跟著產(chǎn)業(yè)化的快速發(fā)展,有機(jī)廢氣大量排放,危害了大氣環(huán)境、制約了經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)增長(zhǎng).在此背景之下,有機(jī)廢氣污染防治引起社會(huì)普遍正視,解決好這一題目不僅有利于環(huán)境保護(hù),對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展更有著重要意義，下面跟恒峰藍(lán)小編一起來(lái)看看廢氣的組成、危害與處理技術(shù)設(shè)備都有哪些吧。



 

廢氣的組成、來(lái)源及危害

揮發(fā)性有機(jī)廢氣的成分主要包括脂肪烴、芬芳烴、鹵代烴、醇、醛、酮、酯、醚、酚、胺、腈、羧酸等，主要來(lái)源于石化、制藥、印刷、涂裝、噴漆、皮革加工、化纖出產(chǎn)、塑料加工等涉及使用大量有機(jī)溶劑的行業(yè)的出產(chǎn)過(guò)程排放。

有機(jī)廢氣成分復(fù)雜，易燃、易爆并帶有一定毒性，不僅會(huì)污染大氣環(huán)境，天生光化學(xué)煙霧，破壞臭氧層?，還會(huì)通過(guò)呼吸和皮膚吸收進(jìn)入人體，刺激人的呼吸系統(tǒng)，影響人的神經(jīng)系統(tǒng)和造血系統(tǒng)，損害肝、脾等器官，引起中毒、致癌甚至死亡。

有機(jī)廢氣處理技術(shù)

目前針對(duì)有機(jī)廢氣管理已發(fā)展出多項(xiàng)處理技術(shù)，根據(jù)處理原理，大體上可將這些技術(shù)分為兩類：一類是回收法，即通過(guò)單純改變有機(jī)物的溫度、壓力等物理特性或采用選擇性吸附劑等對(duì)其進(jìn)行分離回收;另一類是消除法，即利用化學(xué)或生物反應(yīng)，在一定前提下將有機(jī)物氧化分解為無(wú)毒或低毒產(chǎn)物。

回收法

回收法主要包括吸附法、吸收法、冷凝法和膜分離法。

吸附法

吸附法利器具有多孔結(jié)構(gòu)的吸附劑選擇性地吸附有機(jī)廢氣中的污染物，多用于低濃度、高通量有機(jī)廢氣的處理。應(yīng)用吸附法時(shí)，吸附劑的選擇是樞紐。

常用的吸附劑包括活性炭、沸石、氧化鋁、硅膠和一些高分子材料，其中活性炭因?yàn)榫哂休^好的選擇性、發(fā)達(dá)的孔結(jié)構(gòu)、較大的比表面積、良好的機(jī)械強(qiáng)度、理想的生物相容性和化學(xué)不亂性等特點(diǎn)而成為目前應(yīng)用最多的有機(jī)廢氣吸附材料。利用活性炭吸附法可有效吸附廢氣中的芬芳烴、脂肪烴、鹵代烴、醇、酮、醚、酯等物質(zhì)，為進(jìn)步活性炭的吸附機(jī)能，可采用酸、堿等對(duì)其進(jìn)行改性。此外，吸附劑的外形、結(jié)構(gòu)對(duì)于吸附機(jī)能也會(huì)產(chǎn)生一定影響。研究發(fā)現(xiàn)，纖維狀活性炭對(duì)于廢氣中苯的吸附能力要比一般的活性炭高1倍～10倍，吸附效果更好。

吸附法工藝成熟，去除效率高，設(shè)備簡(jiǎn)樸且能耗較低，因此，被廣泛用于有機(jī)廢氣的處理。但吸附法運(yùn)行本錢較高，吸附材料吸附容量有限且再生難題，重復(fù)使用后吸附效果下降顯著，易失活且失活后的吸附劑的處理也存在一定題目。



 

