VOCs有机废气治理
  • 恶臭气体处理

恶臭气体处理

恶臭气体是指一切刺激嗅觉器官、能够引起人体厌恶或不愉快,以及损坏生活环境的挥发性气体物质,为世界公认的七大公害之一。恶臭气体来源广泛,对人体呼吸、消化、心血管、内分泌及神经系统等都会造成不同程度的毒害,其中的芳香族化合物,如:苯、甲苯、苯乙烯等,还能使人体产生畸变、癌变。
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恶臭污染的种类及现状

THE TYPES AND CURRENT STATUS OF ODOR POLLUTION

恶臭气体种类繁多,目前已发现的达1万多种,嗅觉可感知的有4000多种,对人类危害较大的有50多种。恶臭气体按化学成分可分为五大类:1 .含硫化合物,如H2S、SO2、硫酸、硫醚等;  2 .含氮化合物,如胺类、酰胺、吲哚等;3.卤素及其衍生物,如氯气、卤化烃等;  4.烃类,如烷烃、烯烃炔烃、芳香烃等;  5.含氧有机物,如醇类、醚类、酮类、酚类、脂类、有机酸等。从分类中可以看出,除硫化氢和氨外,大多为有机废气(Vocs)

恶臭气体分类及来源

从我国的国情分析,恶臭污染具有如下特征:

(1).复杂性。各种恶臭污染源共存,既有化工厂 、石化厂、制药厂、喷涂间、畜禽养殖场等散点源,也有污水处理厂、垃圾处理 场、沟渠河湖等线源、面源,各类污染源排放的恶臭气体又不一样,成分繁杂

(2).迫切性。人们生活范围的扩大,城镇化进程的加快,突破了原有的规划和工业布局,现有厂区周边新建了较多的住宅、商业楼和学校等;人们生活质量的要求越来越高,工厂排放 的恶臭气体直接影响周边的生活环境质量,导致企居矛盾激化,投诉数量逐年递增。

恶臭气体处理方法

THE SOLUTION OF ODOR POLLUTION

恶臭气体污染治理相对于一般的空气污染治理,难度更大。恶臭气体污染成分的浓度较低,很多恶臭气体成分的嗅觉值也较低,这就要求处理后的恶臭气体成分浓度更低。目前,处理恶臭气体比较成熟的方法有洗涤吸收法生物法等离子法 燃烧法等;此外,恶臭气体常用的处理工艺还有很多,往往需要结合具体情况, 采用合理的工艺组合进行有效处理。

洗涤吸收法

工作原理: 洗涤吸收法主要是根据臭气的成分,利用酸或碱等化学剂作为洗涤喷淋溶液,在洗涤塔中,与气体中的臭气分子发生气-液接触,气体中的臭味成分被洗涤沉浸在底部循环液中,借由其中的化学药剂与臭味成分发生中和、氧化或其它化学反应,进而消除异臭味。

洗涤吸收除臭工艺

洗涤塔通常为湿式逆流填料塔和横流填料塔,洗涤液是循环使用的;洗涤吸收塔的设计目的是为空气、水和药剂之间提供接触的机会,使恶臭物质得到氧化、吸收。如果在洗涤液中使用不同的化学吸收剂,可以消除多种组分的恶臭物质,除臭效果将会更好。博莱达环境依据臭气的类型和成分,调配专属除臭除味剂,溶于水中与气体接触反应,使废气清新洁净排放,该技术已经被我公司成功应用于复合氨基酸除臭 果显著。

洗涤吸收法的特点

1.常温下进行,无需高温、高压等特殊条件;
       2.适合低浓度、大风量恶臭气体,处理效率较高,反应速率快;
       3.占地面积较小,一次投资成本适中;

