VOC处理技术及其工艺简介与VOC来源分解.docx

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1、一. VOC 定义 1二. VOC的危害 1三. VOC 在各个行业的产生来源 23.1 制鞋行业 33.2 人造板制造行业 33.3 木制家具行业 33.4 印刷行业 43.5 塑料包装印刷行业 43.6 炼油与石油化工行业 53.7 汽车制造涂装和汽车维修行业 63.8 电子行业 73.9 半导体行业 83.10 干洗行业 83.11 橡胶制品行业 93.12 涂料行业 9四. VOC 的处理技术及各技术的简要说明 104.1 回收技术 104.1.1 冷凝法 104.1.2 吸附法 104.1.3 吸收法 124.1.4 膜分离 124.2 综合应用技术 134.2.1 蓄热式热氧化处置

2、装置 (RTO) 134.2.2 固定床吸附脱附 -催化氧化处置装置 154.2.3 固定床吸附脱附 -冷凝回收装置 184.3 生物处理法 194.4 其他方法 19.VOC定义VOC是挥发性有机化合物 （volatile organic compounds）的英文缩写。根据 不同国家、地区的不同侧重点可以将 VOC分为两类定义 , 即普通意义上的 VOC定 义和环保意义上的定义。1. 普通意义上的 VOC定义，只说明什么是挥发性有机物，或者是在什么条件 下是挥发性有机物 , 例如：世界卫生组织 （ WH，O 1989）对总挥发性有机化合物（ TVOC）的定义为，熔点 低于室温而沸点在 50

3、 260之间的挥发性有机化合物的总称；德国DIN55649-2000 标准对 VOC的定义是，原则上，在常温常压下，任何能自发挥发的 有机液体和或固体； 世界最大的化工厂之一， 巴斯夫公司 也认为， 最方便和最常 见的方法是根据沸点来界定哪些物质属于 VOC，而最普遍的共识认为 VOC是指那 些沸点等于或低于 250的化学物质。2. 环保意义上的定义，也就是说，是活泼的那一类挥发性有机物，即会产生 危害的那一类挥发性有机物。这类的代表国家为美国。美国 ASTMD 3960-98 标准将 VOC定义为任何能参加大气光化学反应的有机化 合物。美国联邦环保署 （EPA）的定义：挥发性有机化合物是除

4、CO、 CO2、H2CO3、 金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外，任何参加大气光化学反应的碳化合物。考虑到我们所处的行业具有环保性质，所以我们把 VOC定义为：除 CO、CO2、 H2CO3、金属碳化物、 金属碳酸盐和碳酸铵外， 任何参加大气光化学反应的碳化合 物。二.VOC的危害当居室中的 VOC达到一定浓度时，短时间内人们会感到头痛、恶心、呕吐、 乏力等，严重时会出现抽搐、昏迷，并会伤害到人的肝脏、肾脏、大脑和神经系 统，造成记忆力减退等严重后果。 在目前已确认的 900 多种室内化学物质和生物 性物质中，挥发性有机化合物（ VOC）s 至少在 350 种以上（ 1ppb），其中 20 多种

5、为致癌物或致突变物，有些长期接触则能导致癌症（肺癌、白血病）或导致 流产、胎儿畸形和生长发育迟缓等。故对孕妇、小孩等特殊人群影响最大。 根据化学物质的性质，通常用作溶剂的有脂肪族化合物、芳香族化合物、卤 代烃、醇、醛、酮、醚、酯等。这些有机溶剂挥发到大气中，不仅会污染环境， 还会危害人体健康。如苯是一种常用的溶剂，它既可以被皮肤所吸收也可以被人体吸入，造成急 性和慢性中毒， 但是大多数中毒都是由于吸入人体内而造成的。 苯类化合物是具 有特殊气味的一种有机化合物。胶水，油漆，涂料，溶剂，墙纸粘合剂等均含有 大量的苯，甲苯和二甲苯等。苯类化合物会损害人的中枢神经，造成神经系统障碍，其被摄入人体后会

