热氧化系统就是火焰氧化器,通过燃烧来消除有机物的,其操作温度高达700℃-1,000℃。这样不可避免地具有高的燃料费用,为降低燃料费用,需要回收离开氧化器的排放气中的热量。回收热量有两种方式,传统的间壁式换热和新的非稳态蓄热换热技术。
间壁式热氧化是用列管或板式间壁换热器来捕获净化排放气的热量,它可以回收40%-70%的热能,并用回收的热量来预热进入氧化系统的有机废气。预热后的废气再通过火焰来达到氧化温度,进行净化,间壁换热的缺点是热回收效率不高。
粒状活性炭主要用于脂肪和芳香族碳氢化合物、大部分含氯溶剂、常用醇类、部分酯类等的回收。常见的有:苯、甲苯、二甲苯、己烷、庚烷、、醋酸乙酯等,活性炭纤维吸附则可回收苯乙烯和丙丨烯晴等反应性单体,但费用较粒状活性炭吸附要高的多。吸附法已广泛用在喷漆行业的“三苯”、醋酸乙酯、制鞋行业的“三苯”,印刷行业的甲苯、醋酸乙酯、电子行业的二丨氯甲丨烷和三氯丨乙丨烷的回收。炭吸附法要求废气中的voc不能超过5000ppm,并且湿度不能>50%;当浓度>5000ppm时,则需在吸附前稀释,对部分、醛、酯等含活性的物质不适用,该类voc会与活性炭或在活性炭表面发生反应,堵塞炭孔,使活性炭失活。
早在1925年欧洲就开发出固定床活性碳吸附装置,1958年日本也开始使用该项技术。这是一种非常经典、成熟的方法,可用于治理任何浓度的常温有机废气,但处理低浓度、大风量有机废气时,设备庞大,不经济。对于排气温度较高的高浓度有机废气的治理,首先由美国于1950年开发成功以天然气为燃料的直接燃烧技术。1965年日本与美国合作,将该项技术引入日本。该法需将有机废气加热到760℃,方可将有机溶剂氧化分解为无害的co2和h2o,其缺点是燃料费高,故在欧美等天然气便宜的地区应用广泛。后来人们开发出催化燃烧技术,由于催化剂的作用可在300—350℃的低温下将有机溶剂氧化分解,因此大大降低了燃料费并且产生的nox量非常少。其缺点是需对废气中易引起催化剂中毒的物质和粉尘进行前处理,另外,在催化燃烧装置中使用的热交换器换热效率较低,约在50%。为了提高热效率,降低运行成本,美国于1975年开发出换热效率在90%以上的蓄热式燃烧装置。由于其运行费用的降低,因此,可用于治理中等浓度有机废气。随后欧洲也开展了该项技术的开发。
随着vocs污染范围的不断扩大和人们对其危害的逐步认识,1979年联合国欧洲经济委丨员会在日内瓦召开跨国大气污染会议,重点讨论了vocs控制问题,1991年11月通过了《vocs跨国大气污染议定书》,要求签字国以1988年vocs排放量为基准,到1999年每年削减30%;1990年,美国修订了清洁空气法(caa),要求到2000年将vocs的排放量减少70%。为此,开发vocs替代产品,寻找vocs控制最优技术已成为解决vocs污染的必由之路。
随着世界各国对voc污染的日益重视和环保法规不断严格voc的排放标准,其治理技术亦在逐渐改进和完善。
1喷漆常温废气的处理
从上述介绍可以看出,来自喷漆室、晾置室、调漆间和面漆污水处理间的废气为低浓度、大流量的常温废气,污染物的主要组成为芳香烃、醇醚类和酯类有机溶剂。对照gb16297《大气污染综合排放标准》,这些废气的浓度一般在排放限值以内,为应对标准中的排放速率要求,多数汽车厂采取高空排放的办法。这种办法虽然可以满足目前的排放标准,但废气实质上是未经处理稀释排放,一条大型的车身涂装线每年排放的气体污染物总量可能高达数百吨,对大气造成的危害非常严重。
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