隨著產(chǎn)業(yè)化的快速發(fā)展,有機廢氣大量排放,危害了大氣環(huán)境、制約了經(jīng)濟的可持續(xù)增長.在此背景之下,有機廢氣污染防治引起社會普遍正視,解決好這一題目不僅有利于環(huán)境保護,對于經(jīng)濟發(fā)展更有著重要意義，下面跟煙臺環(huán)保公司小編一起來看看廢氣的組成、危害與處理技術(shù)設(shè)備都有哪些吧。
廢氣的組成、來源及危害
揮發(fā)性有機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溶劑的行業(yè)的出產(chǎn)過程排放。
有機廢氣成分復(fù)雜，易燃、易爆并帶有一定毒性，不僅會污染大氣環(huán)境，天生光化學(xué)煙霧，破壞臭氧層?，還會通過呼吸和皮膚吸收進入人體，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。
有機廢氣處理技術(shù)
目前針對有機廢氣管理已發(fā)展出多項處理技術(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，即通過單純改變有機物的溫度、壓力等物理特性或采用選擇性吸附劑等對其進行分離回收;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物氧化分解為無毒或低毒產(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廢氣中的污染物，多用于低濃度、高通量有機廢氣的處理。應(yīng)用吸附法時，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，其中活性炭因為具有較好的選擇性、發(fā)達的孔結(jié)構(gòu)、較大的比表面積、良好的機械強度、理想的生物相容性和化學(xué)不亂性等特點而成為目前應(yīng)用*多的有機廢氣吸附材料。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)，為進步活性炭的吸附機能，可采用酸、堿等對其進行改性。此外，吸附劑的外形、結(jié)構(gòu)對于吸附機能也會產(chǎn)生一定影響。研究發(fā)現(xiàn)，纖維狀活性炭對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)備簡樸且能耗較低，因此，被廣泛用于有機廢氣的處理。但吸附法運行本錢較高，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)性的液體吸收劑對有機廢氣中的有害物質(zhì)進行吸收，從而對廢氣進行處理。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，通過吸收劑選擇性地吸收與其性質(zhì)相似的有害氣體從而達到凈化目的;后者則是通過吸收劑與有機廢氣之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而實現(xiàn)凈化廢氣、分離污染物的目的。針對不同成分的有機廢氣，選擇合適的吸收劑十分重要。肖瀟等J對比研究了幾種有機廢氣吸收液(二乙基羥胺、聚乙二醇400、硅油、食用油、廢機油、0柴油對甲苯廢氣的吸收效果，發(fā)現(xiàn)在相同實驗前提下，二乙基羥胺對甲苯的吸收效果*好，而聚乙二醇和硅油*差。近年來利用環(huán)糊精的水溶液作為有機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、運行本錢低、操縱簡樸等上風(fēng)，合用于高濃度有機廢氣的處理，應(yīng)用時需對吸收劑進行后期處理，過程復(fù)雜且本錢較高，同時還易產(chǎn)生二次污染，使得該法的應(yīng)用受到限制。
冷凝法
冷凝法通過降低系統(tǒng)溫度或進步系統(tǒng)壓力使有機污染物冷凝，繼而從廢氣中直接分離出來，合用于高濃度、高沸點有機廢氣的處理。因為加壓設(shè)備較多且比較昂貴，因此，一般采用降溫方式進行冷凝。該法操縱簡樸、投資本錢少、經(jīng)濟效益高，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，在實際應(yīng)用中常將其與其他方法，如吸附法、催化燃燒法等進行聯(lián)用，有利于降低有機負荷、運行前提及本錢，分離回收有機廢氣中的部門成分，實現(xiàn)資源利用。
膜分離法
膜分離法利用有機物分子與空氣通過高分子膜的溶解擴散速度不同而對有機廢氣中的污染物進行分離，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、高濃度有機廢氣的處理，具有操縱簡樸、高效低耗、無二次污染等長處，同時利用膜分離法還可實現(xiàn)對脂肪烴、芬芳烴、氯代烴、酮、醛、酚、腈、醇、胺、酸等有機化合物的回收。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程中易被污染，設(shè)備投資和運行本錢都較高。
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
燃燒法是利用有機廢氣可以燃燒的性質(zhì)，通過充分燃燒而將揮發(fā)性有機物轉(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)備簡樸，處理效果比較徹底，在保證時間和適當(dāng)溫度前提下，處理效率*高能達到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有機廢氣進行升溫加熱，使其在700～800以上的高溫前提下進行燃燒，廢氣處理效率可高達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℃)加熱有機廢氣，使其發(fā)生氧化分解反應(yīng)，從而實現(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、無二次污染、凈化效率高等長處，但該法在應(yīng)用過程中輕易泛起催化劑中毒現(xiàn)象，因此，對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)濟效益較差。
