Tin tức môi trường
Giải thích chi tiết công nghệ xử lý khí thải VOC
VOC là tên viết tắt tiếng Anh của các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi. VOC theo nghĩa chung đề cập đến các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi; nhưng theo nghĩa môi trường, chúng đề cập đến các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi hoạt động, tức là các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi có thể gây hại. Bài viết này giới thiệu chi tiết 7 công nghệ chính xử lý khí thải VOC.
Công nghệ xử lý khí thải VOC – phương pháp hủy nhiệt
Phương pháp hủy nhiệt đề cập đến phương pháp xử lý trực tiếp và hỗ trợ quá trình đốt cháy khí hữu cơ, nghĩa là VOC hoặc sử dụng chất xúc tác thích hợp để đẩy nhanh phản ứng hóa học của VOC, cuối cùng làm giảm nồng độ chất hữu cơ để không còn có hại .
Phương pháp hủy nhiệt có tác dụng tốt hơn trong việc xử lý khí thải hữu cơ có nồng độ thấp hơn nên được sử dụng rộng rãi trong xử lý khí thải có nồng độ thấp. Phương pháp này được chia thành hai loại, đó là đốt ngọn lửa trực tiếp và đốt xúc tác. Hiệu suất xử lý nhiệt của quá trình đốt ngọn lửa trực tiếp đối với khí thải hữu cơ tương đối cao, thường đạt 99%. Đốt cháy xúc tác đề cập đến việc tăng tốc độ phản ứng hóa học của khí thải hữu cơ dưới tác dụng của lớp xúc tác. Phương pháp này mất ít thời gian hơn so với đốt trực tiếp và là công nghệ được ưa chuộng để lọc khí thải hữu cơ với nồng độ cao, dòng chảy nhỏ.
Công nghệ xử lý khí thải VOC – phương pháp hấp phụ
Phương pháp hấp phụ trong khí thải hữu cơ chủ yếu phù hợp với khí thải hữu cơ có nồng độ thấp và thông lượng cao. Ở giai đoạn này, phương pháp xử lý khí thải hữu cơ này đã khá trưởng thành, tiêu thụ tương đối ít năng lượng nhưng hiệu quả xử lý rất cao và có thể làm sạch hoàn toàn khí thải hữu cơ có hại. Thực tiễn đã chứng minh phương pháp xử lý khí thải này rất đáng được phát huy và áp dụng.
Tuy nhiên, phương pháp này cũng có những nhược điểm nhất định. Nó đòi hỏi thiết bị tương đối lớn và quy trình tương đối phức tạp; nếu có một lượng lớn tạp chất trong khí thải dễ dẫn đến ngộ độc cho công nhân. Vì vậy, mấu chốt để sử dụng phương pháp này để xử lý khí thải chính là chất hấp phụ. Hiện nay, phương pháp hấp phụ được sử dụng để xử lý khí thải hữu cơ và than hoạt tính được sử dụng chủ yếu, chủ yếu là do than hoạt tính có cấu trúc lỗ rỗng tốt hơn và khả năng hấp phụ mạnh hơn.
Ngoài ra, sau khi xử lý bằng oxit sắt hoặc ozone, hiệu suất hấp phụ của than hoạt tính sẽ tốt hơn, việc xử lý khí thải hữu cơ sẽ an toàn và hiệu quả hơn.
Công nghệ xử lý khí thải VOC – phương pháp xử lý sinh học
Tinh chế sinh học khí thải VOC là một công nghệ kiểm soát ô nhiễm không khí được phát triển trong những năm gần đây. Nó đòi hỏi đầu tư ít hơn so với các quy trình truyền thống, chi phí vận hành thấp hơn, vận hành đơn giản và có nhiều ứng dụng để thay thế các phương pháp làm sạch đốt và hấp phụ. Từ nguyên lý cơ bản của xử lý, việc sử dụng phương pháp xử lý sinh học để xử lý khí thải hữu cơ là sử dụng quá trình sinh lý của vi sinh vật để chuyển hóa các chất có hại trong khí thải hữu cơ thành các chất vô cơ đơn giản như CO2, H2O và các chất vô cơ đơn giản khác. Đây là một cách vô hại để xử lý khí thải hữu cơ.