6、危 及血液和造血器官， 严重时， 有出血症状或感染败血症。 苯在生物体内能逐步氧 化成苯酚，诱发肝功能异常，阻止骨骼的生长，发生再生障碍性贫血。苯蒸气浓 度高时 （空气中含量 2%）会导致致死性的急性中毒。 所以，ACGIH将苯列为可疑潜 在致癌物质。卤代烃类物质能引起 神衰征候群及血小板减少、 肝功能下降、肝脾 肿大等病变，还可能导致癌症。 CFC类物质对大气臭氧层有破坏作用。VOC中危害最大的两种化学成分就是苯和甲醛。 甲醛是一种无色，具强烈刺激性气味的气体，水溶液通称福尔马林。室內燃 料和不完全燃烧的烟叶、 建筑材料、 装饰用品、车内饰品及许多使用了有机涂料 和材料的生活用品等均会散发甲

7、醛。甲醛对粘膜有强烈的刺激作用，特別对眼、 鼻和呼吸道的刺激作用最强， 是一种致癌物质， 能引起皮肤过敏、 还影响中枢神 经系统，长时间吸入可引起胃癌。三.VOC在各个行业的产生来源涉及 VOCs排放的行业主要为以下行业 1烟草行业：油墨、有机溶剂； 2纺织品行业：鞋类制品所用的胶水等； 3 玩具行业：涂改液、香味玩具等； 4 家具装饰材料：涂料、油漆、胶黏剂等；5 汽车配件材料：胶水、油漆等；6 电子电气行业：在较高温度下使用时会挥发出 VOC、电子五金的清洁溶剂等； 7其他：洗涤剂、清洁剂、衣物柔顺剂、化妆品、办公用品、壁纸及其他装饰品 等。3.1 制鞋行业（1）鞋面商标印刷，油墨挥发产生

8、有机废气。（2）鞋面材料高频压型工序产生的有机废气，皮革高频产生的废气属恶臭 气体范畴。（3）鞋底材料 EVA、MD发泡过程， TPR、PVC注塑加热状态下产生的有机废 气，该气体属高分子聚合物受热发生分子降解，释放出单体式低聚物。（4）鞋底喷漆过程一般采用溶剂型油漆，该有机成分芬芳族树脂与苯溶剂 的混合物，主要用于 PVC、塑料、橡胶等材料的喷漆，子使用过程中苯溶剂全部 挥发进大气。（5）鞋底中底贴合，鞋面鞋底黏胶成型过程中使用的黏胶剂，最初粘胶剂 所使用的溶剂是苯， 溶解性极低， 粘胶剂的性能也比较容易控制， 但是苯的毒性 相当大，后来采用甲苯做溶剂。3.2 人造板制造行业（1）人造板制造

9、业 VOCs排放主要是在单板干燥过程及制（调）胶、涂胶、 热压过程。（2）刨花板制作工程中 VOCs来源主要为涂料、 热压和锯边过程中产生的甲 醛。3.3 木制家具行业（1）木制家具生产中有机废气主要来源于涂料中溶剂和辅料中有机成分的 挥发，其中油漆喷涂是主要的污染环节。VOC。s（2）调漆和干燥过程中由于有机溶剂的挥发， 也会有 VOCs的排放。 产生的 挥发性有机物主要为：甲苯、二甲苯、甲醛、酚类、漆雾及其他的3.4 印刷行业由于印刷方式不同， VOCs的产生过程也不尽相同，下面分别介绍。（1）平印：平印主要选用轮转胶印油墨和平张纸胶印油墨。轮转胶印油墨 主要由于高沸点石油类溶剂挥发产生的

10、 VOCs。平张纸胶印油墨几乎不产生 VOCs。（2）凹印 : 主要选用出版凹印油墨和特殊凹印油墨前者主要以产生甲苯为 主。而特殊凹印油墨主要产生低沸点有机溶剂（甲苯、醋酸乙烯、 IPA 等）。（3）柔印：主要选用水性柔印油墨和溶剂型柔印油墨。水性柔印油墨几乎 不排出 VOCs而溶剂型柔印油墨主要产生低沸点有机溶剂（醋酸乙烯、 IPA 等）。（4）丝网印刷：主要选用溶剂型丝印油墨，产生的废气主要为高沸点有机 溶剂；而 RC型丝印油墨几乎不排出 VOCs。（5）其他类印刷方式几乎不排出 VOCs。3.5 塑料包装印刷行业（1）印刷、烘干以及包装印刷中的印后加工（复合）工序是产生 VOCs的重 要

