含有机化合物废气的净化方法课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,8,、,含有机化合物废气的净化,8、含有机化合物废气的净化,涉及,VOCs,排放的工业行业包括：,石油化工、精细化工、喷涂、包装印刷、医药与农药制造、半导体及电子产品制造、人造板与木制家具制造、皮革、漆包线、制鞋、涂料、油墨粘合剂生产、金属铸造等，行业众多。,挥发性有机物,VOCs:,世界卫生组织的定义,:,沸点在,50-250,的化合物,室温下饱和蒸汽压超过,133.32Pa,，在常温下以蒸汽形式存在于空气中的一类有机物。,一、,VOCs,的来源及类别,涉及VOCs排放的工业行业包括：挥发性有机物VOCs:一、V,各行业中所产生的,VOCs,种类繁多，组成复杂，常见的组分有,碳氢化合物、苯系物、醇类、酮类、酚类、醛类、酯类、胺类、腈（氰）类等。,碳氢化合物,(,如烷、烯、炔烃、芳香烃、多环烃,),；,含氧有机物,(,醛、酚、酮、有机酸,),；,含氯有机物,(,氯乙烯、氯甲烷、二氯乙烷、氯醇,),；,含硫有机物,(,硫醇、噻吩、二硫化碳,),。,各行业中所产生的VOCs种类繁多，组成复杂，常见的组分有碳,危害：,挥发性有机污染物（,VOCs,）大多数有毒、有害，具有一定的致癌性；参与光化学反应，形成光化学烟雾；部分可破坏臭氧层。,现状：,我国一些城市空气中,VOCs,的浓度是美国城市空气浓度,5,15,倍，工业排放有机废气已经成为城市主要污染源之一。,目前，在我国,VOCs,污染源主要分布在全国各地城市与城市群，分布面广，其中,90%,以上尚未治理，对大气环境影响严重，应依据相关污染治理法规的要求进行治理。,根据行业内的推算，目前全国总的工业,VOCs,年排放量应该在,2000,万吨以上，达到甚至超过了全国,NOx,的排放水平，而且随着国民经济的发展呈现出不断增长的趋势。,二、,VOCs,的危害及治理现状,危害：二、VOCs的危害及治理现状,目前的,VOCs,的治理技术主要有两类：,一类是回收技术,，,一类是销毁技术。,回收技术,是通过,物理的方法,，改变温度、压力或采用选择性吸附剂和选择性渗透膜等方法来富集分离有机气相污染物的方法，主要有,吸附技术、吸收技术、冷凝技术及膜分离技术,。,销毁技术,主要是通过,化学或生化反应,，用热、光、催化剂和微生物将有机化合物转变成为二氧化碳和水等无毒害或低毒害的无机小分子化合物，主要有,直接燃烧、催化燃烧、生物氧化、光催化氧化、等离子体破坏等。,目前使用较多的,VOCs,的治理技术,主要有活性炭和活性炭纤维吸附、溶剂吸收、降温冷凝等回收技术和直接燃烧、催化燃烧等销毁技术，其中又以,吸附技术和催化燃烧技术,的应用居多。,三、,VOCs,的治理技术,目前的VOCs的治理技术主要有两类：一类是回收技术，一类是销,工业固定源,VOCs,的排放,主要是,低浓度、大风量的排放污染问题。,工业生产过程中通生产场所的强排风，使得所排出的废气中有机物的浓度很低（通常小于,1500mg/m3,）风量很大（通常超过,1,万,m3/h,，甚至达十几万,m3/h,、几十万,m3/h,），治理难度大，是目前城市中有机化合物污染的重要来源。经济高效的排放控制技术是解决大面积,VOCs,污染问题的关键。,吸附法,适用于,处理低浓度、大风量的气态污染物,的治理，操作方便，易于实现自动化，并且对于有再利用价值的有机溶剂，能通过脱附进行回收，实现废物资源化。,三、,VOCs,的吸附处理,工业固定源VOCs的排放主要是低浓度、大风量的排放污染问题。,吸附法回顾：,1,、,吸附法,是利用各种固体吸附剂（如活性炭、活性炭纤维、分子筛等）对排放废气中的污染物进行吸附净化的方法。,2,、吸附净化工艺：,吸附回收工艺,（回收有机溶剂）和,吸附氧化工艺,（回收热量）两种；,3,、吸附设备：固定床、移动床和流化床吸附器三种。