在有機(jī)廢氣處理工程中,液體吸收法是常用的方法之一。該法能消除氣態(tài)污染物,還能回收一些有用的物質(zhì),可用來處理氣體流量一般為3000~15000m3/h、濃度為0.05%~0.5%(體積分?jǐn)?shù))的VOCS。
該技術(shù)采用低揮發(fā)或不揮發(fā)液體為吸收劑,通過吸收裝置利用廢氣中各種組分在吸收劑中的溶解度或化學(xué)反應(yīng)特性的差異,使廢氣中的有害組分被吸收劑吸收,從而達(dá)到凈化廢氣的目的。
VOCs的吸收通常為物理吸收。根據(jù)有機(jī)物相似相溶原理,常采用沸點較高、蒸氣壓較低的柴油、煤油作為溶劑,使VOCs從氣相轉(zhuǎn)移到液相中,然后對吸收液進(jìn)行解吸處理,回收其中的VOCs,同時使溶劑得以再生。當(dāng)吸收劑為水時,采用精餾處理就可以回收有機(jī)溶劑;當(dāng)吸收劑為非水溶劑時,從降低運行成本考慮,常需進(jìn)行吸收劑的再生。
吸收法的優(yōu)點是工藝流程簡單、吸收劑價格便宜、投資少、運行費用低,適用于廢氣流量較大、濃度較高、溫度較低和壓力較高情況下氣相污染物的廢氣處理,在噴漆、絕緣材料、黏結(jié)、金屬清洗和化工等行業(yè)得到了比較廣泛的應(yīng)用;其缺點是對設(shè)備要求較高、需要定期更換吸收劑,同時設(shè)備易受腐蝕。目前吸收有機(jī)氣體的主要吸收劑仍然是油類物質(zhì)。用液體石油類物質(zhì)回收苯乙烯就是其中一例,由于工藝中可選擇比吸附、催化燃燒裝置處理氣體能力大數(shù)倍的塔式吸收設(shè)備,因而設(shè)備的體積可做得小很多,設(shè)備費用也低,但很難找到理想的吸收劑,存在二次污染
其工作原理是VOCs在250-450℃溫度的環(huán)境中在催化劑的作用下,與氧發(fā)生氧化反應(yīng),生成水和二氧化碳,達(dá)到VOCs治理的目的。采用的催化劑是含貴重金屬催化劑,如蜂窩狀Pt/Pd貴金屬催化劑。優(yōu)點是活性高,操作溫度低,處理效率高,能耗低,操作穩(wěn)定,可保證裝置長周期安全運轉(zhuǎn)。
該技術(shù)適合用于石化、建材、橡膠、涂裝、印刷等行業(yè)排放的含VOCs的有機(jī)廢氣,包括烴、醛、酮、醇、酸等。經(jīng)過催化氧化設(shè)施,凈化氣污染物濃度可滿足《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB31570-2015)和《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB31571-2015)中規(guī)定的限值,即非甲烷總烴處理效率≥97%,苯濃度≤4mg/m3;甲苯濃度≤15mg/m3;二甲苯濃度≤20mg/m3;非甲烷總烴濃度≤100mg/m3。
該組合技術(shù)適合用于高濃度大風(fēng)量VOCs氣體的處理。前端吸收單元吸收劑常用的有柴油、煤油等,也可根據(jù)有機(jī)廢氣的組成選擇吸收劑。VOCs經(jīng)過吸收單元后的濃度要達(dá)到25g/m3以下,確保后端CO處理單元穩(wěn)定運行。為保證吸收效果,吸收單元可采用低溫和升壓技術(shù)。
催化燃燒過程是在催化燃燒裝置中進(jìn)行的。有機(jī)廢氣先通過熱交換器預(yù)熱到250~450℃,再進(jìn)入燃燒室,通過催化劑床時,碳?xì)浠衔锏姆肿雍突旌蠚怏w中的氧分子分別被吸附在催化劑的表面而活化。由于表面吸附降低了反應(yīng)的活化能,碳?xì)浠衔锱c氧分子在較低的溫度下迅速氧化,產(chǎn)生二氧化碳和水。