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【摘 要】某电子行业企业在生产过程中产生的有机废气具有风量大、浓度低、处理困难的特点。本文以某电子企业有机废气处理工程为例，采用“干式过滤+一级活性炭吸附浓缩+催化燃烧+二级活性炭吸附（带脱附功能）”组合装置，废气处理效率高于90%。工程实例表明改造后的装置可达到高效吸附、深度净化、经济可行、稳定性高的效果。
【关键词】有机废气;电子行业;吸附浓缩;催化燃烧
中图分类号： TQ050.2;X78 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）11-0048-002
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.11.022
【Abstract】The organic waste gas generated in the production process of the electronics industry， with low concentration and large air volume is difficult to handle. In this paper， an organic waste gas treatment project of an electronic enterprise is taken as an example， and the combination of “dry filtration + primary activated carbon adsorption concentration + catalytic combustion + secondary activated carbon adsorption （with desorption function）” is adopted， and the removal rate of the organic waste gas is above 90%. The engineering example shows that the modified device can achieve high adsorption efficiency， deep purification， economic feasibility and high stability.
【Key words】Organic waste gas; Electronics industry; Adsorption concentration; Catalytic combustion
电子元件在表面贴装工艺中， 为防止在焊接修正前元器件因加速、振动、冲击等原因发生偏移或脱落大量使用红胶[1]，贴装过程中易产生挥发性有机废气（volatile organic compounds，VOCs）。某电子企业的主要产品为铝电解电容器和电源基板，产生的有机废气主要为乙醇、异丙醇等。尽管该企业排放的有机废气浓度满足天津市地方标准《工业企业挥发性有机物排放控制标准》（DB12/524-2014），但现有废气处理装置对大风量、低浓度的有机废气不能达到稳定排放的要求，需采取更加有效的废气净化技术，才能达到达标且稳定排放的要求。
目前国内外对大风量、低浓度的VOCs废气净化手段主要包括吸附法、催化燃烧法及其组合方法等[2]。吸附法利用活性炭等吸附剂对气态分子的捕捉能力进行废气净化，吸附剂因其具有巨大的比表面积、热稳定性好、吸附量大和吸附活性高等特点而被广泛应用，常见的吸附剂有蜂窝活性炭、纤维活性炭等。该方法具有较高的效率，技术的关键是吸附剂的选择，但活性炭吸附到一定量时会达到饱和，就必须再生或更换活性炭[3]。催化燃烧是典型的气-固相催化反应，其实质是活性氧参与深度氧化作用。在催化燃烧过程中，催化剂可以降低反应的活化能，同时使反应物分子富集于催化剂表面以提高反应速率[4]，在高温下使有毒有害的物质氧化分解为无毒无害的小分子物质，对VOCs中醇类物质分解效果较好[5]。不同VOCs废气净化技术各有优缺点及其使用范围，电子企业产生的废气通量大、成分多样，使用单一处理方法难以达到预期目的，因此，在实际废气处理中通常采用复合工艺处理技术达到高效经济的净化效果[6]。
1 废气特性和处理要求
1.1 废气处理要求
该企业工艺废气中的异丙醇、乙醇执行天津市地方标准《工业企业挥发性有机物排放控制标准》（DB12/524-2014），VOCs最高允许排放浓度50mg/m3，最高允许排放速率1.5kg/h。
1.2 设计工艺流程
由于企业生产过程中产生的VOCs污染物浓度低，风量大且排放不稳定，为保证达到95%稳定达标排放目标并考虑经济性，采取“干式过滤+一级活性炭吸附浓缩+催化燃烧+二级活性炭吸附（带脱附功能）”处理工艺对VOCs废气进行处理。
