摘要:工業(yè)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(chǎn)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(zhì)量,減小疾病的發(fā)生。文章對治理有機廢氣的技術和方法進行分析探討。
前言
隨著我國化學工業(yè)的迅速發(fā)展,這些企業(yè)每年都會產(chǎn)生大量的工業(yè)有機廢氣,未能得到及時處理就直接排入到大氣環(huán)境中。影響影響空氣質(zhì)量和人們健康。經(jīng)多年的研究和努力,目前已有多種治理有機廢氣的技術和方法,并在實踐中取得了良好的效果,文章對目前常用的有機廢氣治理技術和方法進行探討。
一、有機廢氣的主要構(gòu)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(gòu)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(gòu)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(jīng)處理后的一些物質(zhì),還能進行再利用。
二、有機廢氣的處理技術和方法
經(jīng)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(xiàn):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(nèi)將其進行分解。在進行光分解過程中通常會產(chǎn)生某些中間物質(zhì),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(jīng)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(tài)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。
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(2)吸附—再生法
該法利用纖維活性炭或顆粒活性炭等吸附劑吸附有機廢氣,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(jīng)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(yōu)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(xiàn)有機廢氣凈化處理的目的,此外,還可以對
熱氣體進行循環(huán)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(nèi)屬于比較成熟的方法。由于有機廢氣含有多種雜質(zhì)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(jié),提高催化劑的穩(wěn)定性。通常使用的催化劑載體有石棉、陶土、活性炭等物質(zhì),具體應用時可根據(jù)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(jù)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(nèi)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(fā)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(jīng)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(yè)生產(chǎn)的迅猛發(fā)展,有機廢氣的品種也日益繁多,因而,人們也在不斷的研發(fā)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(huán)境工程、催化反應和自動檢測控制等范疇,在中國尚處于發(fā)展階段。其今后的發(fā)展方向為: 1)進一步加強催化劑功能,研發(fā)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(jié)能型方向發(fā)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(zhì)上的有機物質(zhì)作為生命的能源進行及時的轉(zhuǎn)化,一般將其轉(zhuǎn)化為無機物(CO2、H2O)和常見的細胞物質(zhì)?,F(xiàn)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(jié)
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(zhuǎn)成本低、能耗小,不產(chǎn)生明顯的二次污染,可治理各種規(guī)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(yè)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(jié)構(gòu)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(fā)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(jīng)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(zhì)造成的失活和重金屬造成的中毒等。
TK-1200型固定汚染源揮發(fā)性有機物(非甲烷總烴、苯系物)在線監(jiān)測系統(tǒng),以自主研發(fā)的在線氣相色譜儀 (GC-FID)為核心,管路全程伴熱且防爆,安全可靠,適用于各種工業(yè)環(huán)境,測量結(jié)果實時準確,運行成本低, 滿足國家標準和行業(yè)標準對揮發(fā)性有機物的監(jiān)測要求。該系統(tǒng)可用于監(jiān)測固定汚染源廢氣中總烴、甲烷、非甲烷總烴、苯系物、氯苯、乙醛、丙烯醛、甲醇、氯乙烯、丙烯腈等一種或多種化合物。