環(huán)氧樹(shù)脂環(huán)氧氯丙烷廢氣處理工藝有哪些？

環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)廢氣主要污染物為環(huán)氧氯丙烷（ECH）和其他后續(xù)精制工藝段的添加物，其中環(huán)氧氯丙烷（ECH）廢氣主要來(lái)源于前段縮合脫水過(guò)程反應(yīng)，該工藝段廢氣風(fēng)量排放濃度高，波動(dòng)大。環(huán)氧氯丙烷（ECH）性質(zhì)不穩(wěn)定，加熱時(shí)易分解，易燃易爆，且毒性較強(qiáng)，且揮發(fā)性強(qiáng)，常規(guī)吸附法對(duì)其吸附效果不佳，濃度較大時(shí)容易擊穿吸附劑超標(biāo)排放。所以該類廢氣是整個(gè)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)廢氣治理的痛點(diǎn)和難點(diǎn)。
一、活性炭吸附法適用性分析
技術(shù)原理：活性炭的吸附原理可分為物理吸附和化學(xué)吸附。物理吸附主要因?yàn)榛钚蕴康亩嗫捉Y(jié)構(gòu)提供了大量的表面積，利用活性炭孔壁上的大量分子能產(chǎn)生強(qiáng)大的重力，從而將介質(zhì)中的雜質(zhì)吸引到孔徑上。除物理吸附外，活性炭表面還經(jīng)常發(fā)生化學(xué)反應(yīng)?；钚蕴坎粌H含有碳，而且還含有少量的化學(xué)結(jié)合、官能團(tuán)形式的氧和氫，這些表面含有土壤氧化物或復(fù)合物，能與吸附物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，并與吸附物質(zhì)結(jié)合，在活性炭表面聚集。
技術(shù)適用性分析：
1、吸附效果較差：活性炭吸附的吸附雜質(zhì)的分子直徑必須小于活性炭的孔徑，這樣才能保證雜質(zhì)被吸收到孔徑中。由于環(huán)氧氯丙烷（ECH）分子結(jié)構(gòu)式為C3H5ClO，分子量較大，所以很難保證活性炭的吸附效果，難以長(zhǎng)期穩(wěn)定維持廢氣排放達(dá)標(biāo)。
2、運(yùn)行費(fèi)用較高：活性炭的吸附量只有自身總重量的10-20%，及1噸活性炭只能吸附100-200kg有機(jī)物。工廠處于24小時(shí)生產(chǎn)狀態(tài)，活性炭會(huì)很快飽和，需頻繁更換活性炭。且活性炭吸附存在污染物轉(zhuǎn)移及后續(xù)固廢二次處理費(fèi)用的問(wèn)題，運(yùn)行費(fèi)用較高。
二、燃燒法適用性分析
技術(shù)原理：RTO焚燒爐工作原理是使用天然氣為燃料，直接燃燒有機(jī)廢氣，讓廢氣在750-850℃的高溫下分解成的CO2和H2O排放。在有機(jī)廢氣氧化的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量會(huì)被儲(chǔ)存在陶瓷蓄熱體中，使得蓄熱體升溫蓄熱，儲(chǔ)存的熱量會(huì)繼續(xù)用于后續(xù)的有機(jī)廢氣的處理，這個(gè)過(guò)程會(huì)節(jié)省天然氣燃料的燃燒，起到了節(jié)能降低成本的效果。
在常規(guī)的廢氣處理工藝中通常有活性炭吸附和RTO焚燒工藝，然而此類處理工藝對(duì)于ECH的處理有明顯的弊端，主要問(wèn)題集中在于尾氣處理過(guò)程中的安全保證或難以持續(xù)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。以下先簡(jiǎn)要闡述活性炭吸附和RTO焚燒工藝工藝在此行業(yè)廢氣的適用性分析，并著重介紹生物法處理環(huán)氧氯丙烷廢氣的適用性分析及典型案例。
技術(shù)適用性分析：
1、安全風(fēng)險(xiǎn)較高：由于環(huán)氧氯丙烷（ECH）其蒸氣與空氣形成爆炸性混合物，遇明火、高溫能引起分解爆炸和燃燒。若遇高熱可發(fā)生劇烈分解，容易引起容器內(nèi)壓增大，有開(kāi)裂和爆炸風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)且由于前端濃度波動(dòng)較大，對(duì)RTO的安全設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)場(chǎng)操作管理也非常嚴(yán)苛，稍有不慎就可能出現(xiàn)事故，安全風(fēng)險(xiǎn)較高。
2、投資成本較大：環(huán)氧氯丙烷（ECH）燃燒分解可產(chǎn)生一氧化碳、二氧化碳、氯化氫。若直接采用RTO等焚燒的方式處理焚燒煙氣中會(huì)有大量二次污染物二噁英及氯化氫產(chǎn)生。氯化氫腐蝕性極強(qiáng)，所以對(duì)RTO爐體的材質(zhì)有很高的要求，且維護(hù)頻次也要提高很多，無(wú)形中增加了很多投資成本。
3、能源消耗較高：由于生產(chǎn)前端廢氣濃度波動(dòng)較大，且大部分工況下為低濃度工況，無(wú)法直接燃燒。所以需要消耗大量天然氣來(lái)進(jìn)行輔助燃燒。天然氣用量較大，額外消耗了大量能源。也不符合國(guó)家節(jié)能減碳的環(huán)境治理方向。
三、生物法適用性分析