异丙醇、乙醇等VOCs在通过干式过滤器的预处理后，直接由风管引出并进入活性炭吸附装置，采用蜂窝活性炭吸附浓缩装置+催化燃烧装置，将吸附、浓缩和催化三个过程有机的组合在一起。首先利用蜂窝活性炭的多孔性和微孔材料的表面张力，把车间产生的异丙醇、乙醇吸附在蜂窝活性炭的空隙中，使得废气得到净化;当蜂窝活性炭吸附达到饱和以后，用热风脱附再生;被脱附出来的高浓度异丙醇、乙醇在催化剂的作用下，在相对较低的温度下即可以转化为无毒无害的CO2和H2O，从而达到净化气体的目的，净化后的气体再通过风机排向高空。企业的排气筒也由原有的7个排气筒改造为1个排气筒。
1.干式过滤器 2.吸附电动调节阀 3.一级活性炭吸附塔 4.脱附风机 5.催化燃烧器 6.烟囱7.换热器 8.脱附电动调节阀 9.主风机 10.二级活性炭吸附塔
2 设备参数及工艺特点
根据企业废气特点及工艺分析，同时考虑分类分质处理原则，将有机废气吸附、活性炭脫附和电气控制系统组合在一起。在吸附床前设置干式过滤器作为预处理器，利用过滤器内置的粗效过滤器和亚高效过滤器对废气中的颗粒性物质进行高效拦截，净化效率为80%。 有机废气经过预处理后，经过合理的布风，使其均匀地通过固定吸附塔内的活性炭层的过流断面并停留一段时间，从而将废气中的异丙醇、乙醇等有机成分吸附在活性炭的表面，使废气得到净化，净化后的洁净气体通过风机及烟囱达标排放。该装置设2台吸附塔，即一台吸附塔进行吸附，另一台处于脱附再生阶段，从而使吸附过程可连续进行，不影响车间生产。设备配备PLC电气控制系统，对风机、加热器、温度、阀门进行控制，当系统温度达到预定的催化温度时，系统自动停止预热器的加热，当温度不够时，系统重新启动预热器，使催化燃烧温度维持在适当的范围。此外，系统中还设有阻火器，可有效地防止火焰回串，确保系统安全。
3 工程运行分析
3.1 运行效果
该处理装置投入运行后，对进气口和终端处理设备出气口的异丙醇、乙醇等有机废气污染物的排放浓度和排放速率进行检测，异丙醇的进气口排放浓度为43.0mg/m3，排放速率为1.21kg/h;乙醇的进气口排放浓度为20.8mg/m3，排放速率为0.83kg/h;异丙醇和乙醇经“干式过滤+一级活性炭吸附浓缩+催化燃烧+二级活性炭吸附（带脱附功能）”组合系统处理后，异丙醇的排放浓度和排放速率分别为2.5mg/m3、0.008kg/h，处理效率达到94.2%，乙醇的排放浓度低于2mg/m3，处理效率>90%。结果表明，“干式过滤+一级活性炭吸附浓缩+催化燃烧+二级活性炭吸附（带脱附功能）”为主体的处理系统对去除大风量、低浓度的异丙醇、乙醇等有机废气的净化效果显著，稳定性良好且没有发生聚合反应的可能。
3.2 经济效应分析
该工程一次性投资费用167万元;总装机功率为139.1kW，总运行功率为83.84kW，按每天工作18h，电耗为1509.12kW·h/d，按电价为0.768元/（kW·h）计，则电费为1159元/d;活性炭、过滤器和催化剂等耗材费386.52元/d，废弃物处置费为122.4元/d，合计运行费用1667.92元/d。
4 结论
针对某电子企业排放的大风量、低浓度的异丙醇、乙醇等有机废气，采用“干式过滤+一级活性炭吸附浓缩+催化燃烧+二级活性炭吸附（带脱附功能）”的处理系統对其进行处理。通过对比进、出气口的排放浓度、排放速率可知，该处理系统对有机废气的处理效率可达90%。工程实例证明，对电子行业的大风量、低浓度的有机废气污染物，采用“干式过滤+一级活性炭吸附浓缩+催化燃烧+二级活性炭吸附（带脱附功能）”的组合净化工艺，可以达到高效吸附、深度净化、经济可行、稳定性高的效果。
【参考文献】
[1]王卫华，刘鹏.贴片胶的研发和应用[D].粘接，2007，28（6）：12-14.
[2]陆豪，吴祖良，高翔.吸附法净化挥发性有机物的研究进展[J].环境工程，2013，31（03）：93-97.
[3]邢国政，李慧，李涛，王文忠.吸附法处理甲苯废气的工程实例[J].环境工程，2016，34（S1）：523-525.
[4]赵永才，郑重.VOCs催化燃烧技术及其应用[J].绝缘材料，2007（05）：70-74.
[5]李纯爱.催化燃烧法处理喷漆有机废气的应用研究[J].环境与发展，2018，30（06）：255-256.
[6]汪俊.有机废气处理之活性炭吸附与催化燃烧浅谈[J].污染防治技术，2018，31（02）：4-6.作者简介：刘会成（1986—），男，汉族，江西九江人，南京大学环境规划设计研究院股份公司，工程师，硕士，研究方向为环境规划及政策研究、环境污染控制技术。
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