不同的吸收剂,除臭特性不同:
     ☆水洗只能去除可溶或部分微溶于水的恶臭物质,如氨等;
     ☆酸洗则可以去除氨、胺类等碱性恶臭物质;
     ☆碱洗则适于去除H2S、低级脂肪酸等酸性恶臭物质;
     ☆氧化吸收,通常使用次氯酸钠、高锰酸钾、过氧化氢等氧化剂,当H2S在臭气中的浓度高时,可以使用氢氧化钠。
适用范围:

1.可应用化学洗涤方法处理的臭味物质包括—有机硫化合物、含氮化合物、有机酸、含氧碳氢化合物、卤化物等;
       2.适合用于污泥处理、食品、石油、化工、制药等行业的臭气处理。

生物法

工作原理:生物除臭法是通过将经驯化的微生物承载在一定比例配制的活性介质上(填料)上,发臭物质向微生物表面扩散,被微生物吸附,通过微生物的生理代谢活动将发臭物质氧化分解。其中,不含氮的恶臭物质被分解成CO2和H2O,含硫恶臭物质被分解成S、SO3、SO4,含氮恶臭物质则被分解成NH4、NO2、NO3。

生物法处理恶臭气体主要有生物滤池、生物滴滤池和生物洗涤器3种形式,应用最广泛的是生物滤池生物滴滤池

工艺流程:

目前,生物滤池除臭是研究最多、技术成熟,也最常用的一种处理恶臭气体的方法。生物滤池的处理过程大致分为3个阶段∶

第1阶段︰臭气进入生物滤池跟水接触,溶于水中,恶臭物质从气相转入液相;

第2阶段︰水溶液中的恶臭成分被微生物吸收、吸附,恶臭成分从水中进入到微生物体内;

第3阶段︰进入微生物细胞的恶臭成分被微生物分解、作为营养物质利用,臭气成分得以去除。

生物滤池流程图

生物滤池    &    生物滴滤池

生物滴滤池流程图

滤池与滴滤池的比较:

滤池除了以臭气中的成分作为微生物的营养源外还能以填料作为营养源,无需外加营养;滴滤池除了以臭气中的成分作为微生物的营养源外,填料无法提供营养源,需外加营养。

生物滤池与滴滤池的区别

生物滤池与滴滤池优势对比

应用范围

生物法将会成为恶臭废气治理的主要技术,特别适用于废水废气、垃圾废气、发酵废气、生物制药、精细化工、化工化肥等行业。
等离子法

等离子解析:

       等离子体是继固态、液态、气态之后的第4种形态的物质,由电子、各种离子、原子、自由基和中性粒子等混合组成。等离子体的产生方法有:辉光放电,电晕放电,介质阻挡放电,射频放电,滑动弧放电,射流放电,大气压辉光放电,次大气压辉光放电。

 等离子体组成         等离子发光色

       等离子体净化技术是近年来发展起来的废气治理新技术,日趋成熟;等离子在工业生产和生活中已经有很多的应用,如材料表面的处理、医用等离子刀、冶炼、刻蚀、杀菌......

等离子除臭原理:

等离子体有机气体净化就是利用介质放电所产生的等离子体以极快的速度反复轰击废气中的异味气体分子,去激活、电离、裂解废气中的各种成分,通过氧化等一系列复杂的化学反应,打开污染物分子内部的化学键,使复杂的大分子污染物转变为一些小分子的安全物质(如二 氧化碳和水),或使有毒有害物质转变为无毒无害或低毒低害物质。
等离子作用过程

实际上,要将不同的化学键打开,需要的能量不同,如C-H、C-O、C-N、C-S、O-H、S-H等等。当功率较低,放电所产生的活性粒子能量不足时,一些大分子物质只是被击碎,形成一些小分子化合物,并没有被彻底氧化。特别是对于混合气体的净化,有些分子容易被破坏并被彻底氧化,而有些分子则不易被破坏或者只是降解而未被彻底氧化。研究表明,C-S和S-H键比较容易被打开,因此低温等离子体技术对于臭味的净化具有良好的效果,并且在橡胶废气、食品加工废气等的除臭中得到了应用。对于苯系物的净化,研究表明在等离子体发生系统的能量匹配时,也具有一定的效果,当甲苯浓度为300mg/m3以下时,净化效率可以达到60%~70%。因此,在低浓度喷涂废气净化中也可以得 到一定的应用。

