VOCs处理技术

发布时间：2023-10-19 08:03:00 点击：

RTO焚烧炉、RTO、RCO专业生成厂家无锡泽川环境2023年10月19日讯 挥发性有机物（VOCs）净化技术分为，源头减量、过程控制，及末端治理技术，分类如下：

VOCs末端治理技术，分为回收处理和氧化处理两大类。

• 回收处理技术包括：冷凝、膜分离、吸附、吸收。

• 氧化处理技术包括：直接燃烧、热力燃烧、催化燃烧、生物降解。

冷凝法

采用降低温度、提高压力的方法，使处于蒸汽状态的VOCs凝结，进而从气相分离。

冷凝法主要应用于高浓度VOCs气体的处理，也常作为吸附、膜分离等深度净化方法的前处理。

冷凝方法最通用的两种是，表面冷凝和接触冷凝。

膜分离法

膜分离法回收VOCs是借助真空泵，在纳米级的气体分离膜两侧形成压差，使VOCs气体透过膜，而空气透过膜的速率小得多。通常相差10~100倍。

常见的膜组件有中空纤维膜、平板膜和卷式膜三种。

膜分离法主要应用于浓度在1000mg/m3以上的VOCs气体回收处理，回收率能够达到90%-99.9%。

吸附法

吸附法适用于低浓度、大风量VOCs处理。

吸附剂包括活性炭、活性炭纤维、分子筛、粘土等。

活性炭是最常用的吸附剂，净化效果显著，但对甲醛等小分子吸附性能较差。需要注意的是，能与活性炭发生聚合反应的VOCs和大分子高沸点VOCs不适宜采用吸附净化，原因是活性炭再生困难。湿度增大通常会导致活性炭吸附能力下降。我国大风量、低浓度的VOCs设备多以蜂窝状活性炭作为吸附材料。

活性炭纤维比表面积大，吸附容量大，吸附效率高，而且吸附脱附速度快，但费用高于普通活性炭。

沸石分子筛，用于吸附具有极性的VOCs。

影响VOCs吸附性能的因素包括，VOCs的分子结构、温度、湿度、VOCs共存。VOCs的分子大小、极性、分子量均对吸附构成影响，低温有利于物理吸附。

吸收法

吸收法适用于废气流量较大、浓度较高时。利用吸收剂使气相VOCs溶解到液相，再利用VOCs分子与吸收剂质的差异进行分离。通常采用蒸馏或汽提进行分离。

对于输水性VOCs，可采用有机溶剂作为吸收剂，亲水性可采用水性溶剂作为吸收剂。

气液吸收设备有喷洒塔、填料塔、板式塔、鼓泡塔，其中喷洒塔、填料塔，气相是连续相，液相是分散相。板式塔、鼓泡塔，液相是连续相，而气相是分散相。VOCs进化过程气相是连续相，填料塔应用较广。

直接燃烧技术

直接燃烧，也称直接火焰燃烧，是将废气中的VOCs组分当做燃料的处理方式，只适用于VOCs浓度或热值较高的废气，燃烧温度通常维持在1100℃左右。

火炬燃烧器就是一种直接燃烧设备，不过这种处理方式不仅产生环境污染，而且造成燃料浪费，已经逐步被其他方法替代。

热力燃烧技术

在热力燃烧中尽管VOCs也参与燃烧，但废气本身不能维持燃烧，并不是燃烧所用的主要燃料，需通过外加燃料的燃烧使温度提高到足以氧化VOCs有害组分的温度，通常在540~820℃。

热力燃烧主要用于VOCs浓度或热值较低的废气，下图为工艺流程示意图

需要注意的是，热力燃烧过程中辅助燃料不能直接与全部废气混合，否则会使混合气中可燃物的浓度低于爆炸浓度下限，以致不能维持燃烧。如果废气以空气为主，可以用部分废气使外加燃料燃烧，这一部分废气为助燃废气，其余废气为旁通废气。如果废气为惰性气体，则需要用空气助燃。

热力燃烧炉的燃烧条件应保证760℃以上的燃烧温度和0.5s左右的燃烧时间。

蓄热燃烧燃烧技术

蓄热热力燃烧（RTO），是一种配有蓄热床层的热力燃烧方式，系统主要由燃烧装置，蓄热体、换向系统、排烟系统和连接管道组成。蓄热燃烧系统示意图如下：

催化燃烧技术

在催化剂作用下，使废气中的VOCs组分氧化为二氧化碳和水。与直接燃烧和热力燃烧不同，催化燃烧技术的安全性好，要求的燃烧温度低，燃烧过程几乎不产生氮氧化物。

VOCs催化燃烧的催化剂，活性组分多为贵金属Pt、Pd。通常采用蜂窝陶瓷，作为第一载体。

待处理气体进入催化燃烧器前，需进行预处理除去粉尘、液滴有害组分。进入催化床层的气体温度必须达到所用催化剂的起燃温度，催化反应才能进行，因此必须进行预热。反应放出的大量热量必须回收。

近年来发展了蓄热催化燃烧技术，是在催化燃烧技术基础上增加了一套热能储存与利用装置。

针对VOCs废气量大、浓度低的特点近年来常采用吸附-热脱附-催化燃烧联合工艺，特点是先利用吸附富集低浓度VOCs，在热脱附富集的VOCs进行催化燃烧，工艺过程如下图：

生物处理法

生物处理VOCs废气是利用微生物的新陈代谢过程降解VOCs，生成二氧化碳和水。废气生物处理工艺分为悬浮生长工艺和附着生长工艺两类。典型的反应器形式包括生物洗涤塔、生物过滤塔、生物滴滤塔，各自工艺特点比较如下：