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行業知識
有機廢氣治理技術分析
時間: 2020-09-21 14:23
工業廢氣污染是我國目前主要的污染來源之一,如不及時進行治理,被人體吸收后,容易產生疾病,影響人們的身體健康。因此,必須采取有效的措施,對廢氣進行治理,特別是有機廢
   工業廢氣污染是我國目前主要的污染來源之一,如不及時進行治理,被人體吸收后,容易產生疾病,影響人們的身體健康。因此,必須采取有效的措施,對廢氣進行治理,特別是有機廢氣,以提升空氣質量,減小疾病的發生。文章對治理有機廢氣的技術和方法進行分析探討。
 
一、有機廢氣的主要構成及特點
 
  通過對大部分有機廢氣的成分進行分析,可以得出,其構成主要包括:甲醛、苯、甲苯、二甲苯等苯系物、丙酮丁酮、乙酸乙酯、油污、糠醛、苯乙烯、丙烯酸、樹脂、添加劑、漆霧以及一些含碳氫氧的有機氣體等。有機廢氣具有以下特點:有毒、易爆、易燃、不溶于水、可溶于有機溶體、處理困難。如果不對其進行有效治理,會對人們身體健康構成威脅。通過采取相應的治理技術,可以有效地處理有機廢氣,經處理后的一些物質,還能進行再利用。
 
二、有機廢氣的處理技術和方法
 
  經過多年研究,目前已有多種技術和方法可有效處理有機廢氣,并取得了良好的效果。
 
1、光分解法
 
  采用這種方法治理有機廢氣,可通過以下方面實現:一是采用光照分解,當光照波長達到相應值時,就可以分解有機廢氣;二是加入催化劑,通過光照的形式進行有機廢氣的分解。例如,用185mm的紫外線照射有機氯化物和氟氯烴時,能在很短時間內將其進行分解。在進行光分解過程中通常會產生某些中間物質,但這些東西可能透過延長光的照射或采用氫氧化鈉溶液處理掉;三是通過光催化降解,該技術是通過紫外線對TiO2進行照射激活,使H2O生成為OH-自由基,這些自由基會將有機廢氣化解為CO2和H2O。
 
  當我們選擇催化劑消除有機廢氣時,可以采用常見的熒光燈作為光源,把有機廢氣中的惡臭進行消除,或者降低其污染濃度。但就目前經驗而言,采用催化劑進行降解的技術及效果還有待提高。
 
2、吸附法
 
  (1)直接吸附法
 
  采用活性炭,直接吸附有機廢氣。其吸附率非常高,可達到96%以上,該方法投資小,簡單。但當活性炭處于吸附飽和狀態時,其吸附有機廢氣的程度會大為下降,僅為吸附35%左右,吸附“三苯”廢氣只能達到20%~25%,也就是說一噸活性炭吸附的“三苯”氣體只有200-250kg。但處于飽和的活性炭是無法重生的,如果要提高活性炭吸附效果,需要進行更換活性炭,這樣處理成本較高,且存在二次污染問題。
 
  (2)吸附—再生法
 
  該法利用纖維活性炭或顆?;钚蕴康任絼┪接袡C廢氣,接近飽和后用過熱蒸汽反吹活性炭進行脫附再生,水蒸氣與脫附出來的“三苯”氣體經冷凝、分離,可回收“三苯”液體。采用這種方法具有脫附快,冷凝吸附效果好等優點,但其存在明顯不足:如必須具有相應的蒸汽、腐蝕性高;以及需要二次分離回收液、必須把活性炭當中殘留的水分弄干后,再進行二次吸附,成本高。
 
  采用這種方法,適用于濃度高,風量小,有一定回收利用價值的廢氣治理,否則不宜選擇該工藝,此外,該技術還有待進一步完善和提高。
 
  (3)吸附—催化氧化。
 
  采用新型活性碳吸附濃度低的有機廢氣,待吸附達到相應飽和度后再利用熱空氣對其進行加熱,脫離吸附中的“三苯”等廢氣,之后通過催化燃燒方法,實現有機廢氣凈化處理的目的,此外,還可以對熱氣體進行循環使用和余熱利用。
 
