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　　無(wú)機尾氣處置器

　　現階段常見(jiàn)的處置方式有稀釋法、熔融法、粘附法、微生物法、熱水解法、磁法等，正在KF的有電生物化學(xué)法、分子生物法、氫銨劑法、電子零件床加熱法等。

欲選擇合適的一類(lèi)處置方式(或幾種方式組合)，比較后得到處置方案，要綜合考慮下列因素：

　　下列簡(jiǎn)要介紹現階段常見(jiàn)的VOC處置方式和處置器：

(1)稀釋法。稀釋法是借助某一VOC易溶于特殊的混合物(或添加生物化學(xué)藥劑的溶液)的特性展開(kāi)處置的一類(lèi)方式。、見(jiàn)的混合物是水。為了增大VOC與混合物的稀釋率和接觸面積，這個(gè)過(guò)程通常都在裝有石蠟的稀釋塔中完成。

(2)熔融法。對低含量VOC，能使其透過(guò)熔融器，液態(tài)的VOC減少到沸點(diǎn)下列，凝固成膠體，再靠重力作用落到凝固區下部的貯罐中，從貯罐中抽出液態(tài)VOC，就能拆解再借助。此種方式對低含量、須拆解VOC具備良好的效益。

(3)粘附法。粘附法是借助這類(lèi)具備從固相混合物中有若所粘附這類(lèi)組分能力的科紫麻固體(粘附劑)來(lái)去除VOC的一類(lèi)方式?，F階段用以處置VOC的粘附劑有助劑和霧化纖維，所制的器為管路切換式兩床(或多床)粘附器。此種方式對各種含量、須拆解的混合物類(lèi)VOC具備顯著(zhù)的效益。

(4)微生物法。微生物法是借助微微生物分解VOC的一類(lèi)方式。所制的器為微生物冷卻系統，第十四條要占用較大的空間。微生物法通常見(jiàn)于處置低含量VOC。

(5)磁法。其基本原理是：透過(guò)陡前沿、窄脈寬(RS級)的高壓脈沖Pouanc放電，在冷藏標準狀態(tài)下獲得非平衡磁，即產(chǎn)生大量的高能電子零件和O·、OH·等活性粒子，對VOCs分子展開(kāi)水解、水解生物化學(xué)反應，使VOCs比較后轉化為無(wú)害物。

　　3水解法處置VOC

對有毒、有害、不須拆解的VOC，熱水解法是一類(lèi)較*的處

　　aCHO +bQ——cCO2+dH2O

此種水解生物化學(xué)反應很像生物化學(xué)上的熔化過(guò)程，只不過(guò)由于VOC的含量太低，所以生物化學(xué)反應中不會(huì )產(chǎn)生可見(jiàn)的火焰。

　　水解法通常透過(guò)下列三種方式使水解生物化學(xué)反應能夠順利展開(kāi)：一是加熱，使含VOC的尾氣達到水解生物化學(xué)反應所需的環(huán)境溫度；二是使用催化劑，水解生物化學(xué)反應在較高的環(huán)境溫度下在催化劑表面展開(kāi)。

　　因此水解法可分成下列三種：

(1)催化劑水解法?，F階段所制的催化劑主要就分成白銀催化劑和非白銀催化劑，白銀催化劑主要就是鉑和鈀，以極細顆粒的形式分布在催化劑媒介上，媒介通常為金屬或陶瓷的蜂窩和袋裝石蠟。典型的非白銀催化劑是過(guò)渡元素金屬水解物(如二水解錳)與黏合劑混合后制成各種形狀的催化劑。為了防止催化劑食物中毒后丟掉催化劑活性，要在處置前去除能使催化劑食物中毒的化學(xué)物質(zhì)(如Pb、Zn、As、P、Hg等)。如果舍VOC尾氣中的催化劑毒物和遮蓋催化劑的化學(xué)物質(zhì)得不到去除，則不能使用催化劑水解法。

　　(2)熱水解法。熱水解法可分成四種：熱力熔化式、間板結構和熱交換器式。它們的主要就區別在于熱量拆解方式的不同。四種方式都能和催化劑法結合起來(lái)以減少生物化學(xué)反應環(huán)境溫度。

a．熱力熔化式熱水解器。熱力熔化式熱水解器通常指的是氣體焚燒爐。它由助燃劑、混合區和熔化室組成。助燃劑(天然氣、石油等)作為輔助燃料，熔化產(chǎn)生的熱在混合區對VOC尾氣展開(kāi)預熱，熔化室為預熱后的尾氣提供足夠大的空間和足夠長(cháng)的時(shí)間以完成比較后的水解生物化學(xué)反應。