11、环节。（2）塑料薄膜印刷后，使用粘合剂复合的过程中由于使用了稀释剂（常用 乙酸乙酯）会在复合和烘干过程中有 VOCs的排放。具体工艺流程及排放情况见 图 3-1 。3-1 塑料包装印刷工艺流程及 VOCs排放图3.6 炼油与石油化工行业（1）炼油行业1）主要工艺：炼油的主要生产工艺有常压蒸馏和减压蒸馏、催化裂解、催 化重整、加氢裂化、延迟焦化、炼气厂加工。2）排放控制措施：炼油生产工艺单元排放的有机工艺尾气的回收利用。 不能（或不能完全）回收利用的，应采用锅炉、加热炉、焚烧炉、火炬等方式燃 烧处理或采用吸收、吸附、冷凝等物理的方法处理；定期对生产装置、设备、 管道等进行检查维修，防止发生跑、冒

12、、滴、漏。炼油企业生产的汽油，其储 存于运输均应进行油气回收， 并采取相应的处理措施。 储罐应设置为浮顶罐减少 油气的排放。汽油运输车辆应进行改装，满足油气回收的要求。（2）石油化工行业1）主要工艺石油化工生产指对炼油过程提供的原料油和气 （ 如乙烷、丙烷） 进行裂解及后 续化学加工，生产以三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）、三苯 （ 苯、甲苯、二甲苯 ） 为代表的石化基本原料、各种有机化学品、合成树脂、合成橡胶、合成纤维等的 生产过程。石化生产过程是通过一系列的物理、 化学变化完成的， 生产原料和产品大多 具有易燃易爆、毒害和腐蚀性，生产工艺操作复杂。从工艺上看，石化生产具有 高温、高压、深冷的特点

13、；从原材料上看， 石化生产中使用的原材料 （含半成品、 成品）大多为挥发性有机物， 易燃易爆， 石油化工行业在挥发性有机物排放中的 比例是比较高的。从生产方式看，石化生产自动化程度高，具有密闭化、连续化 的特点，这也是石化生产企业为确保安全生产的必要条件。应釜、塔、器、裂解炉等静态设备，也有压缩机、风机、输送液体的泵等动态设 备，管道纵横交错，加之介质具有腐蚀性，若设备老化、长久失修，则极易发生 跑、冒、滴、漏。因此，应定期对生产装置、设备进行检查维修，是减少挥发性 有机物有的排放，杜绝事故隐患，确保安全生产的重要措施。2）排放控制措施：炼油生产工艺单元排放的有机工艺尾气应回收利用。 不能（或

14、不能完全 ）回收利用的，应采用锅炉、加热炉、焚烧炉、火炬等方式燃烧 处理或采用吸收、吸附、冷凝等物理的方法处理；定期对生产装置、设备、管 与运输均应进行油气回收， 并采取相应的处理措施。 储罐应设置为浮顶罐， 减少 油气排放。汽油运输车辆应进行改装，满足油气回收的要求。3.7 汽车制造涂装和汽车维修行业有机气态污染物主要产生于： 电泳底漆、 中涂和面漆的喷涂及烘干过程和塑 料件加工的涂漆工序。在中涂和面漆喷漆过程中，大约 80-90%的 VOCs是在喷漆 室和流平室排放， 20-10%的 VOCs随车身涂膜在烘干室中排放。涂装废气的特点 是：大风量，中低浓度。（1 ）底涂：轿车基本采用电泳漆涂

15、装。目前 90%以上车身防护都是采用阴极 电泳涂装底漆工艺，并为适应环保、节能的要求，开发出了无铅、锡的阴极电泳 材料， VOCs含量低和低温固化型阴极电泳材料。该部分 VOCs产量相对较少。（ 2）中涂和面涂喷漆： 喷涂是产生 VOCs的最主要环节， 也是当前 VOCs治理 的薄弱环节，应重点控制。（3）烘干和喷防护蜡的过程也会有相应的有机废气排放。具体排放图见图 3-2。图 3-2 汽车行业工艺流程及 VOCs排放图3.8 电子行业（1）电子元件主要的挥发性有机污染物排放来自于电子元件生产过程中清 洗零部件或材料使用的一些甲苯、二甲苯等挥发性有机物的溶剂。（2）线路板生产过程有机废气主要来

