有機廢氣處理技能概述

 

中心提示：跟著工業(yè)化的快速開展,有機廢氣很多排放,危害了***氣環(huán)境、約束了經(jīng)濟的可持續(xù)增長.在此布景之下,有機廢氣污染防治引起社會普遍重視,處理***這一問題不只有利于環(huán)境保護,關于經(jīng)濟開展更有著重要意義

 

跟著工業(yè)化的快速開展,很多排放,危害了***氣環(huán)境、約束了經(jīng)濟的可持續(xù)增長.在此布景之下,有機廢氣污染防治引起社會普遍重視,處理***這一問題不只有利于環(huán)境保護,關于經(jīng)濟開展更有著重要意義.文章在簡略介紹有機廢氣成分、來源及危害的基礎上概述了多種有機廢氣處理技能,并對其***缺點進行剖析.有機廢氣

 

近年來***氣污染問題日漸突出，嚴重影響著自然環(huán)境、生態(tài)氣候以及人們的身體健康?，F(xiàn)在已知***氣污染物約有100余種，其間蒸發(fā)性有機化合物作為引起PM2.5和光化學污染的***要“元兇”，其管理工作得到廣泛重視。跟著***家關于***氣污染防治監(jiān)管力度的不斷加***，許多高污染有機廢氣排放行業(yè)的開展也遭到約束。由此，尋覓合理的有機廢氣處理辦法、開展高效的有機廢氣處理技能關于環(huán)境保護以及經(jīng)濟開展都將有著重要意義。

 

1的成分、來源及危害有機廢氣

 

蒸發(fā)性有機廢氣的成分***要包含脂肪烴、芳香烴、鹵代烴、醇、醛、酮、酯、醚、酚、胺、腈、羧酸等，***要來源于石化、制藥、印刷、涂裝、噴漆、皮革加工、化纖生產(chǎn)、塑料加工等涉及運用很多有機溶劑的行業(yè)的生產(chǎn)過程排放。

 

有機廢氣成分雜亂，易燃、易爆并帶有必定毒性，不只會污染***氣環(huán)境，生成光化學煙霧，損壞臭氧層?，還會經(jīng)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)，危害肝、脾等器官，引起中毒、致癌甚至死亡。

 

2技能有機廢氣處理

 

現(xiàn)在針對有機廢氣管理已開展出多項處理技能，依據(jù)處理原理，***體上可將這些技能分為兩類：一類是收回法，即經(jīng)過單純改動有機物的溫度、壓力等物理***性或選用挑選性吸附劑等對其進行別離收回;另一類是消除法，即運用化學或生物反響，在必定條件下將有機物氧化分化為無毒或低毒產(chǎn)物。

 

2.1收回法

 

收回法***要包含吸附法、吸收法、冷凝法和膜別離法。

 

2.1.1吸附法

 

吸附法運用具有多孔結構的吸附劑挑選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。運用吸附法時，吸附劑的挑選是要害。

 

常用的吸附劑包含活性炭、沸石、氧化鋁、硅膠和一些高分子資料，其間活性炭因為具有較***的挑選性、發(fā)達的孔結構、較***的比表面積、杰出的機械強度、抱負的生物相容性和化學穩(wěn)定性等***點而成為現(xiàn)在運用***多的有機廢氣吸附資料。運用活性炭吸附法可有用吸附廢氣中的芳香烴、脂肪烴、鹵代烴、醇、酮、醚、酯等物質(zhì)，為進步活性炭的吸附功能，可選用酸、堿等對其進行改性。此外，吸附劑的形狀、結構關于吸附功能也會發(fā)生必定影響。研討發(fā)現(xiàn)，纖維狀活性炭關于廢氣中苯的吸附才能要比一般的活性炭高1倍～10倍，吸附效果更***。

 

吸附法工藝老練，去除功率高，設備簡略且能耗較低，因而，被廣泛用于有機廢氣的處理。但吸附法運轉本錢較高，吸附資料吸附容量有限且再生困難，重復運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必定問題。

 

2.1.2吸收法

 

吸收法***要指的是液體吸收法，選用低蒸發(fā)或不蒸發(fā)性的液體吸收劑對有機廢氣中的有害物質(zhì)進行吸收，然后對廢氣進行處理。依據(jù)吸收原理的不同，液體吸收法可分為物理吸收法和化學吸收法。前者運用物質(zhì)的類似相容原理，經(jīng)過吸收劑挑選性地吸收與其性質(zhì)類似的有害氣體然后到達凈化意圖;后者則是經(jīng)過吸收劑與有機廢氣之間發(fā)生化學反響，然后完成凈化廢氣、別離污染物的意圖。針對不同成分的有機廢氣，挑選適宜的吸收劑十分重要。肖瀟等J對比研討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)在相同實驗條件下，二乙基羥胺對甲苯的吸收效果***，而聚乙二醇和硅油***差。近年來運用環(huán)糊精的水溶液作為有機鹵化物的吸收劑也取得了抱負效果。

 

液體吸收法具有出資本錢少、運轉本錢低、操作簡略等***勢，適用于高濃度有機廢氣的處理，運用時需對吸收劑進行后期處理，過程雜亂且本錢較高，一起還易發(fā)生二次污染，使得該法的運用遭到約束。

 

2.1.3冷凝法

 

