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废气处理中分子筛的作用

作者:欧阳 来源:原创 日期:2017-2-13 19:02:42 人气:0

在雾霾成为中国人民的老朋友之前,挥发性有机物——VOCs只是专业人士才懂的冷僻词。而现在,空气污染、家庭装修、车间生产,几乎人人都在关注VOCs的危害。

面对压力与机遇并存,市场呼唤新的技术。分子筛吸附浓缩转轮就是其中之一,它是一款能把VOCs吹成水和二氧化碳的VOCs治理技术,当前VOCs废气处理方式中最令人期待的技术之一。


VOCs非治不可


VOCs,是指烃类化合物、苯系物等挥发性有机污染物。通常具有较强刺激性和毒性,部分具“致畸、致癌、致病”性。VOCs不但会生成臭氧,也是PM2.5的渊源之一。其污染具扩散速度快、影响范围广、难以集中收集处理等特点。


近两年随着国家对环境保护的重视,各种政策法规以及标准的发布,环保产业驶入了发展的快车道。作为环保的重要一部分,VOCs治理备受关注。从国家到地方,各级政府积极发文推动VOCs治理市场的发展,VOCs治理迎来政策暖风。


被称为史上最严的《大气污染防治法》于今年1月1日起施行,其中明确规定生产、进口、销售和使用含挥发性有机物的原材料和产品的,其挥发性有机物含量应当符合质量标准或者要求。“十三五”规划纲要也将VOCs纳入总量控制目标。随着排污费收费政策和补贴政策逐渐落地,VOCs治理将逐步放开。


据相关数据显示,我国VOCs的绝对排放量要比二氧化硫、氮氧化物和粉尘的排放量都高,每年超过2000万吨。VOCs的治理,对大气环境来说至关重要。


既有方法不好使


据了解,当前VOCs的末端处理技术包含两类,第一类是非破坏性方法,即采用物理方法将VOCs回收;第二类是通过生化反应将VOCs氧化分解为无毒或低毒物质的破坏性方法。


具体方法上,前者包括冷凝法、吸附法、吸收法和燃烧法。后者有生物法、膜技术、光催化降解和等离子技术。


中国工程院院士、中科院安徽光学精密机械研究所所长刘文清表示,这些现有方法,都存在一定的缺陷和不足。尤其是对于大风量、中低浓度VOCs,采用提纯分离方式,由于量大、污染物组分复杂,采用变压或变温吸附方法都需更多能耗。从能源、经济角度看,此类治理技术都不具可行性。


另外,大部分工业废气中的有机污染物含量,远超出空燃比(指混合气中空气与燃料间的质量比例。一般用每克燃料燃烧时所消耗的空气克数来表示)范围,直接用热力燃烧办法处理也行不通。多种回收、销毁技术的组合发展,将是VOCs治理技术的发展潮流。刘文清说。


技术潮流趋向组合


分子筛吸附浓缩转轮技术,正是回收和销毁技术的组合。该技术由两大主要部分所组成,即疏水性沸石转轮串连蓄热式焚化炉。它的工作原理是利用沸石分子筛所具备的高吸附性能,对有机废气进行吸附浓缩,再由RTO设备净化处理浓缩后的有机废气。


据众明环保科技有限公司总经理欧阳先生介绍,分子筛吸附浓缩转轮的原理,是对“大风量、低浓度”的工业废气进行吸附浓缩处理。沸石分子筛吸附浓缩转轮,其密封系统分处理和再生两部分,转轮缓慢旋转使吸附过程完整连续。


整个治理过程,由三个环节于同一时间,同时完成。首先当VOCs废气通过处理区时,其中的废气成分被转轮中的吸附剂所吸附,气体本身则被净化而排空。随着吸附物的累积,转轮会逐渐趋向吸附饱和,吸附能力下降。这时在再生区,高温空气会穿过吸附饱和的转轮,令被吸附的成分脱离吸附剂并将其带走,从而恢复了转轮的吸附能力。最后,携带脱附的废气成分的高温气体,将进入专门的氧化装置进行氧化处理。最终产物,主要是水和二氧化碳。


吸附转轮在整个过程中持续不断自转,以保证工艺操作的连续性,确保吸附和再生成为一个连续的过程。郅立鹏说。


百亿市场静待转起


众明环保总工程师王工表示,预计VOCs治理市场将迎来新一轮的爆发式增长,而分子筛吸附浓缩转轮预计将有上百亿的市场需求。


有权威机构估算,假设VOCs气体密度均为0.8g/L,VOCs在工业园区的潜在废气处理市场空间,至少将达到400—600亿元。其中,石油炼制行业所占市场空间最大,近200亿元、机械设备制造和印刷市场空间也达到100亿元。截至2015年,VOCs治理市场的已发生空间约为50亿元,主要集中在石油化工业以及印刷行业。到2020年,剩余市场空间约为500亿元,具有相当大的增长潜力。


相对于传统技术,“分子筛吸附浓缩转轮”更加安全可靠,投资小低能耗,整个设备的稳定性好,经久耐用。目前,分子筛治理产品已经在多个大型项目上得到应用,并取得了良好的效果。国产产品的吸附率正逐渐达到国外同类产品水平,成本也在进一步降低,推动了国内行业技术上一新台阶。


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