石油、化工、噴漆、印刷、金屬表面處理等行業(yè)都需利用有機溶劑作為稀釋劑或清洗劑，在使用過程中，部分溶解劑揮發(fā)性有機氣體進(jìn)入大氣中，有機廢氣中的污染物毒性強、種類多，如不能良好治理將導(dǎo)致破壞生態(tài)環(huán)境、危害人體健康。

1 工程概況

項目產(chǎn)生的有機廢氣來源于噴涂車間，廢氣主要有苯、甲苯和二甲苯等有機污染物。廢氣量按 13000 m 3 /h 設(shè)計。凈化后氣體中有機廢氣最高充許排放濃度指標(biāo)符合廣東省《大氣污染物排放限值》DB44/T27-2001 第二時段二級標(biāo)準(zhǔn)。

2 工藝設(shè)計

2.1 工藝原理 [1]

有機廢氣處理技術(shù)主要包含吸收法、活性炭吸附、催化燃燒等技術(shù)的應(yīng)用：

2.1.1 吸收法

吸收法治理 VOCs 氣體是利用吸收液將氣相 VOCs 溶解進(jìn)液相中，針對 VOCs 的親疏水性，選擇不同的水性溶解或有機溶劑作為吸收劑，再利用 VOCs 與吸收液的物化性質(zhì)不同進(jìn)行分離。一般采用物理吸收，即將 VOCs 氣體通入噴淋吸收裝置，使廢氣得到凈化。

2.1.2 吸附法

吸附法具有成本低、去除率高、工藝成熟等優(yōu)勢，是處理低濃度 VOCs 的主要工藝。利用固體表面上存在著未平衡和未飽和的分子引力或化學(xué)鍵力，氣體與固體表面發(fā)生接觸時，氣相中的污染物被吸附在表面，從而得以凈化?；钚蕴课椒ň哂形饺萘看?、效率高且吸附脫附速率快等優(yōu)點，該法在國內(nèi)最常用處理有機廢氣方法，技術(shù)相對成熟。

2.1.3 催化燃燒法

在催化劑作用下，把廢氣中的 VOCs 組分氧化成無害無臭的二氧化碳和水；大部分 VOCs 組分具有可燃燒性，催化燃燒為無火焰燃燒，與熱力燃燒和直接燃燒對比，安全性更好，要求的燃燒溫度更低。本法起燃溫度低、節(jié)能、凈化效率高、操作方便、占地面積大、設(shè)備投資較大，適用于高溫或高濃度的有機廢氣。催化燃燒法已成功應(yīng)用于金屬印刷、油漆、化工、噴涂等多種行業(yè)中凈化有機廢氣。針對車間產(chǎn)生的有機廢氣，本項目采用組合工藝：噴淋塔吸收+干式過濾器＋活性碳吸附濃縮催化燃燒治理工藝。

2.2 工藝流程

2.3 工藝說明

本項目工程對車間產(chǎn)生的有機廢氣，方案采用噴淋+干式過濾器＋活性炭吸附濃縮催化燃燒工藝。有機廢氣先經(jīng)過噴淋塔，將廢氣中濃度較高有機溶劑捕集到水相，水噴淋吸收過程產(chǎn)生的吸收液，可循環(huán)使用，當(dāng)循環(huán)水噴淋液中有機溶劑達(dá)到一定的濃度時，進(jìn)廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行生化處理，并定期向循環(huán)噴淋吸收系統(tǒng)補充水。廢氣經(jīng)過噴淋后進(jìn)入干式過濾器，將廢氣中的水霧去除，避免水霧吸附在活性炭上，影響活性炭的吸附效率和使用壽命?；钚蕴嘉綕饪s催化燃燒裝置進(jìn)行深度處理，有機氣體在裝置內(nèi)有機物質(zhì)被活性炭特有的作用力截留在其內(nèi)部，凈化后的氣體經(jīng)外排風(fēng)管高空達(dá)標(biāo)排放。活性炭吸附裝置兩套并聯(lián)運行，當(dāng)活性炭吸附裝置 1 飽和后，關(guān)閉塔內(nèi)進(jìn)氣和出氣閥門，同時打開活性炭吸附裝置 2 的管道閥門。運行活性炭再生脫附系統(tǒng)，將濃縮的高濃度有機廢氣輸進(jìn)催化燃燒床進(jìn)行燃燒處理，氧化燃燒后的氣體達(dá)標(biāo)排放；脫附再生后的活性炭下一個流程重新開始工作。

