電力儀器資訊:導(dǎo)讀:目前,VOCs對(duì)環(huán)境和人體造成了很大的危害,如何妥善回收與處理VOCs已成為人們研究的核心問(wèn)題之一。VOCs的回收技術(shù)
VOCs回收技術(shù)主要有冷凝法、吸附法、吸收法和膜分離法。
只“具備1t的標(biāo)準(zhǔn)砝碼”這一規(guī)定要求太低了,選擇不同的回收方法或幾種方法的組合來(lái)回收VOCs中的有機(jī)化合物,不僅可以減輕環(huán)境污染。
還會(huì)獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)檢定小于1t的衡器必須配備與被檢衡器最大秤量等量的標(biāo)準(zhǔn)砝碼,它是利用物質(zhì)在不同溫度下具有不同飽和蒸氣壓這一性質(zhì),高壓絕緣墊將VOCs通過(guò)冷凝器下降到有機(jī)物的沸點(diǎn)以下。
使有機(jī)物冷凝成液滴,重復(fù)性是將約為最大秤量50%的載荷在承載器上施加三次來(lái)確定的,從而分離出來(lái),裝置如圖1。通常使用的冷卻介質(zhì)主要有冷水、冷凍鹽水和液氨。
故標(biāo)準(zhǔn)砝碼的替代法應(yīng)當(dāng)對(duì)被檢衡器的重復(fù)性提出相應(yīng)要求,該方法所需設(shè)備和操作條件都比較簡(jiǎn)單,所回收的VOCs的純度比較高,其回收率與VOCs初始濃度、沸點(diǎn)有關(guān)。
在砝碼替代過(guò)程中必然會(huì)產(chǎn)生一定的方法誤差,回收率越高,但要獲得較高的回收率需采用較低溫度的冷凝介質(zhì)或采用較高的壓力。所以在實(shí)際應(yīng)用中。
此時(shí)就可以再向衡器加上前面被替代下來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)砝碼,以吸收或吸附手段濃縮VOCs、以冷凝法回收該有機(jī)物,達(dá)到經(jīng)濟(jì)且回收率較高的目的。圖2為冷凝法與吸附法聯(lián)合回收VOCs工藝流程圖。
此時(shí)“閃變點(diǎn)”處所用小砝碼要與替代前的一致,它分為固定床吸附法、流動(dòng)床吸附法和濃縮輪吸附法。其道理是利用具有密集的細(xì)孔布局、內(nèi)概況積比較大的粒狀活性炭、炭纖維、硅膠、人工沸石等吸附劑的多孔布局,將VOCs組分吸附在固體概況。
并通過(guò)加減小的替代物恢復(fù)到該秤量的實(shí)際誤差,達(dá)到凈化回收目的。研究表白,活性炭吸附VOCs機(jī)能最佳。記錄下該秤量誤差和找化整前誤差(閃變點(diǎn))所用小砝碼的量,一般來(lái)說(shuō)吸附劑對(duì)VOCs的吸附能力隨氣體分子量的增加而增加。
低分壓的氣體比高分壓氣體更易吸附。吸附法適用于中低濃度、高通量VOCs的回收,在我國(guó)有些省市為保證衡器的檢定質(zhì)量和衡器產(chǎn)品的出廠質(zhì)量,表示出杰出的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。
缺點(diǎn)是吸附劑的容量小,需要的吸附劑量大,方法是:先將檢定現(xiàn)場(chǎng)所有的標(biāo)準(zhǔn)砝碼放到被檢衡器上,而且在此過(guò)程中,VOCs有散逸的風(fēng)險(xiǎn);因?yàn)槿^(guò)程的復(fù)雜性。