,4,、吸附材料主要包括,活性炭、活性炭纤维和分子筛,5,、吸附剂的再生通常采用,水蒸气再生,和,热空气流再生,两种，在油气回收中则通常采用真空脱附再生。,吸附法回顾：,吸附剂技术应用,目前在我国应用范围最广吸附净化技术：,1,）固定床吸附,/,水蒸气脱附,/,冷凝回收工艺,2,）固定床吸附,/,热空气脱附,/,催化燃烧工艺,国内,目前主要是采用,固定床吸附回收技术,，吸附剂通常为,颗粒活性炭和活性炭纤维。,国外,和我国,台湾地区,近年来较多地采用了,移动床和流化床,吸附回收设备，如日本多采用分子筛转轮吸附浓缩设备，利用高温空气脱附后冷凝回收。在我国有机废气净化的分子筛吸附剂,的生产技术还没有突破，目前分子筛转轮吸附技术尚处于开发阶段。,吸附剂技术应用,当使用水蒸气置换再生时，一般采用低压水蒸气，水蒸汽温度高，对设备耐压要求高。,根据经验一般考虑水蒸气的温度应低于,140,。,对于活性炭和活性炭纤维吸附剂和一般的有机化合物，,再生热气流温度应低于,120,，,否则着火的危险性非常大。分子筛的安全性要高于活性炭材料，再生热气流温度可以提高，日本的一些企业使用温度可以达到,200,。,当使用水蒸气置换再生时，一般采用低压水蒸气，水蒸汽温度高，对,该工艺目前在国内外应用最多，主要由于低浓度、大风量、无回收价值的有机废气的治理。,该工艺目前在国内外应用最多，主要由于低浓度、大风量、,蜂窝状活性炭,蜂窝状活性炭,含有机化合物废气的净化方法课件,吸附浓缩,-,催化燃烧技术,是将吸附技术和催化燃烧相结合的一种集成技术，将大风量、低浓度的有机废气经过吸附,/,脱附过程转换成小风量、高浓度的有机废气，然后经过催化燃烧净化，可以有效的利用有机物的燃烧热。该方法适合于大风量、低浓度或浓度不稳定的废气治理，通常用于低于,1500 mg/m3,的有机废气的治理。,吸附浓缩-催化燃烧技术是将吸附技术和催化燃烧相结合的一种集成,含有机化合物废气的净化方法课件,喷漆废气处理：,在喷涂、烘干、补漆等过程产生大量有组织排放的,VOCs,污染，污染物中含有二甲苯、甲苯、苯、乙苯、苯乙烯等污染物。,漆雾预处理装置采用空气净化过滤专用无纺布作为过滤材料，催化剂采用杭州凯明催化剂有限公司生产的,KMF,系列,铂钯催化剂,，吸附剂使用景德镇特种陶瓷研究所生产的高性能,TF,型,蜂窝状活性炭。,喷漆废气处理：,注意：,预处理,:,因喷漆废气中夹带大量的漆雾及少量的其它尘杂，若不予以有效去除，将堵塞蜂窝状活性炭微孔，影响吸附效果并给设备造成安全隐患，因此在治理流程中设置预处理设施，以去除废气中夹带的漆雾及少量的其它尘杂，确保设施的安全及稳定。,废气预处理工艺主要有,干法机械过滤,和,湿法喷淋,吸收两种工艺，也可以采用干法和湿法结合的组合工艺。,注意：,注意：,目前常用的吸附剂，如活性炭、活性炭纤维和分子筛等,一般在,40,以下对有机物具有良好的吸附效果。,在某些生产工艺中，如烘烤漆工艺和干燥工艺，所产生的废气温度较高，在进入吸附器之前应先进行降温处理。但对于一些沸点较高的化合物，如三甲苯（沸点,164.7,）等，由于其易于吸附，在较高的温度下也可以进行吸附净化，因此其吸附温度可以适当地提高一些。,注意：,燃烧法（,Combustion,）,适用于可燃或高温分解的物质,不能回收有用物质，但可回收热量,气体燃烧净化多用于治理有机废气的场合，广泛应用于石油炼制、石油化工、食品、喷漆、绝缘材料等主要含有碳氢化合物废气的净化。燃烧法还可用于,CO,、沥青烟、黑烟、恶臭等可燃有害组分的净化。,四、,VOCs,的催化燃烧处理,燃烧法（Combustion）适用于可燃或高温分解的物质气体,燃烧法分类,根据燃烧控制条件的不同，可以把燃烧分为三种类型：,直接燃烧、热力燃烧和催化燃烧。