性有機物吸附效率也不高；當廢氣中含有乙醇和甲苯時(shí)，沸石轉輪對乙醇的吸附效果會(huì )因競爭吸附而降低，同時(shí)沸石轉輪要求進(jìn)氣溫度在40℃以下；例如苯乙烯等有機物吸附在沸石分子篩微孔內部，脫附時(shí)溫度180~220℃，達到了其聚合反應的條件，容易生成大分子聚合物，堵塞沸石微孔，影響吸附效率，久而久之使沸石失去吸附能力，這種損壞是不可逆的。沸石轉輪中具有吸附能力的沸石是弱堿性的，如果廢氣中酸性組分進(jìn)入沸石轉輪，會(huì )與沸石發(fā)生反應，損傷沸石表面結構，降低沸石吸附效果。
2低濃度廢氣治理技術(shù)對比
2.1低濃度廢氣治理技術(shù)環(huán)保性能對比
環(huán)保達標是有機廢氣治理的首要目的，針對低濃度廢氣的治理要求，選擇一套滿(mǎn)足環(huán)保達標的有機廢氣治理技術(shù)可從凈化效率、核心設備的使用壽命、適合的治理風(fēng)量、適合的治理濃度等方面進(jìn)行綜合的分析研判。
針對常規廢氣，凈化效率方面：沸石轉輪吸附濃縮催化氧化＞蜂窩活性炭吸附濃縮催化氧化＞光氧化催化≈低溫等離子。針對含有＞120℃沸點(diǎn)的有機化合物，沸石轉輪吸附濃縮催化氧化明顯優(yōu)于其他治理技術(shù)。
2.2低濃度廢氣治理技術(shù)運維費用對比
在滿(mǎn)足環(huán)保達標的前提下，低運維費用體現出有機廢氣治理技術(shù)的經(jīng)濟性。
針對常規廢氣，當入口濃度500mg/m3和100mg/m3時(shí)，運維費用從高到低：蜂窩活性炭吸附濃縮催化氧化＞沸石轉輪吸附濃縮催化氧化＞光氧化催化＞低溫等離子。其中，入口濃度增大，則蜂窩活性炭吸附濃縮催化氧化和沸石轉輪吸附濃縮催化氧化的運維費用均降低。
由于光氧化催化與低溫等離子不利用VOCs的化學(xué)能，因此運維費用與入口濃度無(wú)關(guān)聯(lián)。
2.3低濃度廢氣治理技術(shù)安全對比
低溫等離子體技術(shù)在VOCs治理的工程實(shí)踐中多次發(fā)生燃燒爆炸事故，極大地限制了該技術(shù)在VOCs治理中的推廣。天津市安監局發(fā)文強調，對采用“低溫等離子”等可能產(chǎn)生點(diǎn)火能的工藝或設備設施處理易燃易爆揮發(fā)性有機物的，或采用濕法除塵處理鋁、鎂等金屬涉爆粉塵的環(huán)保設施，要立即停用，并全面進(jìn)行安全風(fēng)險評估，嚴防類(lèi)似事故再次發(fā)生。
目前沸石轉輪吸附濃縮催化氧化技術(shù)屬于政府鼓勵推薦的國家先進(jìn)治理技術(shù)。而低溫等離子與光氧催化技術(shù)屬于不鼓勵技術(shù)，甚至某些地方政府明令禁止本地區使用此類(lèi)有機廢氣治理技術(shù)。
3結論
從環(huán)保性能、安全性能分析，低溫等離子和光氧化催化技術(shù)已經(jīng)不能滿(mǎn)足低濃度有機廢氣治理的需求。沸石轉輪吸附濃縮催化氧化與活性炭吸附濃縮催化氧化對比分析，沸石轉輪吸附濃縮催化氧化技術(shù)在高凈化效率、低運行費用、高安全性方面明顯優(yōu)于活性炭吸附濃縮催化氧化技術(shù)。因此，鑒于目前越來(lái)越嚴格的有機廢氣地方環(huán)保排放要求，對于常規低濃度有機廢氣建議優(yōu)先選擇沸石轉輪吸附濃縮催化氧化技術(shù)。
