VOC的蓄热式热氧化处理技术

VOC的蓄热式热氧化处理技术孙聪聪652085229008VOC是利用TenaxGC和TenaxTA采样，非极性色谱柱（极性指数小于10）进行分析，保留时间在正己烷和正十六烷之间的挥发性有机化合物。其主要来源有化工行业、表面涂装行业、合成革行业、橡胶和塑料制品行业、印刷包装行业、纺织印染行业、制鞋行业、化纤行业和电子信息行业。VOC污染物的种类根据挥发性有机物的结构可分为八类：1、脂肪类碳氢化合物，如：丁烷、正丁烷；2、芳香类碳氢化合物，如：苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯；3、氯化碳氢化合物，如：二氯甲烷、三氯甲烷、三氯乙烷、二氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯、四氯化碳；4、酮、醛、醇、多元醇类，如：丙酮、丁酮、环己酮、甲基异丁基酮、甲醛、乙醛、甲醇、异丙醇、异丁醇；5、醚、酚、环氧类化合物，如：乙醚、甲酚、苯酚、环氧乙烷、环氧丙烷；6、酯、酸类化合物，如：醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙酸；7、胺、腈类化合物，如：二甲基甲酰胺、丙烯腈；8、其他，如：氯氟碳化物、氯氟烃、甲基溴。上述VOC中，多数因为有经济价值而可回收，部分因用其他方法，如：燃烧法无法出去，或会造成二次污染，不能达到环保排放要求，而只能加以回收，如：氯乙烯等。VOC污染物的危害从化学物质的性质来看，在工业生产等领域，一般用作溶剂的主要包括脂肪族化合物、卤代烃和芳香族化合物等。这些有机溶剂如果挥发到大气环境中，不仅会对大气环境造成严重污染，而且人体呼入被污染的气体后，对人体健康产生危害。比如苯，它常常被当作一种溶剂来使用，作为溶剂挥发到大气环境中，不仅可以被人体的皮肤所吸收，而且还可通过呼吸系统进入人体内部，造成慢性或急性中毒，不过人体的大部分中毒均是由于呼入有毒气体造成的[2]。苯类化合物不仅会对人体的中枢神经造成一定的损害，而且还可能造成神经系统的障碍，进入人体后还会危害血液和造血器官，如果情况比较严重，甚至会有出血症状或患上败血症。氧化作用下，苯在生物体内可氧化成苯酚，从而造成肝功能异常，对骨骼的生长发育十分不利，诱发再生障碍性贫血。如果苯蒸汽浓度过高，生物可能因急性中毒而死亡。因此，ACGIH把苯列为潜在致癌物质。卤代烃类化合物会引发神经症候群和血小板的减少、肝脾肿大等不良状况，而且很有可能致癌。所以，必须控制VOC的排放，这不仅是对环境负责，也是对我们的生命健康负责。对不同浓度、成分的VOC的控制对浓度、性状差异较大的废气应分类收集，并采用适宜的方式进行有效处理，确保VOCs总去除率满足管理要求，其中有机化工、医药化工、橡胶和塑料制品（有溶剂浸胶工艺）、溶剂型涂料表面涂装、包装印刷业的VOCs总收集、净化处理率均不低于90%，其他行业原则上不低于75%。废气处理的工艺路线应根据废气产生量、污染物组分和性质、温度、压力等因素，综合分析后合理选择，具体要求如下：1、对于5000ppm以上的高浓度VOCs废气，优先采用冷凝、吸附回收等技术对废气中的VOCs回收利用，并辅以其他治理技术实现达标排放。2、对于1000ppm～5000ppm的中等浓度VOCs废气，具备回收价值的宜采用吸附技术回收有机溶剂，不具备回收价值的可采用催化燃烧、RTO炉高温焚烧等技术净化后达标排放。当采用热力焚烧技术进行净化时，宜对燃烧后的热量回收利用。3、对于1000ppm以下的低浓度VOCs废气，有回收价值时宜采用吸附技术回收处理，无回收价值时优先采用吸附浓缩－高温燃烧、微生物处理、填料塔吸收等技术净化处理后达标排放。4、含恶臭类的气体可采用微生物净化技术、低温等离子技术、吸附或吸收技术、热力焚烧技术等净化后达标排放，同时不对周边敏感保护目标产生影响。