脈沖電暈法
脈沖電暈法通過前沿陡峭、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等無害物質(zhì)。丁德玲等對脈沖電暈法去除二甲苯廢氣進行了實驗研究，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。實驗結(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*高可達87.4%。然而該方法在實際應(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，火花開關(guān)壽命較短等題目，限制了該技術(shù)的進一步推廣。
低溫等離子技術(shù)
低溫等離子技術(shù)通過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)。這些粒子通過破壞有機物的部門化學(xué)鍵，如C—H和C—C鍵等，從而對有機污染物進行降解，將其轉(zhuǎn)化為無害或低害物質(zhì)，合用于大風(fēng)量、低濃度有機廢氣的處理。研究表明，單獨使用低溫等離子技術(shù)處理有機廢氣時，去除率雖高但會有副產(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，不僅可以進步污染物的去除率，同時還可減少副產(chǎn)物的天生。低溫等離子技術(shù)具有工藝簡樸、能耗較低、處理速度快等長處，尤其合用于處理惡臭氣體，但該法運行用度相對較高。
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，在特定波長的光(一般是紫外線)照下，激發(fā)其產(chǎn)生氧化性極強的自由基活性物質(zhì)，終極將吸附在其表面的有機物氧化為二氧化碳、水等無害物質(zhì)¨’m]。該法反應(yīng)效率高、處理效果好、能耗低且無二次污染，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)生更多的具有強氧化性的物質(zhì)以進步其氧化能力，使臭氧在室溫下即可催化有機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)用時輕易泛起催化劑失活，反應(yīng)溫渡過低時還易天生副產(chǎn)物。臭氧催化氧化法多用于廢水中有機污染物的去除，而目前海內(nèi)外對于該項技術(shù)在廢氣處理方面的研究也取得了一定進展，是比較好的有機廢氣處理技術(shù)。
有機廢氣處理
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。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，隨后在催化劑的作用下將污染物氧化降解。其中，非氯代有機物將被氧化為水和二氧化碳，可直接排人大氣，而氯代有機物經(jīng)催化氧化還會天生HC1，需用堿性吸收劑進行吸收。微波催化氧化技術(shù)將傳統(tǒng)解吸方式轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒉ń馕觯诮档湍芎牡耐瑫r縮短了解吸時間，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、啟動時間較短且對溫度要求不高，應(yīng)用該技術(shù)時應(yīng)針對不同的有機廢氣選擇合適的吸附劑，同時注重微波功率、加熱時間、載氣流量等因素對催化效率的影響。
生物處理法
生物處理法利用微生物的新陳代謝作用，將有機廢氣中的某些成分作為碳源和氮源進行氧化分解，終極將有機污染物轉(zhuǎn)化為無機物、水、二氧化碳等無害物質(zhì)，合用于大氣量、低濃度有機廢氣的處理。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，運行用度少，無二次污染，安全性、環(huán)保性好等長處，但微生物的代謝速率較慢，因此，凈化速度不高。應(yīng)用該法時細菌的篩選是樞紐，因此，應(yīng)加大對細菌種類的分析和研究，同時在運行過程中應(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)
在實際應(yīng)用中，為降低處理本錢、進步處理效率，常將上述處理方法中的兩種或幾種進行聯(lián)合使用。劉松華等l3¨采用光催化氧化和活性炭吸附聯(lián)用的方式對含有酮、醛、酯、烴等有機物的惡臭廢氣進行處理，不僅彌補了單獨使用光催化氧化時有機廢氣去除率不高的題目，同時也有效增加了活性炭的更換時間，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)在降解有機廢氣二甲苯方面的應(yīng)用，實驗結(jié)果表明，在光催化劑的作用下，等離子體對于二甲苯的去除率得到明顯晉升，通過二者的協(xié)同作用，可更加快速有效地分解空氣中的有害物質(zhì)。
實踐證實這些技術(shù)在有機廢氣管理方面均有著良好應(yīng)用。有機廢氣處理時，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)，以進步處理效率，降低處理本錢。
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