摘要:本文介紹了治理有機廢氣和無機廢氣的主要工藝,提出了要針對廢氣的實際參數(shù),選擇高效節(jié)能的廢氣治理設(shè)備。

關(guān)鍵詞:有機廢氣;無機廢氣;治理設(shè)備

近年來，環(huán)保科技工作者和企業(yè)家在廢水、廢氣、廢渣的治理方面，做了不少工作，開發(fā)了不少卓有成效的治理工藝，并獲得了很好的實際應(yīng)用業(yè)績。但目前仍有一些需要環(huán)境治理的企業(yè)，不清楚如何針對本身污染情況去選擇合適的治理工藝，因此,本文根據(jù)目前現(xiàn)有的主要廢氣治理工藝，提出一些針對廢氣的實際參數(shù)，以作為選擇有效治理和節(jié)省能耗的環(huán)保設(shè)備的依據(jù)。

1、主要的有機廢氣治理工藝

1.1 蓄熱式直接焚燒爐（RTO）工藝

RTO的工藝原理是將有機廢氣通過內(nèi)裝高強度具優(yōu)良吸熱性能的進(jìn)口陶瓷材料的蓄熱室而進(jìn)入高溫（760℃～800℃）燃燒室，達(dá)高度凈化后的高溫氣體通過另一蓄熱室將其熱量儲存后低溫（120℃～170℃）氣體從煙囪排放。通過切換閥的開、關(guān)控制，蓄熱-燃燒-蓄熱輪換進(jìn)行（每次約3分鐘），凈化達(dá)標(biāo)經(jīng)蓄熱降溫后的氣體經(jīng)煙囪排放。

蓄熱式直接焚燒爐治理有機廢氣，分為三室和二室兩類。消除滯留于蓄熱室中未經(jīng)焚燒的有機廢氣，可采用三室焚燒爐（如圖1所示），其有三個蓄熱室和二個燃燒室（配二套燃燒器）。

雖然三室焚燒爐的VOCs揮發(fā)性有機物去除率很高（99%以上），但設(shè)備造價也較高。采用二室一反吹工藝（如圖2所示），以反吹室代替一個蓄熱室，可降低設(shè)備成本。當(dāng)用戶所在地的環(huán)保要求較高，且用戶只要求運行成本低，而不需熱量回收利用時，采用RTO技術(shù)比較理想（按成本控制可采用3室結(jié)構(gòu)或2室加反吹箱結(jié)構(gòu)）。燃燒溫度控制在760℃～800℃，生成的NOx量很低，不會發(fā)生二次污染。

1.2 蓄熱式催化焚燒爐（RCO）工藝

與RTO相比，RCO的優(yōu)點是燃燒溫度低，一般為400℃～500℃，完全不存在生成NOx的二次污染問題，但缺點是需要增加兩個催化劑床（內(nèi)裝催化劑）。催化劑的壽命遠(yuǎn)短于蓄熱體，1～2年就需要更換，這不僅增加了運行費用，而且更換過程相當(dāng)麻煩。

考慮到RCO的設(shè)備成本和運行費用，一般可采用二室加吹掃工藝（如圖3所示）。

1.3 換熱式直接焚燒爐（PAI）工藝

換熱式直接焚燒爐采用多臺換熱器逐級換熱（不用蓄熱室）來回收高溫氣體的熱能，爐溫一般為760℃。其工藝如圖4所示。

當(dāng)有機廢氣中的VOCs濃度較高，且用戶的生產(chǎn)設(shè)備需要供熱時，可采用PAI工藝�？筛鶕�(jù)用戶供熱的要求，設(shè)置3～5只換熱器，保證供熱要求并提高第一只換熱器的換熱效率以降低燃料消耗。

1.4 換熱式催化焚燒法（PAC）

PAC工藝如圖5所示。

PAC工藝，是目前被普遍采用的有機廢氣治理方法，其突出的優(yōu)點是燃燒溫度較低，通常為300℃～450℃，一般采用電加熱預(yù)熱，用一臺換熱器來回收熱能，以提高廢氣進(jìn)入催化床的溫度和降低凈化氣的排放溫度。PAC工藝的關(guān)鍵是能利用有機廢氣中VOCs的燃燒熱，提高催化床的入口溫度，以降低能耗，即降低運行費用。為了達(dá)到低能耗運行，就需要有機廢氣中VOCs濃度達(dá)到4000～7000mg/Nm3，以供催化劑床的溫升達(dá)120℃～150℃。其風(fēng)量適應(yīng)范圍較大，設(shè)備無需太龐大。

