在工業生產過程中,揮發性有機物(VOCs)的排放治理是大氣污染防治的重要環節。在眾多的VOCs治理技術中,吸附法、吸收法和燃燒法是應用較為廣泛的三種技術路線。本文將深入解析這三種方法的的工作原理,并對比分析其適用場景與性能特點,為企業選擇合適的技術方案提供參考。
吸附法屬于干法工藝,是廣泛采用的技術之一。其原理是利用比表面積非常大的具有多孔結構的吸附劑將VOCs分子截留。當含有VOCs的廢氣通過吸附床時,污染物被吸附在孔道內,氣體從而得到凈化。常用的吸附劑包括顆粒活性炭、活性炭纖維、沸石和分子篩等。活性炭吸附法適于處理VOCs濃度為500~10000mg/m3的有機廢氣,主要用于吸附脂肪烴、芳香族化合物、酮類和酯類等有機物。
吸附過程一般為物理吸附,其吸附過程是可逆的。當吸附劑達到飽和狀態后,可以通過水蒸氣或熱空氣進行脫附再生,脫附下來的高濃度VOCs可以被進一步回收或銷毀。吸附法的關鍵技術包括固定床吸附、吸附-微波脫附技術和蜂窩轉輪吸附等。其中沸石轉輪吸附濃縮裝置特別適合于大風量、低濃度的場合,它能將原本高風量、低濃度的VOCs廢氣,轉換成低風量、高濃度的廢氣,降低后端終處理設備的成本。
說到這里,不得不提的是,嵩安企業環保管家在吸附法治理VOCs方面擁有豐富的實踐經驗,能夠根據企業的具體廢氣特性,選擇合適的吸附劑和工藝設計,確保治理效果的同時降低運行成本。

吸收法控制VOCs屬于濕法工藝,是利用吸收液從氣流中吸收VOCs的一種方法。該方法通常采用低揮發性或不揮發性溶劑對VOCs進行吸收,再利用VOCs分子和吸收劑物理性質的差異進行分離。吸收效果主要取決于吸收劑的吸收性能和吸收設備的結構特征。
在典型的吸收工藝中,含VOCs的氣體由底部進入吸收塔,在上升的過程中與來自塔頂的吸收劑逆流接觸而被吸收,被凈化后的氣體由塔頂排出。吸收了VOCs的吸收劑通過熱交換器后,進入汽提塔頂部,在溫度高于吸收溫度或壓力低于吸收壓力的條件下得以解吸。解吸后的吸收劑經過溶劑冷凝器冷凝后回到吸收塔循環使用。
吸收法適于處理大氣體量、中等濃度的有機廢氣。它是利用其能與大部分油類物質互溶的特點,常用高沸點,低蒸汽壓的油類等等有機溶劑作為吸收劑來分離含高濃度有機物。不過,吸收法也存在一些不足之處,比如對吸收設備及吸收劑都有較高的要求,而且吸收劑還需要定期進行更換,導致其費用增高等。

燃燒法去除VOCs的原理是利用在高溫下VOCs可以燃燒分解生成無害或低害的物質的特點來去除VOCs。通過燃燒處理,VOCs被轉化為二氧化碳和水蒸氣,從而實現徹底凈化。燃燒法可以分為直接燃燒、蓄熱燃燒和催化燃燒。
直接燃燒法主要適用于高濃度VOCs廢氣的凈化,但該方法對環境仍存在污染,同時還浪費資源,近幾年很少使用。蓄熱燃燒法(RTO)比較適宜廢氣中VOCs較低時添加輔助燃料以幫助其燃燒的方法。RTO燃燒系統通過760~1000攝氏度高溫使廢氣發生熱氧化反應,生成二氧化碳和水。其裝置中的蓄熱式陶瓷填充床換熱器可大限度回收熱能,熱回收率較高,處理VOCs時不用或使用少量的的燃料。
催化燃燒法是指在較低溫度下,通過催化劑的作用,有機廢氣被氧化分解成無害氣體并釋放能量。催化燃燒是目前凈化VOCs比較有效的方法之一,具有起燃溫度低,節省能源,使用范圍廣,幾乎可以處理所有的烴類有機廢氣及惡臭氣體,處理效率高,無二次污染等等優點。但是其缺點是工藝復雜,需要預處理以免催化劑失效。
根據實際監測數據,燃燒及其組合技術的平均實測去除效率較高,分別能夠達到81.74%和89.81%。北京嵩安環境技術有限公司在燃燒法治理VOCs方面積累了豐富的經驗,特別是在RTO系統和催化燃燒系統的設計和安裝方面,能夠為企業提供定制化的解決方案。

從適用濃度范圍來看,吸附法更適合處理低濃度、大風量的廢氣;吸收法適于處理大氣體量、中等濃度的有機廢氣;而燃燒法則更適合處理中高濃度的有機廢氣。從處理效率看,燃燒法及其組合技術具有較高的去除效率;吸附法的效率取決于吸附劑的種類和操作條件;吸收法則受吸收劑性能和設備結構的影響較大。
在運行成本方面,吸附法的主要成本來自吸附劑的更換和再生;吸收法的主要成本是吸收劑的更換和能耗;燃燒法的主要成本是燃料消耗和電力。值得一提的是,蓄熱燃燒技術當VOC濃度達到一定水平時,不需要額外的燃料消耗。
不得不說,在實際應用中,企業需要根據自身的廢氣特性、濃度水平、風量大小、預算限制和場地條件等多方面因素,綜合考慮選擇合適的治理技術。嵩安企業環保管家作為一家以環保設備、環保服務為主營業務的環保企業,在工業粉塵治理、有機廢氣治理等方面積累了豐富的經驗,能夠為企業提供從環評編寫、環保工程到項目驗收的全流程服務,幫助企業制定科學合理的VOCs治理方案。
總而言之,VOCs治理中的吸附法、吸收法和燃燒法各有其獨特的的工作原理和適用場景。吸附法憑借其適應性強、工藝簡單等特點在低濃度廢氣處理中占據重要地位;吸收法在特定工況下具有經濟性優勢;而燃燒法則以其高效徹底的凈化效果在中高濃度廢氣處理中發揮重要作用。企業應結合自身實際情況,選擇適合自己的治理技術,必要時可以組合使用多種技術,以達到更好的治理效果。