技術(shù)原理：
生物法是利用微生物對(duì)于污染物的生化降解性能以實(shí)現(xiàn)在常溫常壓下的廢氣處理，變?yōu)镃O2、H2O，達(dá)到凈化的目的。工藝運(yùn)行條件為常溫常壓，安全和節(jié)能，不需要使用天然氣，二次污染產(chǎn)生較少。
技術(shù)分析：
1、技術(shù)門檻高：生物法的核心關(guān)鍵是選擇正確合適的菌種來(lái)應(yīng)對(duì)特征性污染物，對(duì)菌種自身的處理效率和耐受能力要求很高，所以需要很強(qiáng)的前期技術(shù)積累和項(xiàng)目調(diào)試經(jīng)驗(yàn)。如果能夠針對(duì)污染物選擇合適的微生物菌種以及運(yùn)行參數(shù)，可給生產(chǎn)企業(yè)的VOCs尾氣治理帶來(lái)一個(gè)優(yōu)化的工藝選擇，在一定程度上可扭轉(zhuǎn)生產(chǎn)企業(yè)面臨的環(huán)保與安全相矛盾局面。
2、穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放：針對(duì)廢氣中的污染物定制化地篩選出針對(duì)性的微生物菌劑，利用特種定制菌劑可以完成對(duì)廢氣中污染物的高效降解。平均處理效率可達(dá)90%以上。
3、安全風(fēng)險(xiǎn)低：生物法工藝運(yùn)行條件為常溫常壓，無(wú)天然氣添加無(wú)明火。工藝體系為水系體系，無(wú)爆炸起火風(fēng)險(xiǎn)，安全可控。
4、運(yùn)行費(fèi)用低：整體工藝運(yùn)行成本僅為風(fēng)機(jī)水泵等常用電氣設(shè)備的電費(fèi)。無(wú)天然氣等額外能源消耗，無(wú)活性炭消耗及后續(xù)危廢處置費(fèi)用。
5、減碳效果明顯：生物法核心是用微生物將污染物進(jìn)行生物降解。在降解的過(guò)程中，污染物部分被分解成CO2和H2O，還要一部分被生物利用變成生物繁殖過(guò)程中的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。相比于燃燒法引入天然氣輔助燃燒處理，生物法的減碳固碳效果更加顯著。大約減少碳排放30~70%。
四、典型案例分享
經(jīng)市場(chǎng)調(diào)研分析及案例調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，在選擇針對(duì)環(huán)氧氯丙烷（ECH）的特有菌群后，生物法的綜合降解效率可以達(dá)到80-90%。滿足達(dá)標(biāo)排放需求。
下表是某公司網(wǎng)站上公開(kāi)的EHC廢氣相關(guān)案例運(yùn)行數(shù)據(jù)，經(jīng)整理后分享給大家。
該項(xiàng)目連續(xù)監(jiān)測(cè)24天，進(jìn)氣濃度最高為243.5mg/m³，處理效率維持在85%以上，出氣濃度一直低于15 mg/m³（滿足《GB 31572-2015 合成樹(shù)脂工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)），可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。
表：某項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)24天進(jìn)出氣檢測(cè)數(shù)據(jù)

以上的三種工藝有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，具體的處理工藝，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇，詳情可以咨詢我們中仁環(huán)保。
來(lái)源：VOCs減排工作站