五金TVOCs 有机废气处理技术汇总 吸附技术、催化燃烧技术和热力焚烧技术是传统的有机废气治理技术，也仍然是目前 应用最广泛的 VOCs 实用治理技术。 催化燃烧技术 催化燃烧装置（ RCO ） 催化燃烧装置（ RCO ）：首先通过除尘阻火系统。然后进入换热器，再送到加热室， 使气体达到燃烧反应温度，再通过催化床的作用，使有机废气分解成二氧化碳和 水，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。如达不到反应温 度，加热系统科通过自控系统实现补偿加热。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： 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采用当今先进的贵金属钯、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；也可作方面的热源。 ⑤使用寿命长，催化剂一般两年更换澳门·新葡萄新京6663(中国)官方网站，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、制鞋等行业的有机废气净化。 催化剂在催化燃烧系统中起着重要作用。用于有机废气净化的催化剂主要是金属和金 属盐 ,金属包括贵金属和非贵金属。目前使用的金属催化剂主要是 Pt、 Pd,技术成熟 ,而 且催化活性高 ,但价格比较昂贵而且在处理卤素有机物 ,含 N、 S、 P 等元素时 ,有机物 易发生氧化等作用使催化剂失活。非金属催化剂有过渡族元素钴、 稀土等。近年来催化剂 的研制无论是国内还是国外进行得较多 ,而且多集中于非贵金属催化剂并取能得了很多成 果。例如 V2O5 +MOX (M: 过渡族金属 ) + 贵金属制成的催化剂用于治理甲硫醇废气 , Pt + Pd + Cu 催人剂用于治理含氮有机醇废气。 由于有机废气中常出现杂质 ,很容易引起催化剂中毒 , 导致催化剂中毒的毒物 ( 主要有磷、 铅、 铋砷、 锡、 汞、 亚铁离子锌、 卤素等。催化剂载体起到节省催化剂 ,增 大催化剂有效面积 ,使催化剂具有一定机械强度 ,减少烧结 ,提高催化活性和稳定性的作用。 能作为载体的材料主要有 AL2O3 、 铁钒、 石棉、 陶土、 活性炭、 金属等 ,最常用的是陶 瓷载体一般制成网状、 球状、柱状、 峰窝状。另外近年来研究较多且成功的有丝光沸石等。 蓄热式焚烧炉（ RTO ） RTO （Regenerative Thermal Oxidizer ，蓄热室氧化器），其工作原理是在高温下 （800 ℃左右）将有机废气氧化生成 CO2 和 H2O ，从而净化废气，并回收分解。 安居乐 RTO 工艺示意图： 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。 ②VOC 的分解效率 99% 以上； ③采用多项先进技术，使设备简化，易于维修，并降低了运行成本。 ④废气在炉内停留时间长 ,炉内无死区； ⑤不产生 NOX 等二次污染。 ⑥操作费用低，超低燃料费。有机废气浓度在 500PPM 以上时， RTO 装置基本不需添加 辅助燃料。 热氧化法可分为三种 : 热力燃烧式、间壁式和蓄热式。它们的主要区别在于热量回收 方式的不同。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 VOC 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 VOC 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 器的一个最大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最高可获得 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 VOC 废气 ,再进行氧化反应。 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 VOC 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 VOC 废气。 RTO 装置又可分为阀门切换式和旋转式。 阀门切换式 RTO 是最常见的一种 RTO 。其由两个或多个陶瓷填充床 , 通过阀门的切 换, 改变气流的方向 , 从而达到预热 VOC 废气的目的。图 1 是典型的两床式 RTO 示意图 及工作原理。 两床式 RTO 主体结构由燃烧室、两个陶瓷填料蓄热床和两个切换阀组成。当 VOC 废气由引风机送入蓄热床 1 后, 该床放热 , VOC 废气被加热 , 在燃烧室氧化燃烧 ,气体通过 蓄热床 2, 该床吸热 , 燃烧后的洁净气被冷却 , 通过切换阀后排放。