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　　无机尾气处置器

　　现阶段常见的处置方式有稀释法、熔融法、粘附法、微生物法、热水解法、磁法等，正在KF的有电生物化学法、分子生物法、氢铵剂法、电子零件床加热法等。

欲选择合适的一类处置方式(或几种方式组合)，比较后得到处置方案，要综合考虑下列因素：

　　下列简要介绍现阶段常见的VOC处置方式和处置器：

(1)稀释法。稀释法是借助某一VOC易溶于特殊的混合物(或添加生物化学药剂的溶液)的特性展开处置的一类方式。、见的混合物是水。为了增大VOC与混合物的稀释率和接触面积，这个过程通常都在装有石蜡的稀释塔中完成。

(2)熔融法。对低含量VOC，能使其透过熔融器，液态的VOC减少到沸点下列，凝固成胶体，再靠重力作用落到凝固区下部的贮罐中，从贮罐中抽出液态VOC，就能拆解再借助。此种方式对低含量、须拆解VOC具备良好的效益。

(3)粘附法。粘附法是借助这类具备从固相混合物中有若所粘附这类组分能力的科紫麻固体(粘附剂)来去除VOC的一类方式。现阶段用以处置VOC的粘附剂有助剂和雾化纤维，所制的器为管路切换式两床(或多床)粘附器。此种方式对各种含量、须拆解的混合物类VOC具备显著的效益。

(4)微生物法。微生物法是借助微微生物分解VOC的一类方式。所制的器为微生物冷却系统，第十四条要占用较大的空间。微生物法通常见于处置低含量VOC。

(5)磁法。其基本原理是：透过陡前沿、窄脉宽(RS级)的高压脉冲Pouanc放电，在冷藏标准状态下获得非平衡磁，即产生大量的高能电子零件和O·、OH·等活性粒子，对VOCs分子展开水解、水解生物化学反应，使VOCs比较后转化为无害物。

　　3水解法处置VOC

对有毒、有害、不须拆解的VOC，热水解法是一类较*的处

　　aCHO +bQ——cCO2+dH2O

此种水解生物化学反应很像生物化学上的熔化过程，只不过由于VOC的含量太低，所以生物化学反应中不会产生可见的火焰。

　　水解法通常透过下列三种方式使水解生物化学反应能够顺利展开：一是加热，使含VOC的尾气达到水解生物化学反应所需的环境温度；二是使用催化剂，水解生物化学反应在较高的环境温度下在催化剂表面展开。

　　因此水解法可分成下列三种：

(1)催化剂水解法。现阶段所制的催化剂主要就分成白银催化剂和非白银催化剂，白银催化剂主要就是铂和钯，以极细颗粒的形式分布在催化剂媒介上，媒介通常为金属或陶瓷的蜂窝和袋装石蜡。典型的非白银催化剂是过渡元素金属水解物(如二水解锰)与黏合剂混合后制成各种形状的催化剂。为了防止催化剂食物中毒后丢掉催化剂活性，要在处置前去除能使催化剂食物中毒的化学物质(如Pb、Zn、As、P、Hg等)。如果舍VOC尾气中的催化剂毒物和遮盖催化剂的化学物质得不到去除，则不能使用催化剂水解法。

　　(2)热水解法。热水解法可分成四种：热力熔化式、间板结构和热交换器式。它们的主要就区别在于热量拆解方式的不同。四种方式都能和催化剂法结合起来以减少生物化学反应环境温度。

a．热力熔化式热水解器。热力熔化式热水解器通常指的是气体焚烧炉。它由助燃剂、混合区和熔化室组成。助燃剂(天然气、石油等)作为辅助燃料，熔化产生的热在混合区对VOC尾气展开预热，熔化室为预热后的尾气提供足够大的空间和足够长的时间以完成比较后的水解生物化学反应。

在供氧充足的前提条件下，水解生物化学反应的程度(影响比较后的VOC去处率)取决于“三T条件”：生物化学反应环境温度(Temperature)、驻留时间(Time)、湍流混合情况(Tu

b．间板结构热水解器。间板结构热水解是指在热水解器中加入间板结构热交换器，热交换器把从熔化室排出的高温气体所带的热量传递给水解器JK处的低温气体，预热后发生水解生物化学反应。由于现阶段的间板结构热交换器可获得85％的热拆解率，所以极大地减少了辅助燃料的消耗。间板结构热交换器通常设计成管式、壳式或板式。由于通常的热水解环境温度要保持在800oC-1000oC，所以间板结构热交换器要由耐热、耐腐蚀的不锈钢或合金材料制成。这就使得间板结构热交换器的造价很高，这是问板结构热水解器的一个缺点。同时材料的热应力也不易消除，这是间板结构热水解器的另一个缺点。

