有機廢氣VOCs處理項目技改工程實例探析

（杭州冶藍環?？萍加邢薰?，浙江杭州 310020）

0.引言

揮發性有機物，Volatile Organic Compounds，簡稱VOCs，是目前空氣污染比較常見的一類有機污染物。而且因為VOCs具有一定的毒性，會危及到生命安全，并且一些VOCs具有活躍的光化學反應，在環境中會與其他的物質融合，產生更加難以處理的其他污染。所以，揮發性有機物，即有機廢氣VOCs對環境的污染，以及相關控制與治理，越來越受到人民的關注。

1.工程概述

位于徐州某工業園區的一家新材料科技有限公司，主要從事憎水巖棉的研發與生產工作。可是，在憎水巖棉生產過程中卻產生了有機廢氣VOCs，對于工業園區周圍的環境，以及周圍的居民生活產生了一定的負面影響。而為了落實環保部分的相關要求，建設優質生活環境，公司領導層決定在已經存在的環保設施基礎上，增加針對有機廢氣VOCs的處理環節。讓經過處理后的空氣質量有機物揮發氣體含量達到污染物廢棄排放的標準。

2.有機廢氣VOCs處理項目技改前有機廢氣處理情況

在沒有進行技術改進之前，該公司對于廢棄處理僅僅是對于熔煉原材料與釋放凝結膠產生的SO2，NOX和甲醛進行堿液脫硫脫氮處理，以及干法箱式過濾處理，并將處理后的廢氣通過煙囪進行排除，空氣質量無法全面達到標準，形成了以工業園區為中心，四周住宅區為輻射的污染區域。而且尾氣排放量及其標準也僅僅是符合我國環境部門頒發的《大氣污染排放標準》的二級標準，執行標準比較低，對于周圍居民的健康安全問題有一定的影響，對于環境也有較為強烈的污染。

3.有機廢氣VOCs處理項目技改后有機廢氣處理工藝

3.1 VOCs廢棄處理工藝選擇

（1）活性炭吸附法?；钚蕴课接袡C廢氣，將污染物質通過活性炭層進行吸附處理，將處理好符合標準的氣體排出到空氣中，除去效率高達70%。但是，因為活性炭在處理一定的有機廢氣后，活性炭層將會達到飽和狀態，需要進行定期的更換，實際生產所需的成本比較高。只適用于低濃度的有機廢氣，以及有機廢氣的二次處理[1]。（2）熱氧化催化氧化法。通過添加催化劑，讓有機廢氣中的碳、氫化合物在低溫狀態下氧化成二氧化碳與水蒸氣，從而凈化被污染的空氣。但是熱氧化催化氧化法的設備購買成本比較高，且使用的催化劑屬于危險化學品，具有毒副作用，很容易產生含氮化合物，即NOX，造成二次污染。如果在作用過程中產生CO，容易造成催化劑失效，影響處理效果。（3）等離子法。利用高強電場，讓電極空間的電子獲得巨額能量，進行高速運動，從而讓污染空氣中的電子產生電離現象、激發物理反應與化學反應，從而對有機廢氣的化學鏈進行破壞，在經過多道凈化工序，對廢氣進行凈化處理。工藝流程簡單，操作步驟簡易，且對于氣體的溫度適應范圍較大，從-50℃～50℃都可以適應。對于污染空氣中的有機廢氣去除效率高，處理氣體種類多。但是需要人員親自進行操作，很容易發生人身安全問題。（4）UV光子鈦觸媒。利用UV紫外線光束對于有機廢氣進行照射，從而改變有機廢氣的分子結構，從而讓高分子有機廢氣在高能紫外線照射下，轉化為低分子化合物，從而進行有效的空氣降解。而且，這種方法占地面積小，前期投入成本低，除去效果明顯，后續維護設備費用也不是太過昂貴。（5）微生物凈化法。利用微生物分解污染物特性，處理有機廢氣VOCs。其使用簡單，不產生二次產物，適合小規模使用。

在對以上的處理技術進行對比后，考慮到投入成本、運行消耗以及管理成本，并且可以與現階段的空氣處理設備進行有機結合，最后選擇將UV光子鈦觸媒工藝作為處理廢氣的主要工藝。