5、对含尘、含气溶胶、高湿废气，在采用活性炭吸附、催化燃烧、RTO焚烧、低温等离子等工艺处理前应先采用高效除尘、除雾等装置进行预处理。6、对于高温焚烧过程中产生的含硫、氮、氯等的无机废气，以及吸附、吸收、冷凝、生物等治理工艺过程中所产生的含有机物的废水，应处理后达标排放。废吸附剂应按照相关管理要求规范处置，防范二次污染。RTO技术工作原理：其原理是把有机废气加热到760摄氏度以上，使废气中的VOC在氧化分解成二氧化碳和水。氧化产生的高温气体流经特制的陶瓷蓄热体，使陶瓷体升温而“蓄热”，此“蓄热”用于预热后续进入的有机废气。从而节省废气升温的燃料消耗。陶瓷蓄热体应分成两个（含两个）以上的区或室，每个蓄热室依次经历蓄热-放热-清扫等程序，周而复始，连续工作。蓄热室“放热”后应立即引入适量洁净空气对该蓄热室进行清扫（以保证VOC去除率在95%以上），只有待清扫完成后才能进入“蓄热”程序。RTO工作原理流程图如上本综述主要介绍旋转式RTO的处理方法，旋转式蓄热焚烧炉的最大优势在于使用特殊旋转式阀门，工作时压力变化小。旋转式RTO特征:高处理效率（99%以上）和热能回收率（95%以上）；设备负荷变动少，寿命长，稳定；设备简易，占地面积小；驱动部位和蓄热体使用半永久性材料，维保费用低；蓄热的热能温度能长久保持，再启动时能节省燃料费；2次污染要素少，环保性能高。蓄热式氧化炉的处理流程(1)有机废气收集环节。通过管道和送风系统，将几台涂布机组排出的有机废气经送风机送到两个高温的陶瓷床；(2)氧化反应环节。将废气加热到815℃左右，废气中的有机物在高温下发生氧化反应，使废气中的碳氢化合物变成CO2和H2O，直接排放到大气；(3)余热回收环节。氧化反应产生的热量一部分用来加热陶瓷床，保证氧化反应的持续进行，另一部分通过热能回收装置进行余热回收；(4)余热利用环节。将多余的热能用来加热导热油，再利用导热油来加热涂布机烘箱，使得印刷涂布设备在正常生产的情况下，烘箱的加热不用额外消耗柴油和电能。旋转式RTO工艺流程图如上RTO技术属于热氧化技术所以在应用时应注意满足下列两个要求：1、采用焚烧（含热氧化）、吸附、吸收、微生物、低温等离子等方式处理的必须建设中控系统。2、采用焚烧（含热氧化）方式处理的必须对焚烧温度实施在线监控，温度记录至少保存3年，未与环保部门联网的应每月报送温度曲线数据。结语蓄热式热氧化处理技术相对于以前的直燃式焚烧处理技术有明显的优势，该技术在国外已经很成熟，但由于成本原因，在我国尚未普及，蓄热式的概念也只在少数工业窑炉上有所体现。在当前能源价格飙升的背景下，组织力量研究开发并推广使用该项技术，不仅能够节约能源和减少环境污染，还可获得可观的经济效益和显著的杜会效益。旋转式RTO在故障率方面，维护管理事项少，故障率小，内部旋转盘相比之前做了改善；维护管理费用低，占地面积小，焚烧率高，排气浓度一直平稳、气流顺畅。所以，旋转式RTO的应用前景非常好。参考文献[1]于静.国内有机溶剂市场分析.现代化工.1998,5.[2]周祥海.VOC的回收与处理技术简介［J］.石油化工环境保护，2012(3)：121-122.[3]邹航.蓄热式废气焚烧炉（RTO）在彩涂线的应用[J].工业炉,2010（3）.[4]韩晓强,黄伟.VOC废气蓄热式热氧化处理方法[M].北京：北京机电院高技术股份有限公司.2012.[5]刘鹏.VOC的回收与处理技术简介[J].石油化工环境保护,2001,29（3）:39-42.[6]IsaacRayetal.AdsorptionWithActivedCarbon.ChemEngProgress.1993,89(7):37～41.[7]冯智星,余炳林,胡勇等.有机废气（VOC）处理技术[J].广东科技,2008,7（192）：3-5.[8]李泽清.含VOC废气的回收净化工艺[J].环境工程,2003,21（5）：38-40.[9]江苏省重点行业挥发性有机物污染控制指南.