Phương pháp thanh lọc sinh học thực sự sử dụng các hoạt động sống của vi sinh vật để chuyển đổi các chất có hại trong khí thải thành các chất vô cơ đơn giản (như carbon dioxide và nước) và các chất tế bào. Các quá trình chính bao gồm rửa sinh học, lọc sinh học và lọc nhỏ giọt sinh học.
Các chất ô nhiễm dạng khí có thành phần, nồng độ và khối lượng khác nhau đều có hệ thống lọc sinh học hiệu quả riêng. Tháp lọc sinh học thích hợp để xử lý khí thải có thể tích khí tinh khiết nhỏ, nồng độ cao, dễ hòa tan và tốc độ chuyển hóa sinh học thấp; đối với khí thải có thể tích lớn và nồng độ thấp, có thể sử dụng tầng lọc sinh học cho những loại có tải lượng và chất gây ô nhiễm cao hơn; sẽ bị phân hủy sau khi phân hủy. Tốt hơn là sử dụng lớp lọc nhỏ giọt sinh học để tạo ra các chất có tính axit.
Xử lý sinh học khí thải hữu cơ là một công nghệ mới. Do lò phản ứng bao gồm các quá trình chuyển khối khí, lỏng, pha rắn và phân hủy sinh hóa nên các yếu tố ảnh hưởng rất nhiều và phức tạp. đủ rộng rãi. Nhiều vấn đề đòi hỏi phải tìm hiểu và nghiên cứu thêm.
Nhìn chung, một quy trình xử lý sinh học hoàn chỉnh khí thải hữu cơ bao gồm 3 bước cơ bản:
- Các chất ô nhiễm hữu cơ trong khí thải hữu cơ tiếp xúc đầu tiên với nước và có thể hòa tan nhanh trong nước
- Các chất hữu cơ hòa tan trong nước; màng chất lỏng được hòa tan ở trạng thái lỏng. Khi nồng độ thấp có thể khuếch tán dần vào màng sinh học và được các vi sinh vật bám vào màng sinh học hấp thụ.
- Khí thải hữu cơ được vi sinh vật hấp thụ sẽ bị phân hủy trong quá trình sinh lý của chính nó; chuyển hóa và cuối cùng chuyển hóa thành các chất Hợp chất không gây hại cho môi trường.
Công nghệ xử lý khí thải VOC – công nghệ tách và lọc hấp phụ dao động áp suất
Công nghệ tách và lọc hấp phụ dao động áp suất sử dụng các đặc tính của các thành phần khí có thể được hấp phụ trên vật liệu rắn trong khí thải hữu cơ và thiết bị tách và lọc, áp suất của khí sẽ thay đổi ở một mức độ nhất định và khí thải hữu cơ sẽ thay đổi được xử lý thông qua sự thay đổi áp suất này.
Công nghệ PSA chủ yếu áp dụng các phương pháp vật lý để đạt được quá trình tinh chế khí thải hữu cơ. Vật liệu chính được sử dụng là sàng phân tử zeolit. Sàng phân tử Zeolite có những ưu điểm nhất định về độ chọn lọc hấp phụ và khả năng hấp phụ. Dưới nhiệt độ và áp suất nhất định, sàng phân tử zeolit này có thể hấp phụ các thành phần hữu cơ trong khí thải hữu cơ, sau đó vận chuyển phần khí còn lại đến liên kết tiếp theo. Sau khi hấp phụ khí thải hữu cơ, nó được chuyển đổi thông qua một quy trình nhất định để duy trì và cải thiện khả năng tái sinh của chất hấp phụ, để chất hấp phụ có thể được đưa vào sử dụng lại, sau đó các bước trên được lặp lại và chu trình được lặp lại cho đến khi khí thải hữu cơ được tinh chế.
Những năm gần đây, công nghệ này bắt đầu được ứng dụng trong sản xuất công nghiệp và có tác dụng tốt trong việc tách khí. Ưu điểm chính của công nghệ này là: tiêu thụ năng lượng thấp, chi phí tương đối thấp, vận hành quy trình tự động, độ tinh khiết cao của hỗn hợp sau khi tách và tinh chế và ô nhiễm môi trường thấp. Việc sử dụng công nghệ này có tác dụng tốt trong việc thu hồi và xử lý khí có giá trị nhất định, đồng thời có triển vọng phát triển thị trường rộng rãi, trở thành hướng phát triển trong tương lai của công nghệ xử lý khí thải hữu cơ.