在达到规定的切换时间 后, 阀切换 , VOC 废气从蓄热床 2 进入 , 蓄热床 2 放热 , VOC 废气被氧化燃烧 , 气体通过 蓄热床 1, 该床吸热 , 燃烧后的洁净气被冷却 , 通过切换阀后排放。如此周期性切换 , 就可 连续处理 VOC 废气。 近年来 , 国外又研制开发出旋转式 RTO 。该装置由一个燃烧室、一个圆柱形分成几瓣 独立区域的陶瓷蓄热床和一个旋转式转向器组成。通过旋转式转向器的旋转 , 就可改变陶 瓷蓄热床不同区域的气流方向 , 从而连续地预热 VOC 废气 , 在燃烧室氧化燃烧后就可去 除 VOC 。 相对于阀门切换式 RTO, 旋转式 RTO 由于只有一个活动部件 (旋转式转向器 ) , 所以运 行更可靠 , 维护费用更低 , 但缺点是旋转式转向器不易密封 ,泄露量大 , 影响 VOC 的净化率。 RTO 设备的特点： 1）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； 2 ）净化效率高，旋转 RTO 可达到 99% 以上； 3）对余热进行综合利用，产生经济效益； 4 ）优化设计的结构、通风系统，确保最好的处理效果和使用体验； 5）充分考虑系统的安全与防护，为客户提供安全可靠的后抽离设备与技术。 RTO 设备应用范围： 含苯系物、酚类、醛类、酮类、醚类、酯类等有机成分的石油、化工、塑料、橡胶、 制药、印刷、农药、制鞋、电力电缆生产行业等。有机废气浓度在 100PPM— 20000PPM 之 间。 光催化净化技术（一般与预处理技术合用） 光催化净化处理技术一般采用生物喷淋进行预处理，再进入光催化净化装置，在催化 剂的作用下，常温下使有机废气转化为 CO2 和 H2O 的一种环保设备。目前，此装置已被国 内外用户广泛使用，均取得良好的净化效果。 光催化剂技术的主要成分是锐钛型二氧化钛（ TiO 2 ）， 光催化是利用 TiO2 作为催化 剂的光催化过程，反应条件温和澳门·新葡萄新京6663(中国)官方网站，光解迅速，产物为 CO2 和 H2O 或，而且适用范围 广，包括烃、醇、醛、酮、氨等有机物，都能通过 TiO2 光催化清除。其机理如下： 低温等离子体技术 低温等离子体净化技术是近年来发展起来的废气治理新技术。等离子体被称为物质的 第 4 种形态，由电子、离子、自由基和中性粒子组成。低温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。 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。 低温等离子体用于废气的净化具有很多的优势。 1）由于等离子体反应器几乎没有阻力， 系统的动力消耗非常低； 2 ）装置简单，反应器为模块式结构，造价低，并且容易进行搬迁 和安装； 3）由于不需要任何的预热时间，所以该装置可以即时开启与关闭； 4 ）所占空间 比现有的其他技术更小； 5 ）抗颗粒物干扰能力强，便于维护。 低温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， 目前人们对于其作用机理的研究还不够充分，对于不同化合物如何有针对性地进行等离子 体发生器的设计，目前还没有形成规律性的认识。总体上该技术对有机化合物的净化效率 还比较低，一般低于 70% ，如果反应器设计不当，则净化效率会更低，因而限制了它的实 际应用。 生物法净化技术 生物处理工艺主要分为生物过滤床、生物洗涤床和生物滴滤床三种形式。生物过滤床 是一种在其中填入具有吸附性滤料的过滤净化装置，在过滤床中加入 pH 调节剂和 N 、P、K 等营养元素，当具有一定湿度的废气进入过滤床时，通过生物填料层，填料层中 的微生物将有机物捕获并消化降解。 生物洗涤床通常由一个洗涤塔和一个再生池组成，在洗涤塔中，循环液通过喷淋或鼓 泡的形式将废气中的污染物和氧气转入液相，实现质量传递。吸收了废气成分的洗涤液流 入再生池，通入空气充氧后再生，在再生池中污染物被消化分解。 生物滴滤床中使用的是各种不具有吸附能力的填料，在填料的表面形成一层生物膜， 废气由滴滤床底部进入，回流液从上部喷淋并沿填料上的生物膜滴流而下，溶解于水中的 有机物被生物膜中的微生物吸收分解。 生物洗涤床适用于风量小、浓度较高、易溶解且生物代谢速率较慢的废气净化；对于 大风量、低浓度的废气则采用生物过滤床；对于负荷较高，且降解后产生酸性物质的废气 则宜采用生物滴滤床。 生物法在今后将会成为有机废气治理的主要技术之一。 吸附浓缩技术 沸石转轮吸附浓缩技术 沸石转轮吸附浓缩技术在今后将会成为国内低浓度 VOCs 治理的关键技术。