消除技術(shù)

(1)熱氧化

熱氧化系統(tǒng)就是火焰氧化器，通過燃燒來(lái)消除有機(jī)物的，其操作溫度高達(dá)700℃-1,000℃。這樣不可避免地具有高的燃料費(fèi)用，為降低燃料費(fèi)用，需要回收離開氧化器的排放氣中的熱量。回收熱量有兩種方式，傳統(tǒng)的間壁式換熱和新的非穩(wěn)態(tài)蓄熱換熱技術(shù)。

間壁式熱氧化是用列管或板式間壁換熱器來(lái)捕獲凈化排放氣的熱量，它可以回收40%-70%的熱能，并用回收的熱量來(lái)預(yù)熱進(jìn)入氧化系統(tǒng)的有機(jī)廢氣。預(yù)熱后的廢氣再通過火焰來(lái)達(dá)到氧化溫度，進(jìn)行凈化，間壁換熱的缺點(diǎn)是熱回收效率不高。

蓄熱式熱氧化(簡(jiǎn)稱RTO)回收熱量采用一種新的非穩(wěn)態(tài)熱傳遞方式。主要原理是:有機(jī)廢氣和凈化后的排放氣交替循環(huán)，通過多次不斷地改變流向，來(lái)較大限度地捕獲熱量，蓄熱系統(tǒng)提供了*的熱能回收。

在某個(gè)循環(huán)周期內(nèi)，含VOC的有機(jī)廢氣進(jìn)入RTO系統(tǒng)，首先進(jìn)入耐火蓄熱床層1(該床層已被前一個(gè)循環(huán)的凈化氣加熱)，廢氣從床層1吸收熱能使溫度升高，然 后進(jìn)入氧化室;VOC在氧化室內(nèi)被氧化成CO2和H2O，廢氣得到凈化;氧化后的高溫凈化氣離開燃燒室，進(jìn)入另一個(gè)冷的蓄熱床層2，該床從凈化排放氣中吸 收熱量，并儲(chǔ)存起來(lái)(用來(lái)預(yù)熱下一個(gè)循環(huán)的進(jìn)入系統(tǒng)的有機(jī)廢氣)，并使凈化排放氣的溫度降低。此過程進(jìn)行到一定時(shí)間，氣體流動(dòng)方向被逆轉(zhuǎn)、有機(jī)廢氣從床層 2進(jìn)入系統(tǒng)。此循環(huán)不斷地吸收和放出熱量，作為熱阱的蓄熱床也不斷地以進(jìn)口和出口的操作方式改變，產(chǎn)生了高效熱能回收，熱回收率可高達(dá)95%，VOC的消 除率可達(dá)99%。

(2)催化燃燒

催化燃燒是一種類似熱氧化的方式來(lái)處理VOC的，它凈化有機(jī)物是用鉑、鈀等貴金屬催化劑及過渡金屬氧化物催化劑來(lái)代替火焰，操作溫度較熱氧化低一半，通常為 250℃-500℃。由于溫度降低，允許使用標(biāo)準(zhǔn)材料來(lái)代替昂貴的特殊材料，大大地降低設(shè)備費(fèi)用和操作費(fèi)用。與熱氧化相似，系統(tǒng)仍可分為間壁式和蓄熱式兩 類熱量回收方式。

間壁式催化燃燒是在催化床后設(shè)一個(gè)換熱器，該換熱器在降低排放氣溫度的同時(shí)，也預(yù)熱含VOC的有機(jī)廢氣，其熱回收達(dá)60%-75%。該類氧化器早已用于工業(yè)過程。

蓄熱催化燃燒(簡(jiǎn)稱為RCO)是一種新的催化技術(shù)。它具有RTO高效回收能量的特點(diǎn)和催化反應(yīng)的低溫操作及能量有效性的優(yōu)點(diǎn)，將催化劑置于蓄熱材料的頂部，來(lái)使凈化達(dá)到優(yōu)，其熱回收率高達(dá)95%-98%。

RCO系統(tǒng)性能的關(guān)鍵是使用的催化劑，浸漬在鞍狀或是蜂窩狀陶瓷上的貴金屬或過渡金屬催化劑，允許氧化發(fā)生在RTO系統(tǒng)溫度的一半，既降低了燃料消耗，又降低了設(shè)備造價(jià)。

現(xiàn)在，有的國(guó)家已經(jīng)開始使用RCO技術(shù)進(jìn)行有機(jī)廢氣的消除處理，很多RTO設(shè)備已開始轉(zhuǎn)變成RCO，這樣可以削減操作費(fèi)用達(dá)33%-75%，并增加排放氣流量達(dá)20%-40%。

(3)集成技術(shù)(炭吸附+催化氧化)

對(duì)于大流量、低濃度的有機(jī)廢氣，單一使用上述方法處理費(fèi)用太高，不經(jīng)濟(jì)。利用炭吸附具有處理低濃度和大氣量的優(yōu)勢(shì)，先用活性炭捕獲廢氣中的有機(jī)物，然后用小 得多流量的熱空氣來(lái)脫附，這樣可使VOC富集10-15倍，大大地減少了處理廢氣的體積，使后處理設(shè)備的規(guī)模也大幅度地降低。把濃縮后的氣體送到催化燃燒 裝置中，利用催化燃燒適于處理較高濃度的特點(diǎn)來(lái)消除VOC。催化燃燒放出的熱量可以通過間壁換熱器，來(lái)預(yù)熱進(jìn)入炭吸附床的脫附氣，降低系統(tǒng)的能量需要量。

該技術(shù)利用炭吸附處理低濃度和大氣量的持點(diǎn)，又利用催化床處理適中流量、高濃度的優(yōu)勢(shì)，形成一種非常有效的集成技術(shù)。國(guó)內(nèi)也已開始利用此技術(shù)，用于噴漆、印刷和制鞋等排放大流量、低濃度有機(jī)廢氣行業(yè)的治理。