當(dāng)廢氣中的VOCs濃度<4000mg/Nm3，甚至在1000～2000mg/Nm3時，采用PAC工藝，運行費用會很高。

1.5 濃縮轉(zhuǎn)輪—催化燃燒（或直燃）（RCW）工藝

在噴漆房等處常常會產(chǎn)生大風(fēng)量（>80000Nm3/h）、低濃度（200mg/Nm3）的有機廢氣，如不經(jīng)處理直接排放，就會危害大氣環(huán)境。若選用PAC工藝，則運行費、設(shè)備費都較高；選用RTO、RCO和PAI工藝，設(shè)備費會很高。因此可選用吸附濃縮轉(zhuǎn)輪。廢氣被吸附后，用1/15～1/5吸附氣量的熱空氣來脫附RCW工藝，使VOCs濃度提高5～15倍后再進(jìn)行催化焚燒凈化治理（見圖6），可大大降低設(shè)備費和運行費。

若濃縮后，脫附氣中VOCs濃度仍不符合采用PAC工藝的要求時，可采用RTO治理。

1.6 活性炭吸附—溶劑回收工藝

一些企業(yè)在生產(chǎn)過程中排出的有機廢氣中的VOCs濃度相當(dāng)高，若采用吸附、脫附回收工藝，不僅可免除廢氣的排放，還可使溶劑回收再用。吸附、脫附回收工藝通常以活性炭為吸附劑，以蒸汽為脫附氣，冷凝后油水分離，即可回收溶劑（見圖7）。

綜合以上廢氣的治理方法，針對不同風(fēng)量和不同VOCs濃度的有機廢氣，選擇合適工藝的具體原則見下表。

廢氣治理工藝的適用范圍和選擇原則

2 主要的無機廢氣治理工藝

目前，主要的無機廢氣是NOx、SO₂和惡臭廢氣。

NOx的治理工藝主要有：（1）選擇性催化還原法。關(guān)鍵是要選用高活性的催化劑及配置一套先進(jìn)的控制設(shè)備。（2）非選擇性催化還原法。（3）化學(xué)吸收法。（4）物理吸附法

SO₂的治理工藝主要：（1）化學(xué)吸收法。（2）吸附回收法。分子篩吸附，利用SO₂生產(chǎn)H₂SO₄。

國際上，通常列入惡臭類的組分有：三甲胺、硫化氫、甲硫醇、硫醚、二硫醚、乙醛和苯乙烯。以上組分包括無機物和有機物，無機物中有的屬酸性物質(zhì)，有的屬堿性物質(zhì)。

針對惡臭廢氣的組成和濃度，需采用不同的治理工藝：

（1）當(dāng)廢氣中含有機物和無機物，且濃度較低時，可選用物理吸附法。

（2）當(dāng)廢氣中只含有機物，且濃度較高時，可采用RTO或PAI工藝。因為惡臭廢氣要求高去除率，所以不應(yīng)采用PAC或RCO工藝。

（3）當(dāng)廢氣中只含無機物，且酸性、堿性兼有時，可采用三塔化學(xué)吸附法（見圖8）。

第一塔為冷卻塔，廢氣進(jìn)入后將蒸汽在此塔去除，并將廢氣冷卻，以利吸收。第二塔為酸吸收塔，一般用稀鹽酸除去NH3等堿性惡臭物質(zhì)。第三塔為堿性塔，一般用NaOH，以除去酸性惡臭物質(zhì)，如H2S等，要除去硫醚等較大分子的惡臭物質(zhì)，需添加次氯酸鈉等氯化物，以使硫醚等分解成易被NaOH吸收的硫化物。

總之，在選擇廢氣治理設(shè)備前，必須了解清楚廢氣的主要參數(shù)以及用戶的要求。這樣，環(huán)境治理才能既滿足用戶要求，又真正做到造福人類。