Công nghệ xử lý khí thải VOC – phương pháp oxy hóa
Đối với các VOC độc hại, có hại và không cần tái chế thì oxy hóa nhiệt là công nghệ và phương pháp xử lý phù hợp nhất. Nguyên lý cơ bản của phương pháp oxy hóa: VOC phản ứng với O2 để tạo ra CO2 và H2O.
Từ góc độ của phương trình phản ứng hóa học, phản ứng oxy hóa này tương tự như quá trình đốt cháy hóa học, nhưng do nồng độ VOC tương đối thấp nên sẽ không tạo ra ngọn lửa có thể nhìn thấy bằng mắt thường trong quá trình phản ứng hóa học. Nhìn chung, các phương pháp oxy hóa có thể đảm bảo phản ứng oxy hóa diễn ra suôn sẻ thông qua hai phương pháp:
- Gia nhiệt: Để khí thải hữu cơ chứa VOC đạt nhiệt độ phản ứng;
- Sử dụng chất xúc tác: Nếu nhiệt độ tương đối thấp, phản ứng oxy hóa có thể xảy ra trên bề mặt chất xúc tác. Vì vậy, phương pháp oxy hóa để xử lý khí thải hữu cơ được chia làm 2 phương pháp sau:
a) Phương pháp oxy hóa xúc tác: Ở giai đoạn này, có hai loại chất xúc tác được sử dụng trong phương pháp oxy hóa xúc tác là chất xúc tác kim loại quý và chất xúc tác kim loại không quý. Các chất xúc tác kim loại quý chủ yếu bao gồm Pt, Pd, v.v., được gắn vào chất mang xúc tác ở dạng hạt mịn, và chất mang xúc tác thường là tổ ong kim loại hoặc gốm, hoặc chất xúc tác kim loại không quý có thành phần chủ yếu; của các oxit kim loại nguyên tố chuyển tiếp, chẳng hạn như MnO2, và Chất kết dính được trộn theo một tỷ lệ nhất định và sau đó được tạo thành chất xúc tác. Để ngăn chặn hiệu quả sự mất hoạt tính xúc tác sau khi ngộ độc chất xúc tác, các chất có thể gây độc cho chất xúc tác như Pb, Zn và Hg phải được loại bỏ hoàn toàn trước khi xử lý. Nếu chất xúc tác gây độc và các chất bao phủ trong khí thải hữu cơ không thể loại bỏ được thì không thể sử dụng phương pháp oxy hóa xúc tác này để xử lý VOC;
b) Phương pháp oxy hóa nhiệt: Các phương pháp oxy hóa nhiệt hiện được chia thành ba loại: loại đốt nhiệt, loại phân vùng và loại tái sinh. Sự khác biệt chính giữa ba phương pháp là cách thu hồi nhiệt. Cả ba phương pháp đều có thể kết hợp với phương pháp xúc tác để làm giảm nhiệt độ phản ứng của các phản ứng hóa học.
Chất oxy hóa nhiệt đốt nhiệt thường dùng để chỉ lò đốt khí. Lò đốt khí này bao gồm ba phần: chất trợ cháy, vùng trộn và buồng đốt. Trong số đó, các chất tăng tốc quá trình đốt cháy, chẳng hạn như khí tự nhiên, dầu, v.v., là nhiên liệu phụ. Trong quá trình đốt, vùng trộn nóng tạo ra trong lò đốt có thể làm nóng trước khí thải VOC sau khi gia nhiệt trước, nó có thể cung cấp đủ không gian và thời gian. để xử lý khí thải hữu cơ, và cuối cùng đạt được việc xử lý khí thải hữu cơ vô hại.
Trong điều kiện cung cấp đủ oxy, mức độ của phản ứng oxy hóa – tốc độ loại bỏ VOC – chủ yếu phụ thuộc vào “ba điều kiện T”: nhiệt độ phản ứng (Nhiệt độ), thời gian (Thời gian) và trộn rối (Turbulence). “Ba điều kiện T” này có mối liên hệ với nhau. Trong một phạm vi nhất định, việc cải thiện một điều kiện có thể làm giảm hai điều kiện còn lại. Nhược điểm của thiết bị oxy hóa nhiệt đốt nhiệt là giá nhiên liệu phụ cao dẫn đến chi phí vận hành thiết bị tương đối cao.
