第一,消化吸收技術(shù)。
消吸技術(shù)采用自噴式清洗方法,VOCs氣泡與吸收劑反向直接接觸,利用物理相溶的基本原理進(jìn)行融解消化吸收,或與吸收劑產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)立即進(jìn)行選擇性消吸,促使VOCs獲得合理的消吸工藝。
吸收劑的性質(zhì)、機(jī)械設(shè)備的構(gòu)造和實際的操作規(guī)范是決定該技術(shù)整治效果的關(guān)鍵因素。常以物理性能穩(wěn)定、VOCs溶解性強(qiáng)、飽和蒸汽壓低、熔點高的液體有機(jī)溶劑作為吸收劑,如柴油機(jī)、汽油、車用汽油、水等。一般的消化吸收裝置有洗滌塔、填料塔,消化吸收裝置本身的摩擦阻力和氣體壓力對實際消化吸收效果有一定的影響,Ozturk等al在泡罩塔內(nèi)用廢棄食用油作吸收劑對苯、二甲苯、四氯化碳和乙醇進(jìn)行吸附試驗,去除高效率分別為90%、90%、80%和70%,并驗證VOCs水流量與總排量相等時,污泥負(fù)荷降低。如Majumdar等㈤利用甲基硅油作為吸收劑,對VOCs進(jìn)行持續(xù)消化吸收加工,明確了VOC去除的高效程度,即進(jìn)料空氣流速和吸收劑(甲基硅油)流量的涵數(shù),整個過程成功去除了95%的VOCs。岑超公平聞利用散堆填料塔設(shè)備,以三聚磷酸鈉作為吸收劑,進(jìn)行含二甲苯VOCs消化吸收實驗,驗證了吸收劑三聚磷酸鈉濃度值對實際消化吸收效果有很大的危害,較適宜濃度值為5%?10%,擴(kuò)大高寬比可提高消化率?至88%?93%。
這種技術(shù)生產(chǎn)流程簡單,成本低,可用于處理具有收購使用價值的VOCs氣泡,但對機(jī)械設(shè)備的防腐要求高,吸收劑難以處理,而且容易造成二次污染,因此限制了這種技術(shù)的市場推廣和應(yīng)用。
(2)吸收技術(shù)。
利用固體吸附劑的多孔材料,將VOCs氣體分子擴(kuò)散到吸附劑的孔隙度處,進(jìn)行吸附分離,從而完成VOCs的潔凈QI。吸附性是VOCs治理技術(shù)在投資中應(yīng)用最多的一種,也是現(xiàn)階段使用較為普遍的“解吸技術(shù)”。
不同類型的吸附劑由于吸附性能和選擇性存在很大差異,選擇吸附劑對判斷吸附VOCs的實際效果至關(guān)重要。目前市場上銷售的吸附劑主要有活性碳、活性炭纖維、氧化鋁微粉、碳沸石等。許偉等網(wǎng)詳細(xì)介紹了活性碳吸附VOCs的四種處理方法,即直流變壓器吸附、變溫吸附、變溫■直流變壓器吸附和變電器吸附,著重指出活性碳的表面物性、VOCs有機(jī)廢氣含量、VOCs熔點、吸附模型直徑等物理特性,以及吸附操作規(guī)范等,這些都會對活性碳吸附VOCs的實際效果產(chǎn)生嚴(yán)重影響。對活性炭纖維吸附收購VOCs,李守信等旳選擇,利用率達(dá)92%~98%?;罨伎捉Y(jié)構(gòu)豐富,物美價廉,在吸附采取技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用,但也存在著易燃、易回潮、吸附量小等困難。近年來,對吸附劑進(jìn)行改性材料的自主創(chuàng)新,出現(xiàn)了活性炭布a”,活性碳衍化(SiC),以及將銅、鉆、銀等過渡元素加載到活性碳介質(zhì)中作為吸附劑進(jìn)行VOCs的吸附作為解決方案[63]OSerrano等陰選熱流程序流程解析(TPD)技術(shù),對VOCs的吸附實際效果進(jìn)行了科學(xué)研究,發(fā)現(xiàn)碳分子篩具有更強(qiáng)的疏水性、選擇性吸附性、耐熱性等特點,比活性碳吸附效果更好??偟膩碚f,吸附技術(shù)具有極好的合理性,加工工藝簡單易行,吸附覆蓋面廣,基本適用于所有領(lǐng)域,但是吸附達(dá)到飽和后的解決吸附困難系數(shù),容易造成固體廢物的產(chǎn)生。