  采用這種方法,可以綜合使用各個吸附方法,有效解決大風量、低濃度的有機廢氣問題,這種方法在國內屬于比較成熟的方法。由于有機廢氣含有多種雜質如磷、鉛、錫、汞等,容易導致催化劑中毒。
 
  因此,在應用催化劑時,應加上一定的載體,減小使用催化劑的同時,增大其使用面積,減少燒結,提高催化劑的穩定性。通常使用的催化劑載體有石棉、陶土、活性炭等物質,具體應用時可根據實際條件進行選擇。
 
3、催化燃燒技術的工藝特點及技術進展
 
  依據有機廢氣預熱方法及富集方法,催化燃燒分為以下3種:
 
  (1)預熱式:這是催化燃燒的最常見方式。有機廢氣溫度在100℃以下,濃度也較低,熱量不能自給,因而在進入反應器前需要在預熱室加熱升溫。燃燒凈化后氣體在熱交換器內與未處理廢氣進行熱交換,以收回有些熱量。該技能一般選用煤氣或電加熱升溫至催化反應所需的起燃溫度。
 
  (2)自身熱平衡式:當有機廢氣排出溫度高于起燃溫度(在300℃擺布)且有機物含量較高,熱交換器收回有些凈化氣體所發生的熱量,在正常操作下可以保持熱平衡,無需彌補熱量,一般只需要在催化燃燒反應器中設置電加熱器供起燃時運用。
 
  (3)吸附-催化燃燒:當有機廢氣的流量大、濃度低、溫度低、選用催化燃燒需耗很多燃料時,可先采用吸附手法將有機廢氣吸附于吸附劑上進行濃縮,再經過熱空氣吹掃,使有機廢氣脫附濃縮成高濃度有機廢氣(可濃縮10倍以上),再進行催化燃燒。此時,不需要彌補熱源,就可保持正常運行。
 
  (4)催化燃燒技術的研討進展
 
  跟著工業生產的迅猛發展,有機廢氣的品種也日益繁多,因而,人們也在不斷的研發催化燃燒的一些新工藝、新技術,以進一步增強有機廢氣的處理效率。催化燃燒技術涉及化工、環境工程、催化反應和自動檢測控制等范疇,在中國尚處于發展階段。其今后的發展方向為:1)進一步加強催化劑功能,研發具有抗毒性、大空速、大比表面積及低起燃點的非貴金屬催化劑,以降低造價和運行費用。2)催化燃燒裝置應向大型化、整體型和節能型方向發展。
 
5、生物法
 
  生物凈化就是通常所說的一種氧化的過程:生物凈化依附在活性微生物以及潮濕介質上的有機物質作為生命的能源進行及時的轉化,一般將其轉化為無機物(CO2、H2O)和常見的細胞物質?,F階段的生物凈化的工藝主要包括三種:生物過濾法、生物滴濾床和生物洗滌床。
 
三、總結
 
  1、在眾多有機廢氣處理技術中,生物處理技術是具有較好應用前景的技術,其運轉成本低、能耗小,不產生明顯的二次污染,可治理各種規模的中、低濃度有機廢氣,隨著其技術的不斷提高,已越來越引起人們的重視,并廣泛地應用在工業有機廢氣治理中。對生物處理技術的研究重點,應加強對填料性能、設備結構和工藝條件的改進,以及對不同菌種處理能力的研究。
 
  2、吸附技術是目前治理有機廢氣中較為成熟和成型的技術之一,但其存在處理設備容量不足,吸附劑需要再生等問題,限制了技術的應用和發展。
 
  3、催化燃燒技術投資少、設備簡單、操作方便,凈化徹底,可以處理低、高濃度的有機廢氣,是目前應用最廣泛的、經濟有效的處理技術。今后該技術的研究方向重點應放在如何防止催化劑因非VOC物質造成的失活和重金屬造成的中毒等。

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