c．热交换器式热水解器。热交换器式热水解器(RegenerativeThermal Oxidizer，下列简称RTO焚烧炉)，是在热水解器中加入热交换器式热交换器，预热VOC尾气，再展开水解生物化学反应。随着热交换器材料的发展，现阶段热交换器式热交换器的热拆解率已能达到95％ 以上，而且占用空间越来越小。这样辅助燃料的消耗很少(甚至不用辅助燃料，且当VOC的含量达到一定值以上时，还可从RTO焚烧炉输出热量)。同时，由于现阶段的热交换器材料都选用陶瓷石蜡，所以可处置腐蚀性或含有颗粒物的VOC尾气。

　　4分子生物技术

无机气体分子生物是一类高效的新型分离技术，其流程简单、拆解率高、能耗低、无二次污染，是一类非常有前途的技术。

　　分子生物技术的基础就是使用对无机物具备渗透选择性的聚合物复合膜。该膜对无机蒸气较空气更

易于渗透10～100倍。当尾气与膜材料表面接触时，无机物能透过膜，从尾气中分离出来。为保证过程的展开，在膜的进料捌使用压缩机或渗透侧使用真空泵，使膜的两侧形成压力差，达到膜渗透所需的推动力。

分离膜是由涂层和支撑层组成的复合膜，涂层提供分离性能，而多孔支撑层提供机械强度。

涂层材料通常为具备高度选择性的聚二甲基硅烷，该层决定膜的分离性能，而支撑层也对膜的性能有重要影响。常见的支撑层材料为聚砜、聚醚砜、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯。现阶段提供VOcs分离膜的厂家—— MTR 和Nitto提供卷式膜，GKSS提供板式膜。卷式膜更紧凑和更经济，可大大地减少电子设备费用；而板式膜能提供很好的流动分布和减少渗透侧压力降，MTR的研究KF取得了突破，能生产大

　　4．1 分子生物系统

的分子生物过程为单级分子生物系统，直接压缩尾气并使其透过膜表面，来实现VOCs的分离；但因为分离程度很低，故单级很难达到分离要求。

　　KF了一类新型的集成分子生物系统。该技术结合压缩熔融和膜单元三种技术的特点来实现分离。

可先，用压缩机先将无机尾气提高到一定压力。压缩的无机尾气进人熔融器被冷却，部分VOCs冷

凝下来，直接进到储罐，以展开循环和再用。离开熔融器的非凝气体仍具备一定的压力，用做膜渗透的驱动力，使分子生物不再需要附加的动力；该非凝压缩气中，仍含有相当数量的无机物。当压缩气透过无机选择性膜的表面时，膜将气体分成两股物流：脱除了VOCs的未渗透侧的大部分净化气直接排放；渗透物流为富集无机物的蒸汽，该渗透物流循环到压缩机的JK。由于VOCs的循环，回路中VOCs的含量迅速上升，直到进人熔融器的压缩气达到VOCs凝固含量，这样系统就达到稳态。系统通常能从进料气中移出vOcs达到99% 以上，使排放气中的VOCs达到环保排放标准。

该循环系统的特点是未渗透物流的含量D立于进料气的含量，该含量由熔融器的压力和环境温度决

　　定。

　　4．2 分子生物系统设计和操作参数

分子生物系统的设计主要就考虑膜材料和操作条件两方面因素，主要就设计参数有膜的选择性、压力比、净化率。主要就操作参数有：①无机尾气进料含量；②进料侧和渗透侧的压力；③环境温度和爆炸极限；④操作方式(间歇或连续)；⑤净化率。

　　4．2．1 膜的选择性

膜的选择性为待分离两组分的渗透性之比，它为两组分的扩散系数之比(称为移动选择性)与吸着

　　系数之比(称为吸着选择性)的乘积。移动选择性反映分子在膜材料中的不同平均速度，分子尺寸增大，则速度减少了吸着选择性反映溶解在膜中的分子数。它正比于三种气体的相对凝固性。