在供氧充足的前提條件下，水解生物化學(xué)反應的程度(影響比較后的VOC去處率)取決于“三T條件”：生物化學(xué)反應環(huán)境溫度(Temperature)、駐留時(shí)間(Time)、湍流混合情況(Tu

b．間板結構熱水解器。間板結構熱水解是指在熱水解器中加入間板結構熱交換器，熱交換器把從熔化室排出的高溫氣體所帶的熱量傳遞給水解器JK處的低溫氣體，預熱后發(fā)生水解生物化學(xué)反應。由于現階段的間板結構熱交換器可獲得85％的熱拆解率，所以極大地減少了輔助燃料的消耗。間板結構熱交換器通常設計成管式、殼式或板式。由于通常的熱水解環(huán)境溫度要保持在800oC-1000oC，所以間板結構熱交換器要由耐熱、耐腐蝕的不銹鋼或合金材料制成。這就使得間板結構熱交換器的造價(jià)很高，這是問(wèn)板結構熱水解器的一個(gè)缺點(diǎn)。同時(shí)材料的熱應力也不易消除，這是間板結構熱水解器的另一個(gè)缺點(diǎn)。

c．熱交換器式熱水解器。熱交換器式熱水解器(RegenerativeThermal Oxidizer，下列簡(jiǎn)稱(chēng)RTO焚燒爐)，是在熱水解器中加入熱交換器式熱交換器，預熱VOC尾氣，再展開(kāi)水解生物化學(xué)反應。隨著(zhù)熱交換器材料的發(fā)展，現階段熱交換器式熱交換器的熱拆解率已能達到95％ 以上，而且占用空間越來(lái)越小。這樣輔助燃料的消耗很少(甚至不用輔助燃料，且當VOC的含量達到一定值以上時(shí)，還可從RTO焚燒爐輸出熱量)。同時(shí)，由于現階段的熱交換器材料都選用陶瓷石蠟，所以可處置腐蝕性或含有顆粒物的VOC尾氣。

　　4分子生物技術(shù)

無(wú)機氣體分子生物是一類(lèi)高效的新型分離技術(shù)，其流程簡(jiǎn)單、拆解率高、能耗低、無(wú)二次污染，是一類(lèi)非常有前途的技術(shù)。

　　分子生物技術(shù)的基礎就是使用對無(wú)機物具備滲透選擇性的聚合物復合膜。該膜對無(wú)機蒸氣較空氣更

易于滲透10～100倍。當尾氣與膜材料表面接觸時(shí)，無(wú)機物能透過(guò)膜，從尾氣中分離出來(lái)。為保證過(guò)程的展開(kāi)，在膜的進(jìn)料捌使用壓縮機或滲透側使用真空泵，使膜的兩側形成壓力差，達到膜滲透所需的推動(dòng)力。

分離膜是由涂層和支撐層組成的復合膜，涂層提供分離性能，而多孔支撐層提供機械強度。

涂層材料通常為具備高度選擇性的聚二甲基硅烷，該層決定膜的分離性能，而支撐層也對膜的性能有重要影響。常見(jiàn)的支撐層材料為聚砜、聚醚砜、聚酰亞胺、聚偏氟乙烯?，F階段提供VOcs分離膜的廠(chǎng)家—— MTR 和Nitto提供卷式膜，GKSS提供板式膜。卷式膜更緊湊和更經(jīng)濟，可大大地減少電子設備費用；而板式膜能提供很好的流動(dòng)分布和減少滲透側壓力降，MTR的研究KF取得了突破，能生產(chǎn)大

　　4．1 分子生物系統

的分子生物過(guò)程為單級分子生物系統，直接壓縮尾氣并使其透過(guò)膜表面，來(lái)實(shí)現VOCs的分離；但因為分離程度很低，故單級很難達到分離要求。

