organic-waste-gas-vocs

- Thành phần chính: Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi khác nhau như benzen, toluene, xylene, formaldehyde, axeton, etyl axetat, ankan, anken,..
- Nguồn: Sản xuất hóa chất, sơn, in ấn, dược phẩm, chế biến cao su và nhựa,..

Đối với khí thải hữu cơ, chủ yếu bao gồm các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) khác nhau từ nhiều nguồn khác nhau, có thể sử dụng các thiết bị sau để xử lý:

Thiết bị hấp phụ than hoạt tính
- Nguyên lý: Than hoạt tính có cấu trúc vi xốp phong phú, diện tích bề mặt lớn, có khả năng hấp phụ mạnh đối với các loại VOC khác nhau. Khi khí thải hữu cơ đi qua lớp than hoạt tính, các phân tử VOC được hấp phụ trên bề mặt, từ đó làm sạch khí thải. Khi than hoạt tính đạt đến độ bão hòa, nó có thể được tái sinh thông qua quá trình lọc không khí nóng hoặc giải hấp hơi nước. Khí thải hữu cơ nồng độ cao đã được giải hấp có thể được xử lý thêm.
- Ứng dụng: Thích hợp xử lý khí thải hữu cơ có nồng độ thấp đến trung bình với thể tích không khí lớn. Nó có hiệu suất hấp phụ tuyệt vời đối với hầu hết các VOC phổ biến, chẳng hạn như benzen, toluene, xylene, formaldehyde, axeton và etyl axetat. Tuy nhiên, đối với khí thải có nồng độ cao, than hoạt tính cần được thay thế thường xuyên nên chi phí vận hành cao.

Thiết bị đốt xúc tác
- Nguyên lý: Dưới tác dụng của chất xúc tác (như chất xúc tác kim loại quý như bạch kim, palladium hoặc chất xúc tác oxit kim loại), VOC trong khí thải hữu cơ trải qua phản ứng oxy hóa ở nhiệt độ tương đối thấp (thường là 200-400°C) để tạo ra carbon dioxide và nước. Chất xúc tác làm giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng, tạo điều kiện thuận lợi cho phản ứng đồng thời giảm tiêu hao năng lượng.
- Ứng dụng: Thích hợp để xử lý khí thải hữu cơ có nồng độ thấp đến trung bình, xử lý hiệu quả nhiều loại VOC khác nhau, bao gồm ankan, anken, dãy benzen, aldehyt và xeton. Nó đặc biệt phù hợp với khí thải thải ra liên tục. Thiết bị này mang lại hiệu quả thanh lọc cao (trên 95%), tiêu thụ năng lượng thấp và không gây ô nhiễm thứ cấp. Tuy nhiên, nó rất nhạy cảm với các chất gây ngộ độc chất xúc tác, chẳng hạn như bụi và kim loại nặng, trong khí thải, cần phải xử lý trước.

Thiết bị oxy hóa nhiệt tái sinh (RTO)
- Nguyên tắc: Sau khi đưa vào thiết bị RTO, khí thải hữu cơ trước tiên được làm nóng trước trong thiết bị tái sinh. Sau đó nó đi vào buồng oxy hóa, nơi các thành phần hữu cơ bị oxy hóa và phân hủy thành carbon dioxide và nước ở nhiệt độ cao (khoảng 760°C). Khí nhiệt độ cao thu được sau đó đi qua một thiết bị tái sinh khác, giải phóng nhiệt để làm nóng thiết bị tái sinh, sau đó được sử dụng để làm nóng trước khí thải đi vào, thu hồi nhiệt. Bằng cách chuyển đổi các kênh đầu vào và đầu ra, bộ tái sinh luân phiên hấp thụ và giải phóng nhiệt.
- Ứng dụng: Có thể xử lý khí thải hữu cơ có nồng độ cao, thể tích lớn. Nó có hiệu suất xử lý cao đối với tất cả các loại hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, đạt hiệu suất tinh chế trên 99%. Hơn nữa, do thu hồi nhiệt nên chi phí vận hành tương đối thấp. Tuy nhiên, đầu tư thiết bị tương đối lớn, đòi hỏi diện tích sàn lớn, phù hợp hơn để xử lý khí thải hữu cơ có thành phần tương đối ổn định.

Thiết bị thu hồi ngưng tụ
- Nguyên lý: Dựa vào đặc điểm các chất có áp suất hơi bão hòa khác nhau ở các nhiệt độ khác nhau, VOC trong khí thải hữu cơ được quá bão hòa bằng cách hạ nhiệt độ hoặc tăng áp suất của hệ thống, từ đó ngưng tụ chúng thành dạng lỏng và tách chúng ra khỏi khí thải để thu hồi.
- Ứng dụng: Thích hợp xử lý khí thải hữu cơ có nồng độ cao, nhiệt độ sôi cao như các dòng ankan và benzen. Đối với khí thải có nồng độ thấp, yêu cầu năng lượng cao để giảm nhiệt độ hoặc tăng áp suất khiến việc này kém kinh tế hơn. Thiết bị thu hồi ngưng tụ có thể thu hồi và tái sử dụng dung môi hữu cơ, mang lại những lợi ích kinh tế nhất định, nhưng đòi hỏi áp suất cao và khả năng chịu nhiệt độ thấp.

Thiết bị xử lý sinh học (Bộ lọc sinh học, Bộ lọc sinh học, v.v.)
- Nguyên tắc: Tận dụng quá trình trao đổi chất của vi sinh vật, VOC có trong khí thải hữu cơ đóng vai trò là nguồn cacbon và nguồn năng lượng cho vi sinh vật phát triển. Sự phân hủy của vi sinh vật chuyển đổi các VOC này thành carbon dioxide, nước và chất tế bào vi sinh vật. Trong bộ lọc sinh học, khí thải đi qua lớp lọc chứa vi sinh vật, tại đây VOC được các vi sinh vật hấp phụ và phân hủy. Mặt khác, bộ lọc sinh học phun dung dịch dinh dưỡng lên môi trường chứa vi sinh vật để duy trì hoạt động của vi sinh vật và làm sạch khí thải.
- Ứng dụng áp dụng: Thích hợp để xử lý khí thải hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học, nồng độ thấp đến trung bình, chẳng hạn như ethanol, axeton và etyl axetat. Phương pháp này có chi phí vận hành thấp và không gây ô nhiễm thứ cấp, nhưng hiệu quả xử lý bị ảnh hưởng đáng kể bởi các yếu tố như thành phần khí thải, nhiệt độ, độ ẩm và độ pH và kém hiệu quả hơn trong việc xử lý các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học.

Trong các ứng dụng thực tế, một thiết bị hoặc sự kết hợp của nhiều thiết bị thường được chọn để xử lý khí thải hữu cơ dựa trên nhiều yếu tố, bao gồm thành phần cụ thể, nồng độ, thể tích không khí, mô hình phát thải và chi phí kinh tế. Ví dụ, đối với khí thải hữu cơ có nồng độ thấp, thể tích lớn, trước tiên có thể sử dụng phương pháp hấp phụ và cô đặc bằng than hoạt tính, sau đó mới đến quá trình đốt cháy xúc tác. Đối với khí thải có nồng độ cao, dung môi hữu cơ có thể được thu hồi thông qua quá trình ngưng tụ, sau đó được tinh chế sâu bằng RTO.