3.2 處理工藝流程及說明

該家新材料科技有效公司的巖棉生產線VOCs排放源主要有兩處，分別在沖天爐熔煉工序與施膠工序。而沖天爐熔煉廣工序的污染空氣處理已經有堿液脫硫脫氮系統正常運行，對于廢棄污染物可以做到有效的去除，所以不在本次技改工程范圍之內。施膠工序處理廢棄首先要經過廠房內已有的干法箱式過濾室進行第一段處理，將大顆粒的污染物進行阻攔，讓廢氣中的大量有害物質進行過濾，從而對后續處理設備減輕使用負荷。處理好的廢氣再經過噴淋塔進行預處理，降低廢氣溫度，對廢氣中漂浮的顆粒物進行二次處理。經過兩次處理后的廢氣經過高能高臭氧UV紫外線光束照射，讓有機廢氣的分子結構發生變化，讓無機高分子在紫外線照射下發生分子鏈斷開的現象，從而轉化為低分子化合物。然后將需要處理的氣體用UV+活性炭吸附處理，使其VOCs去除70%以上，達到空氣排放標準后，再由煙囪進行高空排放。

3.3 技改后主要建筑物及設計參數

廢氣從噴淋塔的低端進入，由塔中葉片進行引導，使廢氣沿著噴淋塔旋轉上升，并且在塔板葉片上進行霧滴噴灑，對于氣體與液體之間的接觸面增大，可以有效地包覆氣體中固體小顆粒。并且，霧滴會被氣流帶動，甩到內側的塔壁上，通過溢流裝置到下一層塔板上，再次進行氣液接觸，從而將廢氣中大量的固體小顆粒實現攔截作用。

噴淋塔內部直徑可以根據廢氣實際流量與流動速度確定。當廢氣流動速度越大，傳輸速率也在增大。但是由于廢氣在噴淋塔內部停留時間過短，無法達到吸收固體小顆粒的效果，所以需要對噴淋塔進行增大增高。

按照噴淋塔的高度參照表，一般吸收小顆粒物質區域大概在5m～15m的水平高度，廢氣與霧滴接觸時間一般在2s～5s左右。而為了保證對于廢氣中的硫化物質進行高效除去，所以現設計接觸時間為2s，則吸收區高度為2s乘以噴淋塔直接2.5m，即7m?？紤]到性價比問題，所以在噴淋塔中的噴嘴選擇軸向式噴嘴，采用交叉分布的方式，對噴淋塔內部實現300%的覆蓋。便于維護與檢修，設置四個噴淋區域，每個區域間隔1.5m。從廢氣進入噴淋塔第一層噴淋層的距離設置為2.5m，即吸收區高度去除噴淋塔間隔。

3.4 光氧催化設備通風設計

有機廢氣經過噴淋塔的處理后，進入到光氧催化設備進行最后工序的處理。當有機廢氣通過噴淋塔后，應該滿足兩個條件才可以繼續進行操作處理。水溫要小于50℃，同時相對來說要保持一定的清潔。在這種情況下，經過UV紫外線光束照射下，光觸媒會產生強烈的催化作用，從而將有機廢氣進行降解處理。而且，不僅可以對于污染空氣中有毒物質進行講解，還可以對空氣中的細菌進行滅殺，并且對于細菌產生的毒素還可以進行無害化處理。還可以根據用戶需求，進行去除處理空氣異味現象。

3.5 技改后有機廢氣處理情況

按照設計，選擇62500每小時每立方通風量。經過UV光子鈦觸媒處理后的污染空氣，無論是SO2、NOX、還是甲醛或其他污染物含量都有明顯的降低，并且通過15m排氣筒排氣后，處理后的空氣質量已經達到了符合國家尾氣處理的二級標準，符合新材料科技有限公司選擇對于有機廢氣處理技改的初衷。

4.有機廢氣VOCs處理項目技改經濟效益分析

VOCs廢氣治理，最重要的并不是工藝該如何選擇，而是考慮到選擇處理廢氣的工藝經濟效益是否符合企業當前發展預期。在VOCs處理項目設計中，應該在確保技術應用效果合理前提條件下，對于處理成本進行適當的降低，避免出現“低處理效果，高投入項目”的情況發生。而文中提及的這家新材料科技有限公司，對于VOCs廢氣改進項目投資主要是包括噴淋塔、光子鈦催化設備，以及其他電源電線等物品的制備，投入成本不到70萬元。而運行設備的成本主要包括電費、零件更換費用、操作人員工資，以及其他必要的支出費用，合計每天設備支出不到900元。與其他工藝相比，運行成本與投入成本大幅度降低。

5.結語

本技改主要從投入成本與運行成本方面考慮，并且極大限度地利用現有設備，避免浪費。對于有害氣體中的有機廢氣VOCs進行有效去除，不僅將廢氣中的固體物進行前期設備攔截，還對廢氣的溫度進行降溫處理。不僅對于生產過程中的有機廢氣進行高效的處理，符合國家對于空氣污染物的標準，還對類似有機廢氣處理工程具有一定的參考價值。