催化燃燒裝置內(nèi)設(shè)加熱室，啟動加熱裝置，進(jìn)入內(nèi)部循環(huán)，當(dāng)熱氣體達(dá)到有機物的沸點時，有機物就從活性炭內(nèi)解吸出來，進(jìn)入催化燃燒室進(jìn)行催化反應(yīng)分解成二氧化碳和水，且產(chǎn)生能量。利用釋放出的能量再進(jìn)入吸附床脫附時，此時加熱裝置完全停止工作，有機廢氣在催化燃燒室內(nèi)維持自燃，尾氣再生，循環(huán)進(jìn)行，直至有機物完全從活性炭內(nèi)部分離，至催化燃燒室分解。活性炭得到了再生的同時，有機物也得到分解處理。

2.4 工藝設(shè)計

2.4.1 集氣罩

在各廢氣排放點設(shè)適合的收集罩收集廢氣，再連接到總管引至廢氣處理裝置。

2.4.2 噴淋塔

產(chǎn)生的有機廢氣：總產(chǎn)生量 13000 m 3 /h。

2.4.3 干式過濾器

標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備：Q=13000 m 3 /h

2.4.4 活性炭吸附濃縮催化燃燒裝置

標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備：Q=13000 m 3 /h活性炭吸附裝置流速 0.35m 3 /s；催化燃燒參數(shù)：運行溫度：300~450 ℃，凈化效率：95 %以上活性炭吸附濃縮催化燃燒裝置是根據(jù)吸附和催化燃燒兩個基本原理，即吸附濃縮-催化燃燒法，該設(shè)備采用雙氣路連續(xù)工作，設(shè)備兩個吸附裝置交替使用。催化燃燒裝置由催化反應(yīng)室、熱交換室和加熱室構(gòu)成。

2.4.5 加壓風(fēng)機

每套噴淋裝置設(shè)計一臺耐腐蝕離心風(fēng)機，風(fēng)機規(guī)格及參數(shù)如下：風(fēng)量：Q=10134~20628 m 3 /h；風(fēng)壓：2004~2734 Pa；風(fēng)機功率：15 kw；型號：4-72No.6C；風(fēng)機數(shù)量：1 臺。

3 運行情況

項目經(jīng)過調(diào)試后，污染物指標(biāo)均能達(dá)標(biāo)排放。監(jiān)測數(shù)據(jù)如下：

第三方檢測機構(gòu)對凈化裝置進(jìn)出口尾氣的檢測結(jié)果如表1所示，檢測結(jié)果顯示排放濃度和速率均滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求。從凈化裝置的運行效果分析，主要監(jiān)控指標(biāo)苯、甲苯和二甲苯的去除率均達(dá)到96 %以上。

本項目活性炭吸附濃縮催化燃燒裝置，其中包含吸附+熱脫+催化燃燒聯(lián)合工藝，先利用活性炭吸附富集低濃度 VOCs，活性炭飽和后，通過熱解脫附富集的 VOCs 進(jìn)行催化燃燒，因為脫附后的 VOCs 氣量小且 VOCs 濃度高，脫附的高濃度 VOCs 通過催化燃燒放熱可用于活性炭再生和預(yù)加熱催化燃燒氣體，大大的降低項目的運行費用。

4 結(jié)論

本項目自竣工以來，凈化后氣體中有機廢氣污染物最高充許排 放 濃 度 指 標(biāo) 均 符 合 廣 東 省 《 大 氣 污 染 物 排 放 限 值 》DB44/T27-2001第二時段二級標(biāo)準(zhǔn)的要求。本項目采用噴淋+干式過濾器＋活性炭吸附濃縮催化燃燒工藝，運行穩(wěn)定、污染物去除效率高及運行費用低，為新建的有機廢氣處理工程項目設(shè)計和環(huán)境保護(hù)提供了示范，有助于實現(xiàn)企業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展，降低區(qū)域大氣環(huán)境污染負(fù)荷，改善區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量。