有机废气处理：7种工艺及费用对比

文/山水

设计规模分析

为了解有机废气的排放情况，厂方未提供准确的数据，根据厂方要求设计方案采用同类项目近似取值设计有机污染物排放量见表1--表2

表1 设计处理废气污染物排放量

废气名称	排放 部位	产生量 m3/h	排放去向	备注
喷漆房有机废气	喷漆车间	6000	废气设备

上表为生产线每天废气排放情况。从上表可以看出，该企业综合废气其在6000 m3/h；

设计处理污染物进口浓度

序号	苯（mg/m3）	甲苯 mg/m3	二甲苯mg/m3	非甲烷总烃mg/m3	颗粒物mg/m3
原始浓度	60	110	180	70	150

废气处理设备作为环保工程，设计中尽量减少处理本身对环境的负面影响，如气味、噪音、固体废弃物等。

排放出路

废气处理后通过17米烟囱高空达标排放

采样位置和采样点

采样位置

采样位置应优先选择在垂直管段。应避开烟道弯头和断面急剧变化的部位。采样位置应设置在据弯头、阀门、变径管下游方向不小于6倍直径和距上述部件上游方向不小于3倍直径处，对矩形烟囱道，其当量直径D=2AB/(A+B)，式中A，B为边长。

对于气态污染物，由于混合比较均匀，其采样位置可不受上述规定限制，但应避开涡流区。如果同时测定排气流量，采样位置仍按1.1选取。

采样位置应避开对测试人员操作有危险的场所。

采样孔

在选定的测定位置上开设采样孔，采样孔内径应不小于80mm，采样孔管长应不大于50mm。不使用时应用盖板。管堵或管帽封闭（图1、图2、图3）。当采样孔仅用于采集气态污染物时，其内径应不小于40mm。

废气处理工艺选择

国内外现有污染气体的主要处理技术有：热氧化法、物理化学法、低温等离子法、植物提取液法、生物氧化法、吸附发、吸收发等

表1-1 各种治理技术对比表

工艺特点净化工艺	安全性	净化效率	总投资（一次性 投资+运行费用）	能耗	有无二次污染
燃烧法	不安全	高	高	非常高	有
低温等离子法	有机废气易燃易爆	低	高	较高	无
生物菌分解	安全	高	高	低	无
活性炭吸附法	安全	一般	低	较低	有
光氧分解法	安全	高	低	低	无

通过以上各种治理技术的比对为此，结合自身生物技术优势的同时，同时考虑业主投资成本，又充分发挥自身的工程应用能力，选择将预处理漆雾隔离装置和活性炭吸附法技术治理污染气体作为公司环保领域的主攻方向。

废气处理系统工艺流程方框图

废气系统工艺说明

工艺流程简介：在喷漆房产生的废气，收集的有机废气由支风管汇入排风主管，进入干式过滤器系统，在干式过滤器中废气以2.0m/s左右的缓慢速度通过，接触时间为1.5秒。废气中的细微颗粒（油漆颗粒、甲苯颗粒、二甲苯颗粒）被干式过滤器系统捕获，形成较重的大颗粒固气得到分离，气体得到净化，最后再进入活性炭吸附塔，活性炭吸附塔内装有高效吸附性能的活性炭填料，通过调节适当的风速使活性炭填料充分吸收废气中的有害物质，废气其除臭最高可达99%以上，净化、脱臭效果大大超过GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》二级排放标准，GB14554-93《恶臭污染物排放标准》二级排放标准。废气通过烟囱抽风形成负压从15m烟囱安全、达标的排放到大气中。

设备工作原理

吸咐现象是发生在两个不同相界面的现象，吸咐过程就是在界面上的扩散过程，是发生在固体表面的吸咐，这是由于固体表面存在着剩余的吸引力而引起的。吸咐可分为物理吸咐和化学吸咐。化学吸附亦称活性吸附，是由于吸附剂表面与吸附质分子之间化学反应力导致化学吸附，它涉及分子中化学键的破坏和重新结合，因此，化学吸附过程的吸附热较物理过程大，活性炭对于芳香族化合物的吸附优于非芳香族化合物的吸附，对带有支键的烃类物质的吸附优于对直链烃类物质的吸附；对含有机基因物质的吸附总是低于不含无机基因物质的吸附；对分子量大和沸点高的化合物的吸附总高于分子量小和费点低的化合物的吸附；吸附质浓度越高，吸附量也越高；吸附剂内表面积越大，吸附量越高。