16、源于大量使用的油墨及稀释、清洁用 挥发性有机物，其主要成分是苯、甲苯、二甲苯。（3）电真空器件 （CRT）生产的挥发性有机物主要来自屏玻璃有机膜涂层中 甲苯及其他挥发性有机物的排放。（4）TFT-LCD生产过程中要使用多种化学试剂和有机溶剂。 TFT-LCD生产排 放的废气分为酸性气体、 碱性气体、 有机废气和有毒气体四种类型。 主要产生于 基板清洗、化学气相沉积（ CVD）、光刻涂胶、刻蚀、剥离、去胶、涂取向膜等 主要工艺过程。（5）电子终端产品装配中挥发性有机物主要来源为清洗有机废气及产品喷 漆生产过程中产生的漆雾和挥发性有机物。3.9 半导体行业（1）半导体制造工艺：半导体行业废气排放具

17、有排气量大、排放浓度小的 特点。挥发性有机废气主要来源于光刻、显影、刻蚀及扩散等工序，在这些工序 中要用有机溶液 （如异丙醇） 对晶片表面进行清洗， 其挥发产生的废气是有机废 气的来源之一；同时，在光刻、刻蚀等过程中使用的光阻剂（光刻胶）中含有易 挥发的有机溶剂， 如醋酸丁酯等， 在晶片处理过程中也要挥发到大气中， 是有机 废气产生的又一来源。（2）半导体封装工艺：与半导体制造工艺相比，半导体封装工艺产生的有 机废气较为简单，主要为晶粒粘贴、封胶后烘烤过程产生的烘烤废气。3.10 干洗行业根据干洗机的结构， 可分为开启式干洗机和全封闭干洗机。 开式四氯乙烯干 洗机系指采用水冷回收系统， 衣物在

18、干洗过程中产生的气态四氯乙烯不能完全回 收，在烘干结束时需要把废气排出机外。 全封闭式四氯乙烯干洗机采用制冷回收 系统，不向大气环境排放含有四氯乙烯的废气， 或者说排放量很少， 因而溶剂消 耗量低，一般为 1%左右。具体的产污环节主要为以下三个方面。（1）干洗机在干洗过程中的泄漏引起污染。 溶剂泄漏：包括：油缸、外笼、金属过滤器、水分离器、尼龙过滤器，蒸馏 冷凝器等各干洗机容腔的泄漏；干洗剂输送管道、阀门的泄漏，溶剂泵的泄漏， 洗笼主轴轴封的泄漏等。气体泄漏：干洗机在烘干衣物时，风道各密封的泄漏，平衡管路的泄漏，各 腔体密封，风道口盖的泄漏等引起烘干过程含氯气体外溢污染环境。残存泄漏：在干洗过

19、程中，残留在干洗机各容腔内、洗衣笼、风道、过滤 器中的四氯乙烯， 以及蒸馏器、水分器内绒毛、 残渣等带有的四氯乙烯没能回收 可能带出机外、或开启机门，各口盖形成气体溢出产生污染。（2）残存气体污染：干洗机在烘干衣物时在笼内和风道中的气流含有大量 四氯乙烯， 在干衣过程中没能完全把气流中的四氯乙烯回收， 在干衣结束后， 机 内气体含有四氯乙烯，当开门取衣时会溢出机外产生污染。（3）残渣污染：在干洗过程和溶剂再生过程，溶剂过滤过程中，衣物带来 的绒毛、 杂质等会形成干洗残渣， 这些残渣在排除机外时造成污染， 如蒸馏残渣 清理过滤器时， 过滤内部粘附绒毛等残渣， 在绒毛过滤器， 纽扣捕集器中滤留的

20、绒毛，干燥冷凝器干燥加热器翅片上的绒毛等等。3.11 橡胶制品行业橡胶制品工业生产废气主要产生于下列工艺过程或生产装置： 炼胶过程中产 生的有机废气； 纤维织物浸胶、 烘干过程中的有机废气； 压延过程中产生的有机 废气；硫化工序中产生的有机废气；树脂、溶剂及其它挥发性有机物在配料、存 放时产生的有机废气。具体来源主要有以下三个方面。（1）残存有机单体的释放。生胶如天然、丁苯、顺丁、丁基、乙丙、氯丁 橡胶等，其单体具有较大毒性，在高温热氧化、高温塑炼、燃烧条件下，这些生 胶解离出微量的单体和有害分解物， 主要是烷烃和烯烃衍生物。 橡胶制品工业生 产废气中可能含残存单体包括丁二烯、戊二烯、氯丁二烯