等离子除臭工艺

等离子体治理技术的关键在于等离子体发生器的设计是否合理,作为一项新技术,博莱达环境对于其作用机理的研究走在前列,积累了充分的规律性认识,对于不同恶臭有机化合物,可以针对性地进行等离子体发生器的设计。目前,总体上对恶臭有机化合物的净化效率可以达到85%;如果再辅以简单的二次工艺,则净化效率可以达到96%以上。

主要设备&优势:

等离子设备主要有发电模块箱、阳极体、阴极体、壳体、烟道、自动监测和控制系统等组成。

等离子设备

博莱达环境等离子除臭优势:
1.可以去除H2S、氨气、硫醇类等大部分恶臭有机物质,单体除臭效率可达85%;
2.适应中高浓度、大气量、不同气态物质的净化处理,适应性强,持久净化,第一家将之工业化使用于大气量的环保公司
3.设备简单、造价低,组合灵活,可根据废气的浓度、流量、成份、场地需求,进行串联或并联组合;
4.安全可靠,采用高绝缘性的材料,不漏电、不爬电;
5.自动化程度高、操作简便、随用随起,全天候监测,故障自动报警停机,无需专人管理, 只需作日常定期检查维护;

6.使用寿命长,可以根据气体的酸、碱程度,潮湿情况等,选择使用不锈钢、钛材、环氧树脂等材料,增强抗氧化性和防腐性能,使用寿命长达20年。

应用范围:
1.适用于低浓度、大风量的恶臭有机废气治理;
2.适用于因蒸煮、发酵产生的超饱和含异味的湿气,比如味精、酱油和食用油生产,生物肥,氨基酸,合成氨等;
3.适用于焚烧废气、石油化工、废水废气、精细化工、皮革加工、化纤厂、汽车制造、食品加工、印染厂、制浆厂、垃圾处理厂、饲料厂、肥料厂等诸多有恶臭异味产生的场所。

燃烧法

        燃烧法是利用1000~1 200oC的高温,在充足的氧气条件下对有机高分子、恶臭气体分子进行燃烧氧化,最后生成简单的低分子氧化物,如CO2 , SO2,NO,NO2等;根据工作原理,大体分为催化燃烧热氧化法

一.催化燃烧(RCO)

催化燃烧技术是用催化燃烧装置(RCO)来实现的,其工作过程为:首先,恶臭有机废气通过除尘阻火系统;然后,进入催化室内的换热器,接着再被送到加热室,气体达到燃烧反应温度后,再通过催化床的作用,使有机废气分解成二氧化碳和水;最后,再进入换热器与低温气体进行热交换,使进入的气体温度升高达到反应温度。加热系统的自动控制系统能实现补偿反应温度加热,利用催化剂做中间体,使有机气体在较低的温度下,变成无害的水和二氧化碳气体。即:

催化燃烧工艺

产品性能特点:

①. 操作方便,设备工作时,实现自动控制,安全可靠;

②. 设备启动,仅需15~30分钟升温至起燃温度,能耗低;

③. 采用当今贵金属钯、铂浸渍的蜂窝状陶瓷载体催化剂,比表面积大,阻力小,净化率高;

④. 余热可返回烘道,降低原烘道中消耗功率,也可作其它方面的热源;

⑤. 使用寿命长,催化剂一般两年更换,并且载体可再生。

应用范围:

1、苯、醇、酮、醛、酯、酚、醚、烷等混合有机废气处理;