吸着系数随渗透物凝固性增加而增加，即随着分子直径的增大而增加，这样易凝固的大分子，其吸着系数大，碳氢化合物较非凝性气体的吸着系数更大。

橡胶态聚合物吸着选择性占主导，渗透性随渗透物尺寸增大而增加。硅橡胶对芳烃、酮和卤化碳氢化合物的渗透选择性均较高，通常为30—60。

　　4．2．2 压力比

　　因为压力是分子生物的动力，故另一个非常重要的参数是压力比(定义为总的进料压力／总的渗透侧

压力)。压力比与选择性共同确定透过膜所得到的富集混合物的情况。

　　对实际情况，可达到的压力比有一定的限制，压缩进料到非常高的压力，或在渗透侧有一个非常高的真空，需要大量的能量和昂贵的泵。故通常的压力比为10—30。

透过调整膜面积、熔融器的环境温度及透过膜的压力比，MTR的循环分子生物设计能很容易控制比较后排放气中无机物含量。

　　排放气中无机物含量随膜面积增大而迅速减少。或随着膜面积减少而迅速增大；当面积减少到一

　　定程度．则不产生分离，排放气含量等于进料气的含量。

熔融器的环境温度减少，浓缩所需要的露点环境温度也减少，更多的VOCs在熔融器中拎凝，能显著地减少进入膜单元的无机物含量。然而实际上，由于气体中的水蒸气会产生结冰问题，低于O C的拎凝温

　　度很少使用。

压力比对排放气含量的影响也与膜面积相似，增大压力比．排放气含量显著减少，但压力比不能小于某个值，否则不会产生分离。

　　4.3分子生物技术的使甩范围

现在广大区域上已有近60TA-O分子生物VO 的器。在美G大部分器用来拆解VOCs、HCFCs、氯乙烯等高价值产品；在欧洲和RB主要就从石油运输操作中拆解碳氢化合物。

膜技术几乎能用来拆解各种高沸点的挥发无机物，如三苯、丁烷以上的烷烃、氯化无机物、氟氯碳氢化TA-I物、酮、酯等 它可用于各种行业．如PVC加工中拆解VCM，聚烯烃器中拆解乙烯、丙烯单体制冷电子设备、气雾刺及泡辣生产中产生的CFCs和HCFCs的拆解，印刷中产生的甲苯等的拆解。

工业无机尾气的治理在环保治理工程领域发展时间不长，现阶段各种治理技术、工艺仍然不够成熟，或多或少地存在一些缺陷，如运行不稳定、能耗高、管理维护工作量大等。随着环保技术的不断发展，工业无机尾气治理的新技术新成果将不断出现，近NA来出现了Pouanc法、臭氧分解法、磁法等。今后，工业无机尾气治理技术将朝着电子设备制造成本低、能耗低、管理维护简单等方向发展。

　　尾气处置电子设备

喷漆尾气污染主要就表现为喷涂过程中产生的喷雾颗粒以及无机尾气，就现阶段来讲，很多企业对无机尾气的认识明显不足，即使想要处置，也被尾气处置电子设备较高的技术成本所折倒，大多数企业为了节约喷漆无机尾气处置成本，采用低效尾气处置电子设备，甚至违法排放。

喷漆无机尾气中含有大量的甲苯、苯、二甲苯等无机化合物，不仅会危害人体健康，还会严重影响大气环境。因此，需要加强喷漆无机尾气处置，减少喷漆过程无机尾气的排放。

当前较为单一的无机尾气处置技术很难达到喷漆无机尾气处置的标准，所以需要使用多种技术组合工艺展开无机尾气处置。其中应用比较多的组合工艺就是粘附浓缩和热交换器熔化的组合。

　　粘附处置技术是尾气处置技术的主要就方式，尾气处置工艺中比较经常使用的是助剂与FeO分子筛两类。

助剂具备比表面积大的优点，适用于大部分VOCs的吸附净化，但是当尾气湿度>60%时，其粘附效果会大大减少。相对助剂，FeO粘附剂的特性为:不可燃;耐温1000℃，可用热空气高温再生;有较强的疏水性。

FeO炮身粘附浓缩催化剂熔化电子设备以陶瓷纤维为基材，表面涂覆疏水性FeO做粘附剂，透过FeO炮身对喷漆无机尾气展开粘附压缩，提低含量，再将低含量的无机尾气脱附后送入催化剂水解炉展开无焰熔化，分解成二水解碳和水，达到喷漆无机尾气处置的目的。

FeO炮身粘附浓缩催化剂熔化电子设备采用粘附-脱附-浓缩焚化三项连续程序，特别适合于大风量、低含量无机尾气处置，过滤效果更好、无机尾气处置能力更强，对当前环保重点要求的笨、甲苯、二甲苯、非甲烷总烃等无机尾气处置有显著效果。