21、、丙烯腈、苯乙烯、二 异氰酸钾苯脂、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、氯乙烯、煤焦沥青等。（ 2）有机溶剂的挥发。 橡胶行业普遍使用汽油等作为有机稀释剂， 可能使用 的有机溶剂包括甲苯、二甲苯丙酮、环己酮、松节油、四氢呋喃、环己醇、乙二 醇醚、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯二氯乙烷、三氯甲烷、三氯乙烯、二甲基 甲酰胺等。（ 3）热反应生成物。 橡胶制品生产过程高温条件下进行， 易引起各种化学物 质之间的热反应，形成新的化合物。3.12 涂料行业涂料行业主要分为：油性涂料、粉末涂料、腻子、水性涂料、 UV光固化涂 料和建筑涂料。 不同的涂料生产流程和工艺手段均不相同。 但是根据各产品的生 产工艺

22、描述，易产生 VOCs污染的主要为油性涂料。为减少 VOCs的排放，对油性涂料的生产进行控制，主要包括以下三点：（1）油性涂料生产设备生产结束使用的清洗溶剂应进行回收；（2（3）有机溶剂、各种助剂的废包装桶、活性炭吸附设备产生废活性炭等， 收集后委托有资质的相关单位处理。 各类滤渣分类收集后能回用的尽量回用， 不 能回用的委托有资质单位处理。四.VOC的处理技术及各技术的简要说明VOC的回收技术主要有冷凝法、吸附法、吸收法和膜分离法；吸附法、吸收 法和膜分离法是通过采用选择性吸附剂和吸收剂、 选择性膜渗透来分离回收废气 中的有机溶剂。处理技术主要有催化燃烧、直接燃烧等，它是通过化学反应，将 气

23、体中的有机物转变为 CO2 和水。4.1 回收技术4.1.1 冷凝法冷凝法是最简单的回收方法，它是将废气冷却到低于有机物的露点温度，使 有机物冷凝成液滴而从气体中分离出来。 通常使用的冷却介质主要有冷水、 冷冻 盐水和液氨。通常该技术仅用于 VOC 含量高（百分之几 ） 、气体量较小的有机废 气的回收处理。其回收率与有机物的沸点有关，沸点较高时，回收率高; 沸点较低时，回收效果不好。 由于大部分 VOC系易燃、易爆气体，受到爆炸极限的限制， 气体中的 VOC含量不会太高， 所以， 要达到较高的回收率， 需采用较很低温度的 冷凝介质或采用高压措施， 这些都势必会增加设备投资和提高处理成本， 而且

24、在 通常的操作条件下， 由于相平衡的制约， 有机物蒸汽压较高， 故离开冷凝器的排 气中的 VOC含量仍不能达到排放标准， 因此，该技术一般是作为一级处理技术并 与其它技术结合使用。4.1.2 吸附法吸附法早已用于 VOC的回收处理， 尤其是活性炭吸附法已经广泛应用于苯系 物、卤代烃的吸附处理。 吸附法去除 VOC的原理是利用比表面积非常大的粒状活 性炭、炭纤维、沸石等吸附剂的多孔结构，将 VOC分子截留。当废气通过吸附床 时，VOC就被吸附在孔内，使气体得到净化。吸附法又分为固定床吸附法、流动 床吸附法和浓缩轮吸附法。 固定床吸附法固定床吸附法的特点是吸附与脱附在同一个床层上实现， 为了保证吸

25、附过程 的连续性，需要 2台或 2台以上的吸附器同时工作， 其中一些吸附器进行吸附时， 另一些进行再生。活性炭是应用最为广泛的固定床吸附剂，由于其容易吸附水， 所以不适用于温度高于 40、气体相对湿度超过 50%的气体的吸附处理此外也不 适用于易发生反应、 活性大的溶剂的吸附， 该类有机物会与活性炭或在活性炭表 面进行反应而堵塞碳孔， 这种情况可采用炭纤维或沸石作为吸附剂。 活性炭纤维 是以有机化合物纤维 （如聚丙烯、酚醛树脂、聚乙烯醇等 ）为基本原料经特殊加工 制成的。它是一种很细的纤维状物质， 具有巨大的比表面积、 外表面积和非常发 达的微孔结构，纤维上有很多微孔可以直接与有机物接触而不是