,燃烧法分类根据燃烧控制条件的不同，可以把燃烧分为三种类型：,直接燃烧特点：,（,1,）直接燃烧不需要预热，燃烧温度在,1100,左右，可烧掉废气中的碳粒，燃烧完全的最终产物是,CO,2,、,H,2,O,和,N,2,等；,（,2,）燃烧状态是在高温下滞留短时间的有火焰燃烧，能回收热能；,（,3,）适用于净化可燃性的、有害组分浓度高或燃烧值较高、气体量不大的气体,。,一、直接燃烧,直接燃烧也称为直接火焰燃烧，是把废气中可燃的有害组分当作燃料直接燃烧，从而达到净化的目的。,直接燃烧特点：一、直接燃烧,直接燃烧常用,一般窑炉或火炬燃烧器,。,在石油和化学工业中，主要靠,火炬,来完成尾气的净化。将废气直接通入烟囱，在烟囱末端进行燃烧。,火炬燃烧的优点是安全简单、成本低。其主要缺点是燃烧后产生大量的烟尘对环境造成二次污染，且不能回收热能而造成热辐射。,在实际操作中应尽量减少火炬燃烧。,直接燃烧常用一般窑炉或火炬燃烧器。,二、热力燃烧,当废气中可燃烧的有害组分浓度低、热值低时，不能靠自身维持燃烧，必须采用辅助燃烧来提供热量，使废气中可燃物达到着火温度而销毁。,热力燃烧,就是利用辅助燃料燃烧放出的热量将混合气体加热到要求的温度，使可燃有害组分在高温下分解成为无害物质，以达到净目的。,热力燃烧所使用的,燃料,一般为,天然气、煤气、油,等,适于低浓度废气的净化,温度低，,540,820,o,C,必要条件：温度、停留时间、湍流混合,二、热力燃烧,热力燃烧过程包括三个步骤：,（,1,）燃料辅助燃烧提供预热能量；,（,2,）高温燃气与废气混和以达到反应温度；,（,3,）废气中可燃组分被氧化分解，在反应温度下充分燃烧。,热力燃烧流程,热力燃烧过程包括三个步骤：热力燃烧流程,热力燃烧可用专用设备，也可以用普通的燃烧炉。进行热力燃烧的专用装置称为,热力燃烧炉,。,热力燃烧炉的主体结构,包括：,燃烧器,和,燃烧室,两部分。,燃烧器的作用,是使辅助燃料燃烧产生高温燃气；,燃烧室的作用,是使高温燃气与废气湍流混合达到反应所需的温度，并使废气在其中的停留时间达到要求，使废气燃烧分解。,普通采用的热力燃烧装置有,配焰燃烧炉,和,离焰燃烧炉,两种。,热力燃烧可用专用设备，也可以用普通的燃烧炉。进行热力燃烧的专,配焰燃烧炉,是将燃烧分配成许多小火焰，布点成线。废气被分成许多小股，并与火焰充分接触，这样可以使废气与高温燃气迅速达到完全的湍流混合。配焰方式,最大的缺点是容易造成火焰熄灭,。当废气中缺氧或废气中含有焦油及颗粒物时不宜使用配焰燃烧炉。,离焰燃烧炉,是将燃烧与混合两个过程分开进行，辅助燃料在燃烧器中进行火焰燃烧，燃烧后产生的高温燃气在炉内与废气混合并达到反应温度而燃烧转化。离焰燃烧器的特点是可用废气助燃，也可用空气助燃，对于氧含量低于,16%,的废气依然适用；对燃料种类的适应性强，既可用气体做燃料，也可用油做燃料；火焰不易熄灭，且能调节其大小。,配焰燃烧炉是将燃烧分配成许多小火焰，布点成线。废气被分成许多,带能量,(,热量,),回收装置的热燃烧炉,带能量(热量)回收装置的热燃烧炉,热力燃烧的条件和影响因素,在废气充分湍流流动下，供给充分的氧气，在反应温度下接触一定的时间，才能得到充分的燃烧。,热力燃烧的三个条件是：温度、停留时间和湍流。,可燃污染物,停留时间（,s,）,反应温度（,）,净化效率（,%,）,碳氢化合物,0.3,0.5,680,820,90,碳氢化合物,+CO,0.3,0.5,680,820,90,甲烷、苯、二甲苯,0.3,0.5,760,820,90,恶臭物质,0.3,0.5,540,650,50,90,黑烟,0.7,1.0,760,1100,90,热力燃烧的条件和影响因素可燃污染物停留时间（s）反应温度（,热力燃烧的特点,（,1,）与直接燃烧相比，热力燃烧需要加入辅助燃料供热，所需要的温度一般较低。通常温度控制在,540,820,，可以烧掉废气中的碳粒，气态污染物最终被氧化分解为,CO,2,、,H,2,O,和,N,2,等。,（,2,）燃烧状态是在较高温度下停留一定时间的有焰燃烧。,（,3,）可适用于各种气体的燃烧，能除去有机物及超细颗粒物。,（,