吸收法

吸收法主要指的是液體吸收法，采用低揮發(fā)或不揮發(fā)性的液體吸收劑對(duì)有機(jī)廢氣中的有害物質(zhì)進(jìn)行吸收，從而對(duì)廢氣進(jìn)行處理。根據(jù)吸收原理的不同，液體吸收法可分為物理吸收法和化學(xué)吸收法。前者利用物質(zhì)的相似相容原理，通過(guò)吸收劑選擇性地吸收與其性質(zhì)相似的有害氣體從而達(dá)到凈化目的;后者則是通過(guò)吸收劑與有機(jī)廢氣之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)凈化廢氣、分離污染物的目的。針對(duì)不同成分的有機(jī)廢氣，選擇合適的吸收劑十分重要。肖瀟等J對(duì)比研究了幾種有機(jī)廢氣吸收液(二乙基羥胺、聚乙二醇400、硅油、食用油、廢機(jī)油、0柴油對(duì)甲苯廢氣的吸收效果，發(fā)現(xiàn)在相同實(shí)驗(yàn)前提下，二乙基羥胺對(duì)甲苯的吸收效果最好，而聚乙二醇和硅油最差。近年來(lái)利用環(huán)糊精的水溶液作為有機(jī)鹵化物的吸收劑也取得了理想效果。

液體吸收法具有投資本錢少、運(yùn)行本錢低、操縱簡(jiǎn)樸等上風(fēng)，合用于高濃度有機(jī)廢氣的處理，應(yīng)用時(shí)需對(duì)吸收劑進(jìn)行后期處理，過(guò)程復(fù)雜且本錢較高，同時(shí)還易產(chǎn)生二次污染，使得該法的應(yīng)用受到限制。

冷凝法

冷凝法通過(guò)降低系統(tǒng)溫度或進(jìn)步系統(tǒng)壓力使有機(jī)污染物冷凝，繼而從廢氣中直接分離出來(lái)，合用于高濃度、高沸點(diǎn)有機(jī)廢氣的處理。因?yàn)榧訅涸O(shè)備較多且比較昂貴，因此，一般采用降溫方式進(jìn)行冷凝。該法操縱簡(jiǎn)樸、投資本錢少、經(jīng)濟(jì)效益高，但單采用冷凝法處理后的廢氣仍含有較高濃度的污染物，因此，在實(shí)際應(yīng)用中常將其與其他方法，如吸附法、催化燃燒法等進(jìn)行聯(lián)用，有利于降低有機(jī)負(fù)荷、運(yùn)行前提及本錢，分離回收有機(jī)廢氣中的部門成分，實(shí)現(xiàn)資源利用。

膜分離法

膜分離法利用有機(jī)物分子與空氣通過(guò)高分子膜的溶解擴(kuò)散速度不同而對(duì)有機(jī)廢氣中的污染物進(jìn)行分離，常用的膜分離工藝包括：蒸汽滲透滲出法、氣體膜分離法以及膜基吸收法¨。膜分離法合用于低通量、高濃度有機(jī)廢氣的處理，具有操縱簡(jiǎn)樸、高效低耗、無(wú)二次污染等長(zhǎng)處，同時(shí)利用膜分離法還可實(shí)現(xiàn)對(duì)脂肪烴、芬芳烴、氯代烴、酮、醛、酚、腈、醇、胺、酸等有機(jī)化合物的回收。盡管膜分離法的廢氣處理效果較好，但膜的通量較小且在使用過(guò)程中易被污染，設(shè)備投資和運(yùn)行本錢都較高。

消除法

消除法主要包括：燃燒法、脈沖電暈法、低溫等離子技術(shù)、光催化氧化法、臭氧催化氧化法、微波催化氧化法和生物處理法等。

燃燒法

燃燒法是利用有機(jī)廢氣可以燃燒的性質(zhì)，通過(guò)充分燃燒而將揮發(fā)性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳，主要包括直接燃燒法、熱力燃燒法和催化燃燒法。

直接燃燒法是將廢氣當(dāng)作燃料進(jìn)行直接燃燒，所需溫度較高(一般在1100℃左右)，合用于高濃度有機(jī)廢氣的處理j。直接火焰燃燒的應(yīng)用范圍比較廣，投資本錢低，設(shè)備簡(jiǎn)樸，處理效果比較徹底，在保證時(shí)間和適當(dāng)溫度前提下，處理效率最高能達(dá)到99%以上¨，但高溫燃燒輕易產(chǎn)生二次污染。