“固定吸附床装置”是利用活性碳强大吸附能力，在治理工艺中喷漆废气经过通过风管流到活性碳吸附床，与活性炭充分接触，在其中进行气尘吸附捕集、除味、氧化等过程，经该工艺治理后有机废气各项指标去除率均在95%以上，最终清洁气体通过离心风机抽到高位烟囱达标排放。从而有效地解决了环境空气污染问题。

活性炭吸附具有比表面积大；良好的选择性吸附；吸附容量大；来源广泛价格低廉等特点。而此活性炭吸附剂就是采用来源广泛，成本低廉的工业气体专用活性炭，其活性再生周期与有机废气浓度、工作时间和吸附速率等因素有关，更换周期一般在3-6个月。

活性碳吸附剂的再生一般通入蒸汽加热降解数分钟或者寻求专业再生企业对活性碳进行再生即可实现重复使用，本项目采用更换后，活性碳由专业再生回收公司进行处理。以实现节约资源，降低治理工艺的运行费用。

活性炭吸附器设备运行成本

指标名称	使用周期	每年费用（元）	备注
活性炭更换	4个月	3000	600kg每年
电费费用		9000
合计年运行费用		12000
注明：本设备无任何机械动作，无噪音，无需专人管理和日常维护，只需作定期检查，本设备能耗低。

不同技术对比

	光氧催化净化法	活性炭吸附法	等离子法	植物喷洒法	直接燃烧法
技 术 原 理	通过光氧把废气分子从常态变为高速运动状态再利用高能C波段粉碎分子链结构，将恶臭、有机物质分子链，改变物质结构，把有机化合物变成小分子、中子、原子，利用紫外线产生的O3进行氧化，设备加装多种相对应的催化剂，将污染物质变成为低分子无害物质或水和二氧化碳等。	利用活性炭内部孔隙结构发达，有巨大比表面积原理，来吸附通过活性炭池的恶臭、有机气体分子。	利用高压电极发射离子及电子，破坏恶臭、有机分子结构的原理，轰击废气中恶臭、有机分子，从而裂解恶臭、有机分子，达到脱臭净化的目的。	直接向恶臭、有机无喷洒植物提取液，将恶臭、有机气体进行中和、吸收，达到脱臭	采用气、电、煤或可燃性物质通过极高温度进行直接燃烧，将大分子污染物断裂成低分子无害物质
除 臭 效 率	脱臭净化效果可达99%以上，大大超过国家1993年颁布的恶臭物质排放标准；（GB14554-93）	初期除臭效率可达65%，但极易饱和，通常数日即失效，需要经常更换。	适合低浓度的恶臭、有机气体净化，正常运行情况下除臭效率可达80%左右。	对低浓度恶臭、有机气体脱臭处理效果，可达50%	脱臭净化效果较好，只能够对高浓度废气进行直接燃烧
处 理 成 分	能处理氨、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、苯、苯乙烯、二硫化碳、三甲胺、二甲基二硫醚等高浓度混合气体。	适用于低浓度、大风量臭气，对醇类、脂肪类效果较明显。但处理湿度大的废气效果不好。	能处理多种臭气充分组成的混合气体，但对高浓度易燃易爆废气，极易引起爆炸。	根据需处理废气的种类，选用不同种类的喷洒液。	高浓度有机废气可引入直接燃烧，低浓度废气不能够燃烧
寿 命	高能紫外灯管寿命1.5年以上。设备寿命十年以上。免维护	活性炭需经常进行更换。	在废气浓度及湿度较低情况下，可长期正常工作	需经常添加植物喷洒液。	养护困难，需专人看管
维 护 费 用	净化技术可靠且非常稳定，净化设备无需日常维护，只需接通电源，即可正常工作，运行维护费用极低。	所使用的活性碳必须经常更换，并需寻找废弃活性碳的处理办法，运行维护成本很高。	用电量大，且还需要清灰，运行维护成本高。	需定期加入喷洒液，且需维护设备，运行维护费用高。	运行成本较高
安全	安全性高	安全性高	有一定安全隐患	安全性高	有一定安全隐患
污染	无二次污染	易二次污染	无二次污染	易二次污染	易二次污染