　　KF了一類(lèi)新型的集成分子生物系統。該技術(shù)結合壓縮熔融和膜單元三種技術(shù)的特點(diǎn)來(lái)實(shí)現分離。

可先，用壓縮機先將無(wú)機尾氣提高到一定壓力。壓縮的無(wú)機尾氣進(jìn)人熔融器被冷卻，部分VOCs冷

凝下來(lái)，直接進(jìn)到儲罐，以展開(kāi)循環(huán)和再用。離開(kāi)熔融器的非凝氣體仍具備一定的壓力，用做膜滲透的驅動(dòng)力，使分子生物不再需要附加的動(dòng)力；該非凝壓縮氣中，仍含有相當數量的無(wú)機物。當壓縮氣透過(guò)無(wú)機選擇性膜的表面時(shí)，膜將氣體分成兩股物流：脫除了VOCs的未滲透側的大部分凈化氣直接排放；滲透物流為富集無(wú)機物的蒸汽，該滲透物流循環(huán)到壓縮機的JK。由于VOCs的循環(huán)，回路中VOCs的含量迅速上升，直到進(jìn)人熔融器的壓縮氣達到VOCs凝固含量，這樣系統就達到穩態(tài)。系統通常能從進(jìn)料氣中移出vOcs達到99% 以上，使排放氣中的VOCs達到環(huán)保排放標準。

該循環(huán)系統的特點(diǎn)是未滲透物流的含量D立于進(jìn)料氣的含量，該含量由熔融器的壓力和環(huán)境溫度決

　　定。

　　4．2 分子生物系統設計和操作參數

分子生物系統的設計主要就考慮膜材料和操作條件兩方面因素，主要就設計參數有膜的選擇性、壓力比、凈化率。主要就操作參數有：①無(wú)機尾氣進(jìn)料含量；②進(jìn)料側和滲透側的壓力；③環(huán)境溫度和爆炸極限；④操作方式(間歇或連續)；⑤凈化率。

　　4．2．1 膜的選擇性

膜的選擇性為待分離兩組分的滲透性之比，它為兩組分的擴散系數之比(稱(chēng)為移動(dòng)選擇性)與吸著(zhù)

　　系數之比(稱(chēng)為吸著(zhù)選擇性)的乘積。移動(dòng)選擇性反映分子在膜材料中的不同平均速度，分子尺寸增大，則速度減少了吸著(zhù)選擇性反映溶解在膜中的分子數。它正比于三種氣體的相對凝固性。

吸著(zhù)系數隨滲透物凝固性增加而增加，即隨著(zhù)分子直徑的增大而增加，這樣易凝固的大分子，其吸著(zhù)系數大，碳氫化合物較非凝性氣體的吸著(zhù)系數更大。

橡膠態(tài)聚合物吸著(zhù)選擇性占主導，滲透性隨滲透物尺寸增大而增加。硅橡膠對芳烴、酮和鹵化碳氫化合物的滲透選擇性均較高，通常為30—60。

　　4．2．2 壓力比

　　因為壓力是分子生物的動(dòng)力，故另一個(gè)非常重要的參數是壓力比(定義為總的進(jìn)料壓力／總的滲透側

壓力)。壓力比與選擇性共同確定透過(guò)膜所得到的富集混合物的情況。

　　對實(shí)際情況，可達到的壓力比有一定的限制，壓縮進(jìn)料到非常高的壓力，或在滲透側有一個(gè)非常高的真空，需要大量的能量和昂貴的泵。故通常的壓力比為10—30。

透過(guò)調整膜面積、熔融器的環(huán)境溫度及透過(guò)膜的壓力比，MTR的循環(huán)分子生物設計能很容易控制比較后排放氣中無(wú)機物含量。

　　排放氣中無(wú)機物含量隨膜面積增大而迅速減少?；螂S著(zhù)膜面積減少而迅速增大；當面積減少到一

　　定程度．則不產(chǎn)生分離，排放氣含量等于進(jìn)料氣的含量。

熔融器的環(huán)境溫度減少，濃縮所需要的露點(diǎn)環(huán)境溫度也減少，更多的VOCs在熔融器中拎凝，能顯著(zhù)地減少進(jìn)入膜單元的無(wú)機物含量。然而實(shí)際上，由于氣體中的水蒸氣會(huì )產(chǎn)生結冰問(wèn)題，低于O C的拎凝溫

