涂料和涂装行业的VOCs排放量占我国固定排放源的20~30%,分布也比较广,它对环境的危害较大,在降低涂料涂装行业相关行业的VOCs排放对于大气污染防治非常重要。、地方和各行业出台了严格的VOCs排放标准,北京、上海等六省份和直辖市先后发文征收挥发性有机物VOCs的排污费。
通常涂料或涂装工厂的厂区存在多个VOCs的排放点、VOCs的浓度分布不均等特点,单独的处理工艺很难解决全厂的VOCs排放问题。“活性炭氮气脱附+沸石浓缩+RTO”组合工艺,该工艺能够全方位的治理涂料或涂装厂区的VOCs废气。该工艺的示意图如下图所示:
对于车间内的低浓度、大风量的VOCs环境废气(100mg/m3以下),首先采用活性炭吸脱附装置对废气进行浓缩,浓缩后进入RTO进行热氧化处理。该工艺采用目前先进的氮气保护脱附的技术,具体的过程为:
①脱附过程:采用热氮气(150℃)对活性炭吸附层进行吹扫,使脱附的VOCs脱附,进入废气混合器。
②吸附过程:用圆柱状溶剂性生物质活性炭吸附塔进行有机气体吸附,吸附废气中的VOCs成分,剩余的洁净气体通过烟囱排入大气。
③经过活性炭浓缩后的废气进入RTO进行热氧化分解,浓缩后的VOCs浓度能够满足RTO系统的运行,无需添加额外的燃料。
④活性炭冷却:冷氮气进行活性炭冷却。
系统通过阀门的切换来控制活性炭吸附罐的运行周期,轮流进行吸附脱附,循环工作,保证系统的连续运行。利用氮气对VOCs脱附,不会燃烧和爆炸、不会增加有机物残留、提高了活性炭吸附系统的安全性和使用寿命;氮气保护VOCs废气的脱附是关键的技术部分。
对于中低浓度、大风量的VOCs废气(100~1000mg/m3),本工艺采用浓缩沸石转轮对废气进行一定倍数的浓缩,运行过程中可根据废气处理量和浓缩的倍数要求,以1~8r/h的速度持续缓慢旋转。
①脱附后的转轮进入“冷却区”,经冷却空气吹扫,恢复至常温,再次旋转至“吸附区”,重新开始下周期。
②废气中含有的VOCs成分被吸附在转轮“吸附区”的沸石分子筛内部,脱除VOCs的洁净空气则直接排放至大气。
③转轮持续旋转吸附VOCs,逐渐趋向吸附饱和,当转轮旋转进入至“脱附区”时,在热空气的吹扫下,沸石吸附的VOCs进入废气混合器,再进入RTO,进行热氧化反应。
沸石浓缩转轮装置的安全性高,沸石转轮由无机氧化物组成,具有不燃性。能够连续性、自动化的运行,操作简单。中低浓度VOCs废气经过浓缩的废气满足RTO运行,运行过程中无需添加额外的燃料。
对于高浓度、大风量的VOCs废气(1500mg/m3以上),该工艺直接通过风机送入废气混合器,与自活性炭脱附来的高浓度废气和自沸石浓缩转轮来的高浓度废气,一起送入蓄热式热氧化器RTO装置。
废气经预热室吸热升温后,进入燃烧室高温焚烧(升温到800℃左右),VOCs挥发性有机物氧化成二氧化碳和水,再经过另一个蓄热室蓄存热量后排放,蓄存的热量用于预热新进入的有机废气,经过周期性地改变气流方向从而保持炉膛温度的稳定。多余的热量可进行热量回收。
“活性炭氮气脱附+沸石浓缩+RTO”组合工艺是针对全厂的多废气源、多浓度废气的全方位系统性的解决方案,能够综合性的对低浓度、中低浓度和高浓度的VOCs废气进行处理,整个工艺系统采用PLC自动程序控制,保证各个装置连续安全可靠地运行,保证全厂VOCs的去除率达到99%以上。
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