2、适用于化工、塑料、橡胶、制药、印刷、农药、制鞋等行业的恶臭有机废气净化。


二.热氧化法

热氧化法可分为三种: 热力燃烧式间壁式 蓄热式(RTO),它们的主要区别在于热量回收方式不同;三种方法都可以和催化法结合起来,以降低反应温度。

A. 热力燃烧式热氧化器

热力燃烧式热氧化器一般指的是气体焚烧炉。它由助燃剂、混合区和燃烧室组成。助燃剂 (天然气、 石油等) 作为辅助燃料, 燃烧产生的热在混合区对VOCs废气进行预热,燃烧室为预热后的废气提供足够大的空间和足够长的时间以完成最终的氧化反应。

在供氧充足的前提条件下, 氧化反应的程度(影响最终的VOCs去处率)取决于"三T条件" :反应温度(Temperature)、驻留时间(Time)、湍流混合情况(Turbulence)。这 "三T条件"是互相联系的,在一定范围内改善一个条件可使另外两个条件降低。热力燃烧式热氧化器的一个缺点是辅助燃料价格太高, 致使装置的操作费用很高。

B. 间壁式热氧化器

间壁式热氧化是指在热氧化装置中加入间壁式热交换器, 热交换器把从燃烧室排出的高温气体所带的热量传递给氧化装置进口处的低温气体, 预热后发生氧化反应。

由于目前的间壁式热交换器可获得85%的热回收率,所以极大地降低了辅助燃料的消耗。

间壁式热交换器通常设计成管式、壳式或板式。由于通常的热氧化温度要保持在 800℃—1000℃, 所以间壁式热交换器必须由耐热、耐腐蚀的不锈钢或合金材料制成。这就使得间壁式热交换器的造价很高, 这是间壁式热氧化器的一个缺点。同时材料的热应力也不易消除, 这是间壁式热氧化器的另一个缺点。

C. 蓄热式热氧化器

蓄热式热氧化器(Regenerative Thermal Oxidizer , 以下简称RTO), 是在热氧化装置中加入蓄热式热交换器, 预热VOCs废气,再进行氧化反应。其工作原理是:在高温下(800℃左右)将有机废气氧化生成CO2和H 2 O,从而净化废气,并回收分解。工艺示意图如下:

蓄热式热氧化器RTO

随着蓄热材料的发展,目前蓄热式热交换器的热回收率已能达到95%以上,而且占用空间越来越小。这样辅助燃料的消耗很少(甚至不用辅助燃料,且当VOCs的浓度达到一定值以上时, 还可从RTO输出热量)。同时, 由于目前的蓄热材料都选用陶瓷填料, 所以可处理腐蚀性或含有颗粒物的VOCs废气。

产品性能特点:

①. 可实现全自动化控制,操作简单,运行稳定,安全可靠性高;

②. 净化效率高,VOC的分解效率可到98%以上;

③. 采用多项国外技术,充分考虑系统的安全与防护,提供安全可靠的后抽离设备与技术

④. 优化设计结构,确保处理效果和使用体验,对余热进行综合利用,产生经济效益

⑤. 产品设计考虑客户的生产工艺,重视前端控制和末端治理的结合;

⑥. 操作费用低,低燃料费,有机废气浓度在500PPM以上时,RTO装置基本不需添加辅助燃料。

应用范围:

1.含苯系物、酚类、醛类、酮类、醚类、酯类等有机成分的石油、化工、橡胶、制药、农药、制鞋、电力电缆生产行业等;

2.浓度在100PPM—20000PPM之间的异味有机废气

恶臭气体处理方法各有优缺点,究竟选择哪一种处理方法更为合适,则要根据恶臭物质的性质、浓度、处理量及当地的环境要求和经济情况等具体因素


博莱达环境研发和技术人员多来自废气环保治理领域和企业环保管理一 线,积聚了大量实践经验,充分理解企业实际的情况,从而制定“一企一策”的恶臭有机废气处理方案。并且从源头减量化及清洁生产做起,为企业提效减负,末端治理优先资源化回收,对于不能回收的废气采用综合优化的叠加工艺,尽量减少投资和运行费用,保证高达标率和安全稳定运行。

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