三、冷凝工藝。
凝結(jié)技術(shù)是利用VOCs中有害成分的凝結(jié),根據(jù)減溫或變壓使VOCs中有害成分凝結(jié)而表現(xiàn)出不同溫度和工作壓力下不同飽和蒸壓的特性。
凝結(jié)技術(shù)主要是用于氣體凝結(jié)的獲取。以1966年Moragne^65]為開端,發(fā)明了相對可靠的獲得燃?xì)釼OCs冷凝技術(shù)的專利權(quán)。到1997年10月,將近400家英國EDWARDS公司收購了用于氣體凝結(jié)的設(shè)備,并將這些設(shè)備投入到世界各國資金的工業(yè)生產(chǎn)中。2003年,中國自主研發(fā)了一種冷凝法VOCs收購設(shè)備,采用三級冷凝,最低溫達(dá)到零下75℃,開創(chuàng)了中國冷凝法VOCs收購技術(shù)的先河⑹]。2004年,青島市一家公司首次將凝結(jié)技術(shù)應(yīng)用于中國燃?xì)猓鍧嵚蔬_(dá)到92%,這項技術(shù)逐漸在中國各個燃?xì)饨鉀Q領(lǐng)域贏得了青睞。在中國冷凝技術(shù)不斷改進(jìn)和發(fā)展的趨勢下,李亞平等發(fā)明了VOCs冷凝濃度較高的氨制冷裝置,該裝置利用操縱液氯揮發(fā)的工作壓力達(dá)到冷凝設(shè)定溫度,比以往冷凝技術(shù)更完善,在超低溫條件下不易出現(xiàn)起霜、堵管等現(xiàn)象。
凝結(jié)技術(shù)具有清洗率高,操作簡便,無二次污染等優(yōu)點,一般用于解決高濃度、高熔點、低揮發(fā)性且有回收利用價值的VOCs廢水。由于解決低濃度VOCs問題需要較高的工作壓力或較低的溫度,能源消耗、工程投資和機(jī)械設(shè)備費用和運行費用都增加,因此該技術(shù)一般與其它治理技術(shù)協(xié)同應(yīng)用,作為前期治理工藝來解決VOCso問題。
(4)膜分離技術(shù)。
膜法分選技術(shù)是一項解決VOCs問題的新技術(shù),利用膜具有選擇性透過性,將VOCs作為分離物質(zhì),在外力作用下,VOCs可選擇性地通過膜與空氣進(jìn)行分選。
目前膜分離技術(shù)仍處于設(shè)計階段,日本國的日東電器廠、英國的MTR企業(yè)、西班牙的GKSS企業(yè)均在此階段取得了成功,將膜分離技術(shù)應(yīng)用于VOCs有機(jī)廢氣的工業(yè)化生產(chǎn),并取得了良好的效果29]。在海外和中國,膜的生產(chǎn)和制造水平還無法達(dá)到,而制作成本太高,限制了它在中國的應(yīng)用推廣。近年來,中國在膜材料的選擇和產(chǎn)品研發(fā)方面做了大量的科研工作。膜料主要分為無機(jī)膜和有機(jī)膜,應(yīng)用較多的是高分子材料硫化橡膠態(tài)有機(jī)膜㈤]。通過對多組分VOCs混合物和有機(jī)廢氣采用POMS復(fù)合袋法進(jìn)行了分離研究,結(jié)果表明,該樹脂吸附的高效率與膜兩側(cè)壓力差和VOCs水流率有關(guān),而具有不同特異性特性的薄型膜原料對VOCs樹脂的吸附效率在1000~5000Mg/m3之間,實際效果較好,對二甲苯和乙酸丁酯的吸附樹脂的吸附率達(dá)到80%。本工藝具有高效、節(jié)能、無二次污染等優(yōu)點,具有良好的應(yīng)用前景。
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