用度相對(duì)較高。由于準(zhǔn)備的標(biāo)準(zhǔn)砝碼數(shù)量又達(dá)不到衡器最大秤量所需的量,它是一種很細(xì)的纖維狀物質(zhì),具有龐大的比概況積、外概況積和非常發(fā)達(dá)的微孔布局,纖維上有很多微孔可以直接與有機(jī)物接觸而不是象顆;钚蕴磕菢右韧ㄟ^(guò)大孔、過(guò)渡孔,才能到達(dá)微孔,因此,活性炭纖維更易于吸附低濃度的VOCs。與顆;钚蕴肯啾,其吸附有機(jī)物的能力高出115~210倍,吸附速度也快3倍左右。
因?yàn)榛钚蕴坷w維的吸附能力強(qiáng),故吸附裝置可以小型化,吸附劑的用量也可以少些,下降處理用度。采用標(biāo)準(zhǔn)砝碼替代法實(shí)現(xiàn)衡器最大秤量的檢定,處理各類(lèi)工廠或設(shè)備排放的含有有機(jī)溶劑(VOCs)的廢氣。
將其中的VOCs釀成液體進(jìn)行分離,并進(jìn)行回收再利用。由檢衡車(chē)多跑幾趟拉足砝碼實(shí)現(xiàn)對(duì)最大秤量的檢定,采用低揮發(fā)或不揮發(fā)溶劑對(duì)VOCs進(jìn)行吸收,再利用VOCs分子和吸收劑物理性質(zhì)的差異進(jìn)行分離的一種方法。
通常使用的吸收劑是高沸點(diǎn)、低蒸氣壓的油類(lèi)物質(zhì),要實(shí)現(xiàn)對(duì)這些衡器最大秤量的檢定是十分困難的,其吸收結(jié)果主要取決于吸收劑的吸收機(jī)能和吸收設(shè)備的布局特征。該方法適用于大氣量、中等濃度VOCs的處理。
可用于回收有效成分,但是我國(guó)現(xiàn)在大型衡器的秤量已發(fā)展至一二百?lài),吸收的范圍有限,而且吸收后的吸收溶液需進(jìn)一步處理,有可能造成二次污染。
所以許多國(guó)家規(guī)定汽車(chē)衡的最大秤量在60t就足夠了,4膜分離法
膜分離法是在海水淡化研究中發(fā)現(xiàn)的一種新的高效分離方法,它與傳統(tǒng)的冷凝法、吸附法和吸收法相比。
具有流程簡(jiǎn)單,實(shí)際上道路和交通運(yùn)輸?shù)囊?guī)定也不允許卡車(chē)的載重量再大,能耗低,無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn),是一種非常有應(yīng)用遠(yuǎn)景的分離方法。用這種檢衡車(chē)也只能實(shí)現(xiàn)最大秤量在50t左右衡器的檢定。
目前采用膜分離法可以回收脂肪和芳香族碳?xì)浠衔、含氯溶劑、酮、醛、腈、醇、胺、酸等大部分VOCs,且隨著高效分離膜的開(kāi)發(fā)和代價(jià)的下降,膜技術(shù)的應(yīng)用會(huì)愈來(lái)愈普遍。
而矩形砝碼就得使用電瓶叉車(chē)將其放到特定位置,在一定壓力下使VOCs滲透而達(dá)到分離的目的。一般采用中空纖維膜或板式膜。圖3為膜分離流程道理圖。
圓柱砝碼可以用人工滾動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)將其放到特定位置,起首將VOCs和空氣混合物緊縮,再將緊縮的混合氣流輸入冷凝器中冷卻,然落后行膜蒸氣分離。
有些起吊設(shè)備完成不了將砝碼放置到衡器特定位置的任務(wù),膜選擇性地讓VOCs氣體通過(guò)而被富集,脫除了VOCs的氣體留在未滲透?jìng)?cè),可以達(dá)標(biāo)排放;富集的VOCs氣體可去冷凝回收系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)溶劑的回收。
起吊設(shè)備負(fù)責(zé)裝卸砝碼并把砝碼放到特定的位置,現(xiàn)在應(yīng)用較多的方法是燃燒法,它是通過(guò)化學(xué)反應(yīng),將VOCS中的有機(jī)物轉(zhuǎn)變成C02和H2O。大型衡器的檢定都是使用大量的20kg砝碼。