熱力燃燒法是利用熱力交換器對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行升溫加熱，使其在700～800以上的高溫前提下進(jìn)行燃燒，廢氣處理效率可高達(dá)95%～99%。比擬直接燃燒法，熱力燃燒法降低了部門能源消耗。

催化燃燒法是利用催化劑在較低溫(200oC～500℃)加熱有機(jī)廢氣，使其發(fā)生氧化分解反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)凈化。常用的催化劑包括非貴金屬類和貴金屬類的催化劑、過(guò)渡金屬氧化物和復(fù)氧化物催化劑。催化燃燒法具有安全性好、能耗少、無(wú)二次污染、凈化效率高等長(zhǎng)處，但該法在應(yīng)用過(guò)程中輕易泛起催化劑中毒現(xiàn)象，因此，對(duì)于使用前提和操縱工藝要很高，此外，貴金屬類催化劑本錢較高，經(jīng)濟(jì)效益較差。

脈沖電暈法

脈沖電暈法通過(guò)前沿陡峭、脈沖窄的高壓脈沖電暈放電，在常溫、常壓下產(chǎn)生大量高能電子或0、OH、N等活性粒子以及臭氧，與有機(jī)物分子發(fā)生化學(xué)氧化反應(yīng)，破壞其C—C、C一0及C—H等化學(xué)鍵，終極使污染物降解為CO和H0等無(wú)害物質(zhì)。丁德玲等對(duì)脈沖電暈法去除二甲苯廢氣進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)二甲苯去除率隨脈沖峰值電壓、脈沖頻率的增大而升高，隨氣體流量、氣體入口質(zhì)量濃度的增大而降低。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，脈沖電暈法合用于低濃度、大流量二甲苯廢氣的處理，去除率最高可達(dá)87.4%。然而該方法在實(shí)際應(yīng)用中存在能耗較大，大功率脈沖電源制造技術(shù)復(fù)雜、本錢較高，火花開(kāi)關(guān)壽命較短等題目，限制了該技術(shù)的進(jìn)一步推廣。

低溫等離子技術(shù)

低溫等離子技術(shù)通過(guò)高壓脈沖放電獲得大量高能電子和自由基等活性粒子，經(jīng)低溫處理后變?yōu)楣虘B(tài)、液態(tài)或氣態(tài)。這些粒子通過(guò)破壞有機(jī)物的部門化學(xué)鍵，如C—H和C—C鍵等，從而對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行降解，將其轉(zhuǎn)化為無(wú)害或低害物質(zhì)，合用于大風(fēng)量、低濃度有機(jī)廢氣的處理。研究表明，單獨(dú)使用低溫等離子技術(shù)處理有機(jī)廢氣時(shí)，去除率雖高但會(huì)有副產(chǎn)物產(chǎn)生，而在等離子體反應(yīng)器中加入吸附劑或催化劑時(shí)，不僅可以進(jìn)步污染物的去除率，同時(shí)還可減少副產(chǎn)物的天生。低溫等離子技術(shù)具有工藝簡(jiǎn)樸、能耗較低、處理速度快等長(zhǎng)處，尤其合用于處理惡臭氣體，但該法運(yùn)行用度相對(duì)較高。

光催化氧化法

光催化氧化法利用WO、CdS、ZnO、TiO等催化材料的光催化活性，在特定波長(zhǎng)的光(一般是紫外線)照下，激發(fā)其產(chǎn)生氧化性極強(qiáng)的自由基活性物質(zhì)，終極將吸附在其表面的有機(jī)物氧化為二氧化碳、水等無(wú)害物質(zhì)¨’m]。該法反應(yīng)效率高、處理效果好、能耗低且無(wú)二次污染，可有效轉(zhuǎn)化苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、乙酸乙酯、甲醇、乙醛等物質(zhì)。