Lò xử lý khí thải đốt trực tiếp
- Nhiệt độ yêu cầu: 700-800 độ C
- Các loại khí thải tương ứng: tất cả
- Hiệu suất lọc khí thải trên 99,8%
Kết hợp với hệ thống thu hồi nhiệt của máy khí thải, nó có thể giảm chi phí vận hành nhà máy một cách hiệu quả.
Lò xử lý khí thải xúc tác (RCO)
- Nhiệt độ yêu cầu: 300-400 độ C
- Đánh lửa tự phát bắt đầu tùy thuộc vào nồng độ khí thải
- Thiết kế hệ thống sử dụng các chất tiền xử lý và làm sạch chất xúc tác để kéo dài tuổi thọ thiết bị
- Các vật liệu hấp phụ khác nhau có thể được cấu hình ở mặt trước
Công nghệ xử lý RCO đặc biệt phù hợp với những tình huống có tốc độ thu hồi nhiệt cao. Nó cũng phù hợp với những tình huống trên cùng một dây chuyền sản xuất mà thành phần khí thải thường xuyên thay đổi do các sản phẩm khác nhau hoặc nồng độ khí thải biến động lớn. Nó đặc biệt thích hợp cho các doanh nghiệp có yêu cầu thu hồi năng lượng nhiệt hoặc xử lý khí thải của dây chuyền sấy. Có thể sử dụng thu hồi năng lượng trong dây chuyền sấy để đạt được mục đích tiết kiệm năng lượng.
Ưu điểm:
- Quy trình xử lý đơn giản
- Thiết bị nhỏ gọn, vận hành đáng tin cậy
- Hiệu suất lọc cao, thường đạt hơn 98% nhiệt độ đốt cháy thấp hơn so với RTO
- Chi phí vận hành thấp và hiệu suất thu hồi nhiệt thường có thể đạt 85% trở lên
- Không có nước thải được tạo ra trong toàn bộ quá trình
- Quá trình thanh lọc không tạo ra ô nhiễm thứ cấp như thiết bị lọc RCO có thể được sử dụng cùng với phòng sấy và khí tinh khiết có thể được tái sử dụng trực tiếp trong phòng sấy; nhằm đạt được mục đích tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải;
Nhược điểm:
- Thiết bị đốt xúc tác chỉ thích hợp để xử lý khí thải hữu cơ chứa thành phần hữu cơ có nhiệt độ sôi thấp và hàm lượng tro thấp, không phù hợp để xử lý khí thải có chứa chất nhớt như khói dầu
- Nồng độ khí thải hữu cơ cần xử lý dưới 20%.
Lò xử lý khí thải tái sinh (RTO)
- Nhiệt độ yêu cầu: 800-900 độ C
- Nồng độ Toluene dưới 500 ppm cũng có thể bắt đầu thiết kế hệ thống tự cháy
- Có thể sử dụng kết hợp với RCO
Nó phù hợp với thể tích không khí lớn và nồng độ thấp, phù hợp với nồng độ khí thải hữu cơ trong khoảng từ 100PPM đến 20000PPM. Chi phí vận hành thấp. Khi nồng độ khí thải hữu cơ trên 450PPM, thiết bị RTO không cần thêm nhiên liệu phụ; tốc độ lọc cao, tốc độ lọc RTO hai giường có thể đạt hơn 98%, và cả ba. Tỷ lệ thanh lọc RTO trên giường có thể đạt hơn 99% và Không tạo ra ô nhiễm thứ cấp như NOX; điều khiển hoàn toàn tự động, vận hành đơn giản, độ an toàn cao;
Ưu điểm: Khi xử lý khí thải hữu cơ lưu lượng lớn, nồng độ thấp, chi phí vận hành rất thấp.
Nhược điểm:
- Chi phí đầu tư một lần cao hơn
- Nhiệt độ cháy cao hơn, không phù hợp để xử lý khí thải hữu cơ nồng độ cao
- Nhiều bộ phận chuyển động, đòi hỏi công việc bảo trì nhiều hơn.