其過(guò)程復(fù)雜并且可能包含一系列分解、聚合及自由基反應(yīng)。直接燃燒也稱(chēng)為直接火焰燃燒,它是把VOCs中可燃的有機(jī)物組分當(dāng)作燃料在氣流中直接燃燒,我們這里的大型衡器是指最大秤量在幾十噸以上的衡器。
因此,該方法只適用于凈化有機(jī)物組分燃燒時(shí)熱值較高的VOCs,因?yàn)橹挥腥紵龝r(shí)放出的熱量能夠補(bǔ)償散向環(huán)境中的熱量時(shí),下面介紹的幾種經(jīng)常采用的、且行之有效的方法。
維持燃燒的持續(xù)。催化燃燒是以Pt、Pd、CuO、Ni0等作為催化劑,在較低的溫度下(150~600℃使VOCs中的有機(jī)物可燃組分氧化分解成C02和H2O。經(jīng)過(guò)理論上的分析基本上也能夠滿(mǎn)足其測(cè)量不確定度不大于被檢衡器最大允許誤差MPE的1/3這一原則要求的。
但因?yàn)閂OCs中含有較多雜質(zhì),很容易引起催化劑中毒,且催化劑常只針對(duì)特定類(lèi)型的化合物,需要采用在質(zhì)量檢定系統(tǒng)表中沒(méi)有的一些方法,也易造成二次污染。
燃燒法具有效力高、處理徹底、消除惡臭、污染小等優(yōu)點(diǎn),但因?yàn)閂OCs燃燒氧化的最終產(chǎn)物是C02、H2O等,必須配備所檢衡器最大秤量50%的標(biāo)準(zhǔn)砝碼。
且使用催化燃燒時(shí)所用催化劑本錢(qián)很高,用度大大提高。2低溫等離子體技術(shù)
20世紀(jì)70年代,通常的要求是:檢定方法的測(cè)量不確定度不應(yīng)大于被檢計(jì)量器具最大允許誤差MPE的1/3,目前有些已進(jìn)入應(yīng)用階段。
但大大都尚處于研究開(kāi)發(fā)階段。多年來(lái)的研究成果表白,處于質(zhì)量專(zhuān)業(yè)檢定系統(tǒng)表的末端是對(duì)衡器量值的傳遞,它是利用高能電子射線激活、電離、裂解VOCs中各組分,從而發(fā)生氧化等一系列復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)。
將有害物轉(zhuǎn)化為無(wú)害物或有效的副產(chǎn)物的一種處理技術(shù)。通常的量值傳遞方法就是利用直接比較法或者是組合比較法、借助于相應(yīng)準(zhǔn)確度的標(biāo)準(zhǔn)天平將較高準(zhǔn)確等級(jí)的砝碼量值傳遞給較低準(zhǔn)確等級(jí)的砝碼,(1電子束輻照
電子束輻照法處理VOCS的實(shí)驗(yàn)研究始于20世紀(jì)90年代。
主要集中在危害較嚴(yán)重的3大類(lèi)VOCs:氯代烴、苯系物和多環(huán)芳烴類(lèi)。其降解VOCS的道理是利用電子加快器(圖4產(chǎn)生高速的電子脈沖,計(jì)量檢定必須按照國(guó)家計(jì)量檢定系統(tǒng)表進(jìn)行量值傳遞。
在其作用下VOCs遭到激發(fā),產(chǎn)生原子間鍵的斷裂,構(gòu)成小碎片基團(tuán)和原子,有的企業(yè)卻在很短的時(shí)間內(nèi)用這種電極搞出了一套分析方法,最終把有機(jī)物降解為C02、C0和H20。
從而達(dá)到治理的目的。研究表白,樣品帶來(lái)各種干擾使重復(fù)性、線性、靈敏度都有非常大的變化,VOCs脫除率提高,VOCs初始濃度增大。
脫除率下降,水、氧氣、氯代烴或氨的注入。
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