VOCs治理蓄熱反應問題分析與對策

李 閩 莊夏芳

蘇州市吳江區盛澤鎮綜合執法局 江蘇 蘇州215200

揮發性有機化合物也就是環保領域中常說的VOCs,在環保意義上來 說,揮發性有機化合物以及大氣光化學反應是十分重要的,不參與揮發以及大氣光化學反應并不會產生危害。在我國相關規定中,將揮發性有機化合物定義為參加大氣光化學反應的有機化合物,也可以依據規定方法,測量或者是計算有機化合物。

一、關于廢氣治理技術分析

(一)關于吸收法分析。這一方法的使用主要是利用溶劑吸收廢氣中存在的VOCs,結合VOCs不同種類,在實際使用過程中可以選擇針對性的溶劑。例如工作人員在處理油品灌區VOCs時可以選擇柴油作為吸收劑,針對含有醇醛類的VOCs,能夠用水有效吸收。吸收方法的使用能夠降低廢氣中的VOCs,其具有較好的實用性,較為常見的VOCs可以利用這種方法處理,但是這一方法的使用難以獲得較高的脫除率[1]。分析吸收法的使用特點,可以將其作為預處理方法,與其他方式結合使用。

(二)關于焚燒法分析。焚燒法是利用焚燒爐將廢氣實現氧化分解,廢氣中的VOCs含量不高,難以當做燃料燃燒,促進VOCs的完全分解,需要將爐溫提高到800攝氏度以上,這一工藝流程較為簡單,投資成本不高,氣體凈化效率也比較高。在爐溫過高的情況下,能夠實現較好的凈化效率。這一工藝的使用缺點是消耗較嚴重,極易產生Nox,降低能耗可以使用廢熱鍋爐回收熱能,這一過程也可以使用燃燒煙氣預熱廢氣。

(三)關于蓄熱焚燒法分析。這種技術使用需要借助蓄熱式氧化爐,這是一種具備高效性的廢氣治理設備,使用原理是在高溫狀態下,將可燃廢氣氧化,逐步生成相應的氧化物和水,實現凈化廢氣的目的,在廢氣回收分解過程中,釋放出的熱量,這一過程中的熱回收效率會達到95%。蓄熱式氧化爐主體結構是通過燃燒室、陶瓷填料等組成,使用熱氧化法處理一部分有機廢氣,熱量的回收利用陶瓷蓄熱床換熱器,這一設備的使用主要構成部分有陶瓷蓄熱床以及自動控制閥等,使用主要特性是蓄熱床底部位置的自動控制閥會與進氣總管以及排氣總管相連,經過交替閥之后會交替換向,這時由燃燒室出來的高溫氣體會蓄留熱量,實現預熱之后進入蓄熱床。使用這一技術的主要優勢是保證有機廢氣在燃燒室產生氧化反應,轉化為二氧化碳以及水分后,會實現凈化。

蓄熱焚燒法使用的優勢與焚燒法較為類似,在正常條件下不需要外部熱源的輔助;但在使用過程中,設備結構具有復雜性,投資成本相對來說較高,焚燒過程中,物質為爆炸極限范圍介質時,需要稀釋介質之后焚燒,在介質稀釋不充分時,極易出現爆炸情況[2]。

二、關于蓄熱反應原理分析

(一)關于工藝原理分析。針對VOCs的治理,蓄熱反應屬于一種較成熟的技術,設備的構成一般為多個蓄熱室,均設有催化劑床以及蓄熱床,主要為上下兩層布置。系統的使用是通過進氣閥以及排氣閥之后,調整各個蓄熱室之間的溫度,保持其平衡,防止在實際換向操作過程沒有反應的氣體由于換向原因直接排出,造成尾氣超標的情況,在換向閥中加入吹掃閥[3]。

含有VOCs的廢氣在經過氣閥進入蓄熱室之后,會經過第一級蓄熱床,加熱直至反應溫度,進入催化劑床,使用貴金屬催化劑,VOCs結合空氣中的氧氣在高溫條件下會產生氧化反應,轉化為二氧化碳和水,這一過程中會釋放大量的熱。在反應之后,氣體會經過加熱室,通過另一個蓄熱室由頂部進入之后,經過第二級催化劑床,氣體中殘留的VOCs會產生反應,在蓄熱床影響下,廢氣氧化反應溫度會升高,熱量會經由廢氣傳輸到蓄熱體,實現熱量回收。結束之后為其會經過排氣閥進入反應器,經過主風機輸送進入排氣筒,最后排向大氣。閥組的換向周期設置為三個階段,不同的階段中三個蓄熱室會處于放熱、蓄熱以及吹掃三種狀態中,以此循環。

三、關于工藝優化措施分析

(一)關于方案設計分析。換向閥組的順序控制措施能夠防止同步開關在換向閥組反應器憋壓過程以及廢氣短路的直排問題,在相鄰兩個動作中,會間隔1-2秒,在前一個動作結束之后,成為后一個工作開始的依據[4]。

(二)關于實際應用分析。首先實施同步開關方案,在設備實現聯合調試第一階段中,將換向閥組的動作設置為同步開關,這時蓄熱室中對應的排氣閥為同步開關,第二個蓄熱室相對排氣閥執行會調慢2秒,反應器內的壓力會產生劇烈波動,結合壓力表的使用,在2秒內反應器內部壓力會上升,設備緊急泄壓閥會起跳,檢測結果也顯示尾氣中的VOCS濃度超標。執行機構動作頻率調整與其他閥門動作相似后,不會出現起跳現象,反應器依然存在壓力波動情況,尾氣中VOCS濃度也降低,能夠實現達標排放[5]。

總結

隨著經濟發展,人們思想意識水平提高,環保意識也在逐年加強,VOCs治理技術應用效果不斷提升,對我國資源節約型、環境友好型社會的建設具有重要意義。