　　度很少使用。

壓力比對排放氣含量的影響也與膜面積相似，增大壓力比．排放氣含量顯著(zhù)減少，但壓力比不能小于某個(gè)值，否則不會(huì )產(chǎn)生分離。

　　4.3分子生物技術(shù)的使甩范圍

現在廣大區域上已有近60TA-O分子生物VO 的器。在美G大部分器用來(lái)拆解VOCs、HCFCs、氯乙烯等高價(jià)值產(chǎn)品；在歐洲和RB主要就從石油運輸操作中拆解碳氫化合物。

膜技術(shù)幾乎能用來(lái)拆解各種高沸點(diǎn)的揮發(fā)無(wú)機物，如三苯、丁烷以上的烷烴、氯化無(wú)機物、氟氯碳氫化TA-I物、酮、酯等 它可用于各種行業(yè)．如PVC加工中拆解VCM，聚烯烴器中拆解乙烯、丙烯單體制冷電子設備、氣霧刺及泡辣生產(chǎn)中產(chǎn)生的CFCs和HCFCs的拆解，印刷中產(chǎn)生的甲苯等的拆解。

工業(yè)無(wú)機尾氣的治理在環(huán)保治理工程領(lǐng)域發(fā)展時(shí)間不長(cháng)，現階段各種治理技術(shù)、工藝仍然不夠成熟，或多或少地存在一些缺陷，如運行不穩定、能耗高、管理維護工作量大等。隨著(zhù)環(huán)保技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)無(wú)機尾氣治理的新技術(shù)新成果將不斷出現，近NA來(lái)出現了Pouanc法、臭氧分解法、磁法等。今后，工業(yè)無(wú)機尾氣治理技術(shù)將朝著(zhù)電子設備制造成本低、能耗低、管理維護簡(jiǎn)單等方向發(fā)展。

　　尾氣處置電子設備

噴漆尾氣污染主要就表現為噴涂過(guò)程中產(chǎn)生的噴霧顆粒以及無(wú)機尾氣，就現階段來(lái)講，很多企業(yè)對無(wú)機尾氣的認識明顯不足，即使想要處置，也被尾氣處置電子設備較高的技術(shù)成本所折倒，大多數企業(yè)為了節約噴漆無(wú)機尾氣處置成本，采用低效尾氣處置電子設備，甚至違法排放。

噴漆無(wú)機尾氣中含有大量的甲苯、苯、二甲苯等無(wú)機化合物，不僅會(huì )危害人體健康，還會(huì )嚴重影響大氣環(huán)境。因此，需要加強噴漆無(wú)機尾氣處置，減少?lài)娖徇^(guò)程無(wú)機尾氣的排放。

當前較為單一的無(wú)機尾氣處置技術(shù)很難達到噴漆無(wú)機尾氣處置的標準，所以需要使用多種技術(shù)組合工藝展開(kāi)無(wú)機尾氣處置。其中應用比較多的組合工藝就是粘附濃縮和熱交換器熔化的組合。

　　粘附處置技術(shù)是尾氣處置技術(shù)的主要就方式，尾氣處置工藝中比較經(jīng)常使用的是助劑與FeO分子篩兩類(lèi)。

助劑具備比表面積大的優(yōu)點(diǎn)，適用于大部分VOCs的吸附凈化，但是當尾氣濕度>60%時(shí)，其粘附效果會(huì )大大減少。相對助劑，FeO粘附劑的特性為:不可燃;耐溫1000℃，可用熱空氣高溫再生;有較強的疏水性。

FeO炮身粘附濃縮催化劑熔化電子設備以陶瓷纖維為基材，表面涂覆疏水性FeO做粘附劑，透過(guò)FeO炮身對噴漆無(wú)機尾氣展開(kāi)粘附壓縮，提低含量，再將低含量的無(wú)機尾氣脫附后送入催化劑水解爐展開(kāi)無(wú)焰熔化，分解成二水解碳和水，達到噴漆無(wú)機尾氣處置的目的。

FeO炮身粘附濃縮催化劑熔化電子設備采用粘附-脫附-濃縮焚化三項連續程序，特別適合于大風(fēng)量、低含量無(wú)機尾氣處置，過(guò)濾效果更好、無(wú)機尾氣處置能力更強，對當前環(huán)保重點(diǎn)要求的笨、甲苯、二甲苯、非甲烷總烴等無(wú)機尾氣處置有顯著(zhù)效果。