臭氧催化氧化法

臭氧催化氧化法以金屬、金屬氧化物和金屬鹽作為催化劑，催化臭氧產(chǎn)生更多的具有強(qiáng)氧化性的物質(zhì)以進(jìn)步其氧化能力，使臭氧在室溫下即可催化有機(jī)廢氣氧化為二氧化碳和水。采用臭氧催化氧化法能顯著降低反應(yīng)活化能及反應(yīng)溫度，然而該方法在應(yīng)用時(shí)輕易泛起催化劑失活，反應(yīng)溫渡過(guò)低時(shí)還易天生副產(chǎn)物。臭氧催化氧化法多用于廢水中有機(jī)污染物的去除，而目前海內(nèi)外對(duì)于該項(xiàng)技術(shù)在廢氣處理方面的研究也取得了一定進(jìn)展，是比較好的有機(jī)廢氣處理技術(shù)。



 

微波催化氧化技術(shù)

微波催化氧化技術(shù)由傳統(tǒng)的填料吸附一解吸技術(shù)發(fā)展而來(lái)。利用吸附劑吸附污染物后，采用微波將污染物從吸附劑上解吸出來(lái)，隨后在催化劑的作用下將污染物氧化降解。其中，非氯代有機(jī)物將被氧化為水和二氧化碳，可直接排人大氣，而氯代有機(jī)物經(jīng)催化氧化還會(huì)天生HC1，需用堿性吸收劑進(jìn)行吸收。微波催化氧化技術(shù)將傳統(tǒng)解吸方式轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒉ń馕?，在降低能耗的同時(shí)縮短了解吸時(shí)間，且微波再生效果好，吸附劑解吸20次后仍能基本保持原有的吸附能力。微波催化氧化技術(shù)具有較高的催化效率、啟動(dòng)時(shí)間較短且對(duì)溫度要求不高，應(yīng)用該技術(shù)時(shí)應(yīng)針對(duì)不同的有機(jī)廢氣選擇合適的吸附劑，同時(shí)注重微波功率、加熱時(shí)間、載氣流量等因素對(duì)催化效率的影響。

生物處理法

生物處理法利用微生物的新陳代謝作用，將有機(jī)廢氣中的某些成分作為碳源和氮源進(jìn)行氧化分解，終極將有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物、水、二氧化碳等無(wú)害物質(zhì)，合用于大氣量、低濃度有機(jī)廢氣的處理。目前生物處理設(shè)備主要包括生物濾池、生物滴濾塔、生物洗滌器等。該法具有凈化效果好，運(yùn)行用度少，無(wú)二次污染，安全性、環(huán)保性好等長(zhǎng)處，但微生物的代謝速率較慢，因此，凈化速度不高。應(yīng)用該法時(shí)細(xì)菌的篩選是樞紐，因此，應(yīng)加大對(duì)細(xì)菌種類的分析和研究，同時(shí)在運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)留意控制體系的溫度和pH值，保證微生物的活性。

組合處理技術(shù)

在實(shí)際應(yīng)用中，為降低處理本錢、進(jìn)步處理效率，常將上述處理方法中的兩種或幾種進(jìn)行聯(lián)合使用。劉松華等l3¨采用光催化氧化和活性炭吸附聯(lián)用的方式對(duì)含有酮、醛、酯、烴等有機(jī)物的惡臭廢氣進(jìn)行處理，不僅彌補(bǔ)了單獨(dú)使用光催化氧化時(shí)有機(jī)廢氣去除率不高的題目，同時(shí)也有效增加了活性炭的更換時(shí)間，降低了處理本錢。韓姚其等研究了低溫等離子體結(jié)合光催化氧化技術(shù)在降解有機(jī)廢氣二甲苯方面的應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在光催化劑的作用下，等離子體對(duì)于二甲苯的去除率得到明顯晉升，通過(guò)二者的協(xié)同作用，可更加快速有效地分解空氣中的有害物質(zhì)。

實(shí)踐證實(shí)這些技術(shù)在有機(jī)廢氣管理方面均有著良好應(yīng)用。有機(jī)廢氣處理時(shí)，首先應(yīng)充分了解廢氣的組成和性質(zhì)，綜合考慮處理技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性和有效性，從而選擇合適的處理方式。在使用單一處理方法的基礎(chǔ)上還可發(fā)展組合處理技術(shù)，以進(jìn)步處理效率，降低處理本錢。

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