VOCs治理蓄熱反應(yīng)問題分析與對策

李 閩 莊夏芳

蘇州市吳江區(qū)盛澤鎮(zhèn)綜合執(zhí)法局 江蘇 蘇州215200

揮發(fā)性有機(jī)化合物也就是環(huán)保領(lǐng)域中常說的VOCs,在環(huán)保意義上來 說,揮發(fā)性有機(jī)化合物以及大氣光化學(xué)反應(yīng)是十分重要的,不參與揮發(fā)以及大氣光化學(xué)反應(yīng)并不會產(chǎn)生危害。在我國相關(guān)規(guī)定中,將揮發(fā)性有機(jī)化合物定義為參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物,也可以依據(jù)規(guī)定方法,測量或者是計算有機(jī)化合物。

一、關(guān)于廢氣治理技術(shù)分析

(一)關(guān)于吸收法分析。這一方法的使用主要是利用溶劑吸收廢氣中存在的VOCs,結(jié)合VOCs不同種類,在實際使用過程中可以選擇針對性的溶劑。例如工作人員在處理油品灌區(qū)VOCs時可以選擇柴油作為吸收劑,針對含有醇醛類的VOCs,能夠用水有效吸收。吸收方法的使用能夠降低廢氣中的VOCs,其具有較好的實用性,較為常見的VOCs可以利用這種方法處理,但是這一方法的使用難以獲得較高的脫除率[1]。分析吸收法的使用特點(diǎn),可以將其作為預(yù)處理方法,與其他方式結(jié)合使用。

(二)關(guān)于焚燒法分析。焚燒法是利用焚燒爐將廢氣實現(xiàn)氧化分解,廢氣中的VOCs含量不高,難以當(dāng)做燃料燃燒,促進(jìn)VOCs的完全分解,需要將爐溫提高到800攝氏度以上,這一工藝流程較為簡單,投資成本不高,氣體凈化效率也比較高。在爐溫過高的情況下,能夠?qū)崿F(xiàn)較好的凈化效率。這一工藝的使用缺點(diǎn)是消耗較嚴(yán)重,極易產(chǎn)生Nox,降低能耗可以使用廢熱鍋爐回收熱能,這一過程也可以使用燃燒煙氣預(yù)熱廢氣。

(三)關(guān)于蓄熱焚燒法分析。這種技術(shù)使用需要借助蓄熱式氧化爐,這是一種具備高效性的廢氣治理設(shè)備,使用原理是在高溫狀態(tài)下,將可燃廢氣氧化,逐步生成相應(yīng)的氧化物和水,實現(xiàn)凈化廢氣的目的,在廢氣回收分解過程中,釋放出的熱量,這一過程中的熱回收效率會達(dá)到95%。蓄熱式氧化爐主體結(jié)構(gòu)是通過燃燒室、陶瓷填料等組成,使用熱氧化法處理一部分有機(jī)廢氣,熱量的回收利用陶瓷蓄熱床換熱器,這一設(shè)備的使用主要構(gòu)成部分有陶瓷蓄熱床以及自動控制閥等,使用主要特性是蓄熱床底部位置的自動控制閥會與進(jìn)氣總管以及排氣總管相連,經(jīng)過交替閥之后會交替換向,這時由燃燒室出來的高溫氣體會蓄留熱量,實現(xiàn)預(yù)熱之后進(jìn)入蓄熱床。使用這一技術(shù)的主要優(yōu)勢是保證有機(jī)廢氣在燃燒室產(chǎn)生氧化反應(yīng),轉(zhuǎn)化為二氧化碳以及水分后,會實現(xiàn)凈化。

蓄熱焚燒法使用的優(yōu)勢與焚燒法較為類似,在正常條件下不需要外部熱源的輔助;但在使用過程中,設(shè)備結(jié)構(gòu)具有復(fù)雜性,投資成本相對來說較高,焚燒過程中,物質(zhì)為爆炸極限范圍介質(zhì)時,需要稀釋介質(zhì)之后焚燒,在介質(zhì)稀釋不充分時,極易出現(xiàn)爆炸情況[2]。

二、關(guān)于蓄熱反應(yīng)原理分析

(一)關(guān)于工藝原理分析。針對VOCs的治理,蓄熱反應(yīng)屬于一種較成熟的技術(shù),設(shè)備的構(gòu)成一般為多個蓄熱室,均設(shè)有催化劑床以及蓄熱床,主要為上下兩層布置。系統(tǒng)的使用是通過進(jìn)氣閥以及排氣閥之后,調(diào)整各個蓄熱室之間的溫度,保持其平衡,防止在實際換向操作過程沒有反應(yīng)的氣體由于換向原因直接排出,造成尾氣超標(biāo)的情況,在換向閥中加入吹掃閥[3]。

含有VOCs的廢氣在經(jīng)過氣閥進(jìn)入蓄熱室之后,會經(jīng)過第一級蓄熱床,加熱直至反應(yīng)溫度,進(jìn)入催化劑床,使用貴金屬催化劑,VOCs結(jié)合空氣中的氧氣在高溫條件下會產(chǎn)生氧化反應(yīng),轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水,這一過程中會釋放大量的熱。在反應(yīng)之后,氣體會經(jīng)過加熱室,通過另一個蓄熱室由頂部進(jìn)入之后,經(jīng)過第二級催化劑床,氣體中殘留的VOCs會產(chǎn)生反應(yīng),在蓄熱床影響下,廢氣氧化反應(yīng)溫度會升高,熱量會經(jīng)由廢氣傳輸?shù)叫顭狍w,實現(xiàn)熱量回收。結(jié)束之后為其會經(jīng)過排氣閥進(jìn)入反應(yīng)器,經(jīng)過主風(fēng)機(jī)輸送進(jìn)入排氣筒,最后排向大氣。閥組的換向周期設(shè)置為三個階段,不同的階段中三個蓄熱室會處于放熱、蓄熱以及吹掃三種狀態(tài)中,以此循環(huán)。

三、關(guān)于工藝優(yōu)化措施分析

(一)關(guān)于方案設(shè)計分析。換向閥組的順序控制措施能夠防止同步開關(guān)在換向閥組反應(yīng)器憋壓過程以及廢氣短路的直排問題,在相鄰兩個動作中,會間隔1-2秒,在前一個動作結(jié)束之后,成為后一個工作開始的依據(jù)[4]。

(二)關(guān)于實際應(yīng)用分析。首先實施同步開關(guān)方案,在設(shè)備實現(xiàn)聯(lián)合調(diào)試第一階段中,將換向閥組的動作設(shè)置為同步開關(guān),這時蓄熱室中對應(yīng)的排氣閥為同步開關(guān),第二個蓄熱室相對排氣閥執(zhí)行會調(diào)慢2秒,反應(yīng)器內(nèi)的壓力會產(chǎn)生劇烈波動,結(jié)合壓力表的使用,在2秒內(nèi)反應(yīng)器內(nèi)部壓力會上升,設(shè)備緊急泄壓閥會起跳,檢測結(jié)果也顯示尾氣中的VOCS濃度超標(biāo)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作頻率調(diào)整與其他閥門動作相似后,不會出現(xiàn)起跳現(xiàn)象,反應(yīng)器依然存在壓力波動情況,尾氣中VOCS濃度也降低,能夠?qū)崿F(xiàn)達(dá)標(biāo)排放[5]。

總結(jié)

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展,人們思想意識水平提高,環(huán)保意識也在逐年加強(qiáng),VOCs治理技術(shù)應(yīng)用效果不斷提升,對我國資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的建設(shè)具有重要意義。