26、象颗粒活性炭那 样要先通过大孔、过渡孔，才能到达微孔，因此，活性炭纤维更易于吸附低浓度 的 VOC。与颗粒活性炭相比，其吸附有机物的能力高出 1.5 2.0 倍，吸附速度 也快 3 倍左右。由于活性炭纤维的吸附能力强， 故吸附装置可以小型化， 吸附剂 的用量也可以少些，降低处理费用。 流动床吸附法 流动床吸附系统由吸附单元和脱附单元组成。废气由吸附床底部进入，自 下而上地流动，使吸附剂流态化， VOC与吸附剂接触后被吸附，净化后的废气由 顶部排出，吸附了 VOC的吸附剂由底部排出，进入脱附单元。在脱附单元内，加 热吸附剂， 使有机物脱附出来， 将气体引入冷凝单元去回收有机溶剂。 再生后的 吸附

27、剂送回吸附单元顶部继续进行吸附操作。 浓缩轮法浓缩轮是一个装满吸附剂的旋转轮。 废气由旋转轮的上游侧进入浓缩轮的 吸附区，其中被吸附净化后的废气由旋转轮的下游排出 ; 同时另一股流量较小的、 温度较高的脱附气朝废气气流相反的方向进入浓缩轮的脱附区， 将已吸附的 VOC 脱附出来。 浓缩轮以一定速度缓慢旋转， 这样在一个系统内就可以完成吸附和脱附操作，使 VOC得到浓缩，大大降低了设备投资4.1.3 吸收法吸收技术是一种成熟的化工单元操作过程，适合于大气量、中等浓度的含 VOC废气的处理。 吸收技术是利用液体吸收剂与废气直接接触而将 VOC转移到吸 收剂中。吸收按其机理可分为物理吸收和化学吸收，

28、 通常 VOC的吸收为物理吸收， 使用的吸收剂常为柴油、 煤油、水和其它溶剂。 任何可溶解于吸收剂的有机物均 可以从气相转移到液相中，然后，对吸收液进行处理。当吸收液为水时，采用精 馏处理就可以回收有机溶剂 ; 当为非水溶剂时，考虑到回收成本，需进行吸收剂 的再生。4.1.4 膜分离膜分离技术是采用对有机物具有选择性渗透的高分子膜，在一定压力下使 VOC渗透而达到分离的目的。当 VOC气体进入膜分离系统后，膜选择性地让 VOC 气体通过而被富集，脱除了 VOC的气体留在未渗透侧，可以达标排放富集了 VOC 的气体可去冷凝回收系统进行有机溶剂的回收。选择此种方法可以分离90%的VOC。膜分离法适

29、用于中高浓度 （VOC含量高于 110-3） 的废气的处理。 膜系统的 费用与进口气体流速成正比， 与 VOC的浓度关系不大。 此法最好用于高浓度、 小 流量和有较高回收价值的有机溶剂的回收， 但其设备投资较高。 随着对环境问题 的越来越重视，膜分离技术的应用前景会很广阔， 这是因为膜法是一种清洁技术， 从膜分离系统出来的是回收的有机溶剂和净化了的排放气， 减少了二次污染的产 生。随着高效分离膜的开发和价格的降低，膜技术的应用会越来越广。4.2 综合应用技术4.2.1 蓄热式热氧化处置装置 （RTO）RTO，是一种高效有机废气治理设备。与传统的催化燃烧、直燃式热氧化炉 （ TO）相比，具有热效

30、率高（ 95%）、运行成本低、能处理大风量低浓度废气 等特点，浓度稍高时，还可进行二次余热回收，大大降低生产运营成本。第一代 RTO是单体式结构，以最简单的一进一出为风流导向。第二代 RTO是采用阀门切换式，也是最常见的一种 RTO。其由两个或多个陶 瓷填充床 , 通过阀门的切换 , 改变气流的方向 , 从而达到预热 VOC 废气的目 的。第三代 RTO采用旋转式分流导向， 并把炉膛内蓄热体分成多个等份的单体密 封单元，通过不停转动把 VOC导向至各个蓄热体单元进行氧化。第四代 RTO是最新的治理供热一体化设备，简称BHI（Burning HeatingIntegrated ），采用旋转式阀门

31、分流，把多个蓄热式紧凑结合为一个燃烧室，内 置换热器或热风调节装置，达到治理废气的同时满足供热需求。1.1 基本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。三