Hệ thống thu hồi nhiệt thải và nồng độ RTO (công nghệ đốt nhiệt tái sinh) có thể tập trung khí thải VOC nồng độ thấp, khối lượng lớn thành khí thải nồng độ cao, khối lượng nhỏ, sau đó đốt ở nhiệt độ cao, và tái chế nhiệt từ cơ quan lưu trữ nhiệt, được sử dụng trong thiết bị làm nóng sơ bộ khí thải và chuyển đổi nhiệt.
Hệ thống đốt nhiệt phục hồi
Hệ thống đốt nhiệt thu hồi (gọi tắt là TNV) sử dụng khí đốt hoặc nhiên liệu đốt trực tiếp để đốt nóng khí thải chứa dung môi hữu cơ. Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, các phân tử dung môi hữu cơ bị oxy hóa và phân hủy thành CO2 và nước tạo ra nhiệt độ cao. Khí thải được đưa qua hệ thống đốt nhiều giai đoạn hỗ trợ, thiết bị nhiệt làm nóng không khí hoặc nước nóng cần thiết trong quá trình sản xuất, tái chế hoàn toàn và sử dụng năng lượng nhiệt sinh ra trong quá trình oxy hóa và phân hủy khí thải hữu cơ, đồng thời giảm năng lượng. tiêu thụ của toàn hệ thống. Vì vậy, hệ thống TNV là phương pháp xử lý hiệu quả và lý tưởng để xử lý khí thải chứa dung môi hữu cơ khi quá trình sản xuất cần lượng nhiệt lớn. Đối với các dây chuyền sản xuất sơn mới, hệ thống đốt nhiệt thu hồi TNV thường được sử dụng.
Hệ thống TNV bao gồm ba phần: hệ thống đốt và gia nhiệt sơ bộ khí thải, hệ thống gia nhiệt không khí tuần hoàn và hệ thống trao đổi nhiệt không khí trong lành vui lòng liên hệ 18911120767 để biết thêm chi tiết.
Đặc điểm của thiết bị gia nhiệt tập trung đốt khí thải bao gồm: thời gian lưu trú của khí thải hữu cơ trong buồng đốt là 1 đến 2 giây; tốc độ phân hủy khí thải hữu cơ lớn hơn 99%; ; tỷ lệ điều chỉnh đầu ra đầu đốt có thể đạt tới 26:1, lên tới 40:1.
Nhược điểm: Khi xử lý khí thải hữu cơ nồng độ thấp, chi phí vận hành cao hơn; thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chỉ có tuổi thọ cao khi hoạt động liên tục.
Công nghệ xử lý khí thải VOC – phương pháp thu hồi ngưng tụ
Ở các nhiệt độ khác nhau, độ bão hòa của chất hữu cơ là khác nhau. Phương pháp thu hồi ngưng tụ tận dụng đặc tính này của chất hữu cơ bằng cách giảm hoặc tăng áp suất của hệ thống, chất hữu cơ trong môi trường hơi nước được chiết xuất thông qua quá trình ngưng tụ. Sau khi chiết ngưng tụ, khí thải hữu cơ có thể được tinh chế ở mức độ tương đối cao. Nhược điểm là thao tác tương đối khó khăn, không dễ sử dụng nước làm mát để hoàn thành ở nhiệt độ bình thường. Nước ngưng cần được làm mát nên tốn nhiều chi phí hơn.
Phương pháp xử lý này chủ yếu phù hợp để xử lý khí thải hữu cơ có nồng độ cao và nhiệt độ tương đối thấp. Nó thường thích hợp cho việc thu hồi và xử lý khí thải hữu cơ có hàm lượng VOC cao (vài phần trăm) và thể tích khí nhỏ. Vì hầu hết VOC là khí dễ cháy và nổ nên phải tuân theo giới hạn nổ nên hàm lượng VOC trong khí sẽ không cao. quá cao, do đó, để đạt được tốc độ thu hồi cao hơn, cần phải có môi trường ngưng tụ ở nhiệt độ rất thấp hoặc áp suất cao, điều này chắc chắn sẽ làm tăng chi phí đầu tư và xử lý thiết bị. Do đó, công nghệ này thường được sử dụng làm công nghệ xử lý chính và được sử dụng trong. kết hợp với các công nghệ khác.