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VOCs气体吸附+低温催化燃烧环保治理工艺

(专利撬装设备及服务)

GB37822-2019：“挥发性有机物无组织排放控制标准”对总挥发性有机物的P定义和排放作出了明确规定：

标准中挥发性有机物是指参与大气光化学反应的有机化合物。在表征VOCs 总体排放情况时，根据行业特征和环境管理要求，可采用总挥发性有机物（以TVOC表示）、非甲烷总烃（以NMHC 表示）作为污染物控制项目。

总挥发性有机物采用规定的监测方法，对废气中的单项VOCs 物质进行测量，加和得到VOCs 物质的总量，以单项VOCs 物质的质量浓度之和计。实际工作中，应按预期分析结果，对占总量90%以上的单项VOCs 物质进行测量，加和得出。

标准也对挥发性有机液体作出了规定：任何能向大气释放VOCs 的符合下列条件之一的有机液体：

(1)真实蒸气压大于等于0.3 kPa 的单一组分有机液体；

(2)混合物中，真实蒸气压大于等于0.3 kPa 的组分总质量占比大于等于20%的有机液体。

简述在VOCs的处理工艺中，吸附+脱附(浓缩)+催化燃烧工艺，根据吸附剂的使用类型和工艺流程的优化路线，大致可分为：活性炭吸附脱附+催化燃烧以及沸石分子筛吸附脱附+催化燃烧两种方向。两者除了吸附剂的选择不同外，在整个流程上的优化及能量的分配上，也存在着较大差异。反应在实际工程中，就会有运行周期内的运维费用及运行稳定性的很大差异。以下，针对两种系统，做一个深度分析比较。

吸附材料活性炭的原料为富含碳的有机材料，如煤、木材、果壳等；沸石分子筛的原料为硅、铝、氧等无机材料组成。两者均具有较大的比表面积，都可作为吸附材料，但人造沸石分子筛可以根据介质组分的具体成分及极性，在配料与焙烧过程中有针对性的发育更多的有效孔道，在改性过程中，可附加更大极性，更利于高效的选择性或竞争性吸附。由于基材的性能不同，活性炭在使用过程中，有着火的安全隐患，系统中通常使用水喷淋的方式作为安全辅助措施，而分子筛材料不可燃，无火灾隐患。基于安全因素，在HJ2026中规定，活性炭的脱附温度不能高于120℃，这会导致很多组分较重的高碳的有机物或饱和蒸汽压较低的被吸附组分不能被彻底脱附出来，从而影响活性炭床层中后期的吸附效果及其使用寿命；而分子筛可以使用较高的温度进行脱附，比如200℃，此时大部分的有机物均能较为彻底的脱附完毕，有利于长周期的稳定运行。

热能利用由于活性炭的脱附温度限制，无法直接使用相对高能的反应尾气进行脱附，必须通过热交换器进行换热，至120℃以下才能进入床层进行脱附，在换热系统中会损失约1/4的有效热量。分子筛系统则可直接利用反应器后端的尾气直接进行脱附，此时吸附器可与反应系统形成闭路回路，反应器中的催化剂床层可兼作蓄热体，整个系统中的热能可达到高效利用，大幅减小热损。

长周期运行基于上述脱附温度的限制，活性炭在使用过程中，前期的吸附效率是稳定的，中后期的衰减极快。这是因为被吸附的重组分及饱和蒸气压低的组分，无法在此温度区间被脱附完全，会积聚残留在吸附剂孔道中，随着吸附周期的叠加，聚集物也会线性累积叠加，导致中后期吸附性能会急剧下降，劣化时间短。沸石分子筛由于可用较高温度脱附，整个周期内，几乎很少会有有机物在床层中聚集残留，脱附彻底，在整个使用的前中后期内，吸附效率是基本稳定的，劣化时间长。

两种吸附材料及工艺安全性比较卓越NMHC环保治理技术“分子筛吸附脱附+低温催化燃烧”研发的系统，在热能综合利用、高效吸附材料开发、工艺过程压差控制、加热设备变频节能等方面进行多项革新，使得该项工艺技术运行高效、安全可靠、节能环保。

两种吸附材料及工艺经济性比较卓越NMHC环保治理技术“分子筛吸附脱附+低温催化燃烧”研发的系统，在热能综合利用、高效吸附材料开发、工艺过程压差控制、加热设备变频节能等方面进行多项革新，使得该项工艺技术运行高效、安全可靠、节能环保。

以20000Nm3/h处理量，浓度500mg/Nm3工况下，1m3分子筛与活性炭对比。