延时氧化技术在低浓度 VOC 废气治理中的应用

发表时间:2020/12/31   来源:《科学与技术》2020年26期   作者:张志波 郭大志 张喜明
[导读] 低浓度有机废气比较常见,比如在注塑工艺、涂敷工艺、切削油冷却机加工艺
        张志波1  郭大志2  张喜明3
        1.一汽富奥股份有限公司安全环保部,吉林 长春
        2.一汽解放传动事业部变速箱分厂生产安全室,吉林 长春
        3.长春一汽股份有限公司变速箱厂,吉林 长春

一、引言
        低浓度有机废气比较常见,比如在注塑工艺、涂敷工艺、切削油冷却机加工艺、补漆工艺、有色压铸工艺等。
        在这些工艺中,有机废气的浓度比较低,一般浓度范围在300mg/m3以下。废气的流量也不大,一般在20000m3/h以下。如果采用燃烧方法处理,则起初投入费用高,运行费用也很高,从经济效益角度看,属于不经济的范围。
        在这种工况中采用延时氧化技术治理有机废气,可以产生事半功倍的效果。
二、关键字
    延时氧化、不经济、低浓度、强氧化
三、延时氧化技术
        延时氧化技术是氧化技术的延伸,是一种将氧化时间延时的一种技术。核心技术是将氧化过程后的残余废气和氧化剂同时留存在一个空间内,并保持一定的时间,一般设计在30分钟以内。
        延时氧化技术的原理图示如下:
        

        延时氧化技术的工艺流程由氧化段和延时氧化段组成,每个功能段可以有多种技术选择,经过科学合理的组合产生与废气性质匹配的高效净化效果。
        氧化段可以采用静电技术、等离子技术、UV光氧技术、二氧化氯发生器技术等。这些技术中均采用强氧化剂对废气分子进行裂解氧化,形成二氧化碳和水。
        但是由于废气的浓度不同,氧化剂的氧化能力匹配不对等等综合性原因,导致氧化段存在一定的局限性,会出现废气分子安全通过的情况,同时也伴随着没有发挥作用的氧化剂完整流失的工况。
        这时,延时氧化段就会发挥作用。延时氧化段采用活性碳分子筛、沸石分子筛、活性炭高分子纤维等高效吸附剂制成,有广谱的吸附能力。吸附剂可以将氧化剂与废气分子吸附在一个空穴内延续氧化反应,形成延时氧化的效果。
        可以根据废气的性质和吸附剂的空速数据设计合理的吸附剂的体积,从而获得需要的延时氧化时间,一般延时氧化时间控制在30分钟以内即可。
        因为强氧化剂的持续供应,吸附剂不存在脱附的问题,使用寿命可以控制在18个月以上。
四、应用案例
        在传动轴的涂敷生产线的废气治理中,项目组采用了延时氧化技术,实现了达标高排的VOC废气治理效果。
        该涂敷voc废气治理系统包括废气捕集罩口、废气捕集管道、颗粒物过滤装置、强氧化装置、延时氧化吸附装置、风机动力和15米烟囱,废气处理流量为8000m3/h。

        该系统经过一年的高效运行,实现voc废气的达标排放的同时,同时收获以下惊喜:
        1、工位颗粒物浓度满足GBZ2-2007《工作场所有害因素职业接触限值》;
        2、涂敷原料颗粒物回收率超过90%;
        3、吸附剂没有本质改变,可以继续高效运行;
        4、排放的废气没有异味。
五、效益分析
        通过对传动轴的涂敷线VOC废气治理的案例分析发现,采用延时氧化技术治理低浓度小流量的VOC废气有以下明显优势:
        1、投入少,采用延时氧化技术的费用投入不足采用燃烧技术的投入的30%;
        2、运行费用低,没有燃料的补充;
        3、耗材消耗少,吸附剂不需要再生,寿命超过18个月;
        4、净化效果好,可以通过调整静电等离子的脉冲直流电压,实现更高效的治理目标。
六、参考文献
        《除尘设备手册》王纯 张殿印 化学工业出版社 第五章静电除尘部分
        《空气净化原理、设计与应用》姚仲鹏 中国科学技术出版社 第五章等离子体净化技术部分
        《百度文库》 吸附剂选型原则
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