32、床式 RTO 的工作示意图1.2 工艺分类RTO目前有两床式、三床式和旋转式等多种形式。因为如果采用两床RTO，在蓄热床换向时， 会出现污染物未经有效处理直接排放的现象。 因此建议至少有 三个蓄热床， 其中一个用于预热进气， 另一个用于蓄热降温排气， 还有一个用于 吹扫循环，吹扫循环可避免蓄热床换向时产生冲击排放。1.3 适用范围原则上适用于 24 小时连续运转的生产企业， 进口浓度在 1.5g/m 3以上。如果 非 24 小时连续运转，需要考虑在非运转期的保温措施，否则会带来较高的运行 成本。1.4 工艺优点（1）几乎可以处理所有含有机化合物的废气；（2）可以处理风量大、浓度低的有机废气；（

33、3）处理有机废气流量的弹性很大（名义流量 20%120%）；（4）可以适应有机废气中 VOC的组成和浓度的变化、波动；（5）对废气中夹带少量灰尘、固体颗粒不敏感；（6）在所有热力燃烧净化法中热效率最高（ 95%）；（7）在合适的废气浓度条件下无需添加辅助燃料而实现自供热操作；（8）净化效率高（三室 99%）；（9）维护工作量少、操作安全可靠；（10）有机沉淀物可周期性的清除，蓄热体可更换；（11）整个装置的压力损失较小；（12）装置使用寿命长；1.5 工艺缺点：（1）装置重量大，因为采用陶瓷蓄热体（2）装置体积大，只能放在室外（3）要求尽可能连续操作（4）一次性投资费用相对较高（5）不能彻底净

34、化处理含硫含氮含卤素的有机物、4.2.2 固定床吸附脱附 -催化氧化处置装置吸附催化燃烧净化是利用工业废气中污染物可以燃烧的特性， 将污染物中含 碳氢的化合物，经活性炭吸附浓缩后，在催化剂和较低温度（ 250 450）下进 行氧化分解， 使其转化为二氧化碳与水蒸汽； 或者将分子结构中含有卤素及其他 元素的有机物转化成卤化氢、 二氧化硫、 二氧化氮或其它金属氧化物， 再经过吸 收等净化措施，将有害气体彻底转化为无害气体的一种净化方法2.1 基本原理沸石转轮浓缩 - 催化氧化装置，包括了沸石转轮浓缩装置和催化氧化装置。 在沸石转轮浓缩装置中， VOCs气体进入吸附区被吸附，成为净化气体排放。当 吸

35、附区接近饱和时，旋转至脱附再生区释放 VOCs浓缩气体，并送至催化氧化炉 燃烧分解。经脱附再生处理后的转轮再旋转至冷却区降温后， 继续进行吸附处理。 典型的工艺流程如下图 7.3 所示。沸石转轮 -催化氧化装置流程示意图2.2 应用要点转轮吸附区的设计面风速不应小于 3m/s，转轮厚度不宜小于 400mm。蓄热燃 烧装置应设置保温，保证炉体外表面温度须小于 60。如果进口 VOCs浓度高于 1.5g/m3 ，则需要考虑后续处理技术，以确保达标。2.3 净化工艺特点与普通的吸附催化燃烧净化有机废气工艺相比，本工艺中有几个新特点，可 确保系统运行安全和废气达标排放。1 ）保证车间生产能正常进行在漆

36、雾过滤器前，加装一安有电动风阀的放空旁路。 在净化设备正常运行时， 该风阀关闭；当净化设备需维修时， 该风阀自动开启， 不会因净化系统故障而影 响车间的正常生产。2）系统运行费用节省 吸附材料采用蜂窝状活性炭和活性炭纤维两种材料， 并将活性炭纤维置于蜂 窝状活性炭前。 利用活性炭纤维吸附容量大、 阻力小和吸附速度、 脱附速度快的 特点，以减小系统运行阻力，缩短脱附时间，节省运行费用，拦截透过漆雾过滤 器的微小颗粒，防止污染蜂窝活性炭吸附材料，降低吸附材料的更换费用。3）系统吸附功能得到最大程度的发挥在吸附床出口管内设置有机废气浓度监测装置， 当废气出口浓度因吸附床达 到饱和即将超标排放时， 指

37、示吸附床自动进行切换， 确保废气达标排放， 以充分 发挥吸附材料的吸附功能，避免脱附时间的盲目性。4）系统运行更有安全保障 一是在吸附床前、后，脱附风机后，催化燃烧床前、后等处加装有阻火阀， 防止燃烧火焰回串；二是在吸附床内、催化燃烧床内设有烟火探头和喷淋系统， 确保系统安全运行； 三是在脱附床、 催化燃烧床等处设置高温热电偶， 及时反应 出各床温度。5）运行期经济性能 运行期内的经济性能是工艺选型的重要一环。除了尽可能增长吸附时间，缩 短催化燃烧时间， 减少电加热器的启用次数； 选择相匹配的动力； 增强系统的预 处理能力， 在确保达标排放的前提下延长活性炭、 催化剂的使用寿命外， 充分利 用