沸石转轮 吸附浓缩技术就是针对低浓度 VOCs 的治理而发展起来的一种新技术，与焚烧技术（催化 燃烧或高温焚烧）或冷凝技术进行组合，形成了 “沸石转轮吸附浓缩 +焚烧技术 ”和 “沸 石转轮吸附浓缩 +冷凝回收技术 ” 。 低浓度、大风量的 VOCs 排放在目前我国的有机废气污染中占了很大的比例，吸附浓 缩技术是低浓度废气治理中最为经济有效的技术途径，从一些大型和较大型企业的经营情 况分析，吸附浓缩 - 催化燃烧集成技术所占比例最大，占到全部项目数量的 50% 以上。之前 主要采用的是 “固定床吸附浓缩 +催化燃烧技术 ” ，近十多年来在我国的工业 VOCs 净化 中占有主导地位，但经过多年来的运行实践，该工艺存在一些明显的缺陷： 1）之前主要采 用活性炭材料（蜂窝活性炭、颗粒活性炭和活性碳纤维）作为吸附剂，而活性炭材料在采 用热气流再生时的安全性较差，当再生热气流的温度达到 100℃以上时，吸附床容易着火。 2 ）采用热气流吹扫再生活性炭，因为再生温度低，当脱附周期完成后部分高沸点化合物不 能彻底脱附，会在活性炭床层中积累而使其吸附能力下降。由于存在安全性问题，通常的 再生温度不能超过 120℃。因此对于沸点高于 120℃的有机物，如三甲苯等则不能利用该工 艺进行净化。 3 ）通常活性炭具有很强的吸水能力，当废气湿度较高（超过 60% ）时，对 有机物的净化能力将会迅速下降，在处理高湿度的废气时床层的净化效率较低。 鉴于以上存在的问题，在吸附浓缩工艺中，国外主要采用疏水型蜂窝分子筛（蜂窝沸 石）作为吸附剂，移动式的沸石转轮作为吸附装置。与 “固定床吸附浓缩 +催化燃烧装置 ” 相比，具有一些明显的优势： 1）采用沸石作为吸附剂，安全性能好，采用热气流再生时不 易发生着火现象； 2）采用沸石作为吸附剂，再生温度可以提高，适用于从低沸点到高沸点 各种 VOCs 的净化； 3）设备阻力低，运行成本低； 4 ）吸附后尾气中有机污染物的浓度稳 定，便于控制； 5 ）设备体积和占地面积小。 硅铝分子筛本身是一类强极性物质，对空气中的水分具有极强的选择性吸附能力。采 用沸石作为吸附剂，关键在于沸石的疏水改性技术可以提高其对有机化合物的选择性吸附 能力。经过近年来的不断努力，我国在疏水型蜂窝分子筛的生产技术上已经取得了突破， 打破了美、日等国家在该技术上的垄断。由于我国的应用市场广泛，因此沸石转轮吸附浓 缩技术在今后将会成为国内低浓度 VOCs 治理的关键技术。 吸附浓缩 + 氮气保护再生回收技术 吸附回收技术利用固体吸附材料选择吸附废气中的 VOCs ，吸附饱和的材料在氮气保 护下经高温脱附工艺处理，进而回收处理 VOCs 。该工艺主要包括预处理、吸附段和脱附 段等，预处理后的废气进入吸附装置中吸附净化后经烟囱排放，吸附饱和后用热氮气脱附 再生。氮气保护再生技术采用了氮气作为脱附气体被导入吸附床层，对吸附饱和的吸附材 料床层进行吹扫，形成惰性气体和有机气体的混合气体，气体在冷凝器中冷却液化回收有 机溶剂，分离后的有机溶剂进行储存，氮气循环利用。氮气脱附技术最大的优点是安全性 好，避免了热空 气再生时活性炭的着火隐患；相对于水蒸气再生，回收的溶剂中含水量低，易于分离提纯 和回收利用。氮气保护再生回收技术可用于含高沸点有机废气的净化处理。 目前， TVOCs 治理技术通常涉及到上述多种技术工艺的组合，如： 吸附浓缩 + 燃烧 技术；吸附浓缩 + 冷凝回收技术；等离子体 + 光催化复合净化技术等 。 国内主要从事有机废气治理的企业 （1）燃烧技术： 加拿大科迈科（杭州）环保设备公司、恩国环保企业公司、上海东华 环保公司、扬州恒通环保公司、苏州苏净环保工程公司等。 （2 ）吸附＋燃烧技术： 嘉园环保工程公司、北京绿创环保工程公司、中机工程（西安） 启源工程公司、广州怡森环保设备公司、中弘环境工程（北京）公司、广州朗洁环保公司、 上海申榕环保设备公司等。 （3）吸附回收技术： 中节能天辰环保公司、广州黑马科技公司、福建立邦环境工程公 司、泉州天龙环保公司、海湾环境科技公司、河北中环环保设备公司、武汉旭日华科技公 司、石家庄天龙环保科技公司、清本环保工程（杭州）公司、广州恒晨环保科技公司等。 （4 ）等离子体技术： 山东派力迪环保公司、宁波兴达环保设备厂、安徽中维环保科技 公司等。 （5）生物技术： 浙江工业大学环境工程研究中心、青岛金海晟环保设备公司、凯天环 保科技公司等。 （6）功能材料（催化剂、炭材料、分子筛）企业： 宁夏华辉活性炭公司、景德镇佳奕 新材料公司、江苏苏通碳纤维公司、淄博正轩稀土功能材料技术公司等。 以上企业在 2013 年都取得了较好的业绩，有一些企业开展了有关新技术与新工艺的研 发，取得了比较好的效果，如广州黑马的 “分子筛转轮吸附回收 DMAc 技术 ”、山东派力 迪公司的 “适用于大风量的介质阻挡放电低温等离子体技术 ”等。
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