38、催化燃烧过程中产生的大量热量尤其重要。 为此，可在系统中增添浮头式换热 器，热回收率在 70%以上，将其热量用于回收加热进入催化燃烧床的脱附气体， 以减少辅助燃料的消耗。6）系统的安全生产 任何可燃物与氧或空气的混合物都有两种临界组成，即爆炸下限和爆炸上 限。从理论上讲， 在这两个极限之间的混合气体是可燃的或爆炸性的， 因为当一 定浓度范围内的氧和可燃组分混合物被点着后，在有控制的条件下就形成火焰， 维持燃烧， 而在一个有限的空间内无控制地迅速发展则会形成爆炸。 因此，严格 控制可燃物浓度和氧气含量极为重要。 由于各种碳氢化合物在空气中爆炸浓度下 限时，其燃烧的热值及燃烧时的升温大致相同， 因

39、而常将可燃物浓度与热值、 温 升联系起来，把可燃物浓度用爆炸浓度下限 的百分数来表示，为 1%LEL （ LowerExpsiveLimit ）。大多数碳氢化合物每 1%LEL所含热值，大约可以使混 合气体温升 15.3 。为安全计，通常将可燃物浓度冲淡在爆炸浓度下限以下燃 烧，即将废气中可燃物浓度控制在 25%LEL以下，以防止由于混合物比例及爆炸 范围的偶然变化，可能引起的爆炸或回火。为此，需要在系统中的脱附风机、补 冷风机进口，安装新鲜空气进口管道。2.4 整套设备技术性能及特点A、理先进，用材独特，性能稳定，操作简单，安全可靠，无二次污染。设 备占地面积小、重量较轻。B 、采用新型的活

40、性炭吸附材料蜂窝状活性炭，其与粒（棒）状相比具 有优势的热力学性能，低阻低耗，高吸附率等，极适合于大风量下使用。C、催化燃烧室采用陶瓷蜂窝体的贵金属催化剂，阻力小，用低压风机就可 以正常运转，不但耗电少而且噪音低。D、催化燃烧装置的风量是废气源风量的十分之一，同时加热功率维持时间 为 1 小时左右，节约能源。E、吸附有机物废气的活性炭床，可用催化燃烧处理废气产生的热量进行脱 附再生，脱附后的气体再送催化燃烧室净化，不需要外加能量，运行费用低，节 能效果显著。4.2.3 固定床吸附脱附 -冷凝回收装置3.1 基本原理有机废气由高压离心风机抽送进入装有活性炭的吸附槽内。 在通过活性炭层 时，有机溶

41、剂被活性炭吸附在孔隙中。 吸附槽吸附一定时间， 系统自动启动真空 泵进行抽吸， 同时通入低压蒸汽加热气提溶剂， 使活性炭得到再生。 从活性炭表 面脱附下来的有机溶剂和水蒸汽进入冷凝器冷凝成液体后， 混合液体进入比重分 离槽自动分离固定床吸附脱附 -冷凝回收装置示意图4.3 生物处理法生物处理技术应用于有机废气的净化处理是近几年才开始的， 是一项新兴的 技术。常见的生物处理工艺包括生物过滤法、生物滴滤法、生物洗涤法、膜生物 反应器和转盘式生物过滤反应器法。生物膜法是利用微生物的新陈代谢过程对多种有机物和某些无机物进行生 物降解，生成 CO2 和 H2O，进而有效去除工业废气中的污染物质。该法具有设备 简单，运行维护费用低， 无二次污染等优点。 但对成分复杂的废气或难以降解的 VOC，去除效果较差 , 体积大和停留时间长， 选用不同的填料其降解有机废气的效 果参差不同。4.4 其他方法近年来，随着材料、化学科学的发展， VOC的处理技术也愈加多样化、先进 化、复杂化。最新的 VOC处理办法包括（ 1）半导体光催化氧化法（ 2）非平衡等 离子体法。这些方法有些具有很大的潜力， 但实际应用较少。 在此不做具体讨论。