冷凝法經(jīng)過下降系統(tǒng)溫度或進步系統(tǒng)壓力使有機污染物冷凝，繼而從廢氣中直接別離出來，適用于高濃度、高沸點有機廢氣的處理。因為加壓設備較多且比較昂貴，因而，一般選用降溫辦法進行冷凝。該法操作簡略、出資本錢少、經(jīng)濟效益高，但單選用冷凝法處理后的廢氣仍含有較高濃度的污染物，因而，在實踐運用中常將其與其他辦法，如吸附法、催化焚燒法等進行聯(lián)用，有利于下降有機負荷、運轉條件及本錢，別離收回有機廢氣中的部分成分，完成資源運用。

 

2.1.4膜別離法

 

膜別離法運用有機物分子與空氣經(jīng)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別離，常用的膜別離工藝包含：蒸汽滲透法、氣體膜別離法以及膜基吸收法¨。膜別離法適用于低通量、高濃度有機廢氣的處理，具有操作簡略、高效低耗、無二次污染等長處，一起運用膜別離法還可完成對脂肪烴、芳香烴、氯代烴、酮、醛、酚、腈、醇、胺、酸等有機化合物的收回。盡管膜別離法的廢氣處理效果較***，但膜的通量較小且在運用過程中易被污染，設備出資和運轉本錢都較高。

 

2.2消除法

 

消除法***要包含：焚燒法、脈沖電暈法、低溫等離子技能、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。

 

2.2.1焚燒法

 

焚燒法是運用有機廢氣能夠焚燒的性質(zhì)，經(jīng)過充沛焚燒而將蒸發(fā)性有機物轉化為水和二氧化碳，***要包含直接焚燒法、熱力焚燒法和催化焚燒法。

 

直接焚燒法是將廢氣當作燃料進行直接焚燒，所需溫度較高(一般在1100℃左右)，適用于高濃度有機廢氣的處理j。直接火焰焚燒的運用范圍比較廣，出資本錢低，設備簡略，處理效果比較徹底，在確保時刻和適當溫度條件下，處理功率***能到達99%以上¨，但高溫焚燒簡單發(fā)生二次污染。

 

熱力焚燒法是運用熱力交換器對有機廢氣進行升溫加熱，使其在700～800以上的高溫條件下進行焚燒，廢氣處理功率可高達95%～99%。相比直接焚燒法，熱力焚燒法下降了部分能源消耗。

 

催化焚燒法是運用催化劑在較低溫(200oC～500℃)加熱有機廢氣，使其發(fā)生氧化分化反響，然后完成凈化。常用的催化劑包含非貴金屬類和貴金屬類的催化劑、過渡金屬氧化物和復氧化物催化劑。催化焚燒法具有安全性***、能耗少、無二次污染、凈化功率高級長處，但該法在運用過程中簡單呈現(xiàn)催化劑中毒現(xiàn)象，因而，關于運用條件和操作工藝要很高，此外，貴金屬類催化劑本錢較高，經(jīng)濟效益較差。

 

2.2.2脈沖電暈法

 

脈沖電暈法經(jīng)過前沿陡峭、脈沖窄的高壓脈沖電暈放電，在常溫、常壓下發(fā)生很多高能電子或0、OH、N等活性粒子以及臭氧，與有機物分子發(fā)生化學氧化反響，損壞其C—C、C一0及C—H等化學鍵，***終使污染物降解為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討，發(fā)現(xiàn)二甲苯去除率隨脈沖峰值電壓、脈沖頻率的增***而升高，隨氣體流量、氣體進口質(zhì)量濃度的增***而下降。實驗結果表明，脈沖電暈法適用于低濃度、***流量二甲苯廢氣的處理，去除率***可達87.4%。但是該辦法在實踐運用中存在能耗較***，***功率脈沖電源制作技能雜亂、本錢較高，火花開關壽數(shù)較短等問題，約束了該技能的進一步推行。

 

2.2.3低溫等離子技能

 

低溫等離子技能經(jīng)過高壓脈沖放電獲得很多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)。這些粒子經(jīng)過損壞有機物的部分化學鍵，如C—H和C—C鍵等，然后對有機污染物進行降解，將其轉化為無害或低害物質(zhì)，適用于***風量、低濃度有機廢氣的處理。研討表明，單***運用低溫等離子技能處理有機廢氣時，去除率雖高但會有副產(chǎn)物發(fā)生，而在等離子體反響器中加入吸附劑或催化劑時，不只能夠進步污染物的去除率，一起還可削減副產(chǎn)物的生成。低溫等離子技能具有工藝簡略、能耗較低、處理速度快等長處，***別適用于處理惡臭氣體，但該法運轉費用相對較高。

 

2.2.4光催化氧化法

 

光催化氧化法運用WO、CdS、ZnO、TiO等催化資料的光催化活性，在***定波長的光(一般是紫外線)照下，激起其發(fā)生氧化性極強的自由基活性物質(zhì)，***終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]。該法反響功率高、處理效果***、能耗低且無二次污染，可有用轉化苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、乙酸乙酯、甲醇、乙醛等物質(zhì)。

 

2.2.5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，催化臭氧發(fā)生更多的具有強氧化性的物質(zhì)以進步其氧化才能，使臭氧在室溫下即可催化有機廢氣氧化為二氧化碳和水。選用臭氧催化氧化法能顯著下降反響活化能及反響溫度，但是該辦法在運用時簡單呈現(xiàn)催化劑失活，反響溫度過低時還易生成副產(chǎn)物。臭氧催化氧化法多用于廢水中有機污染物的去除，而現(xiàn)在***內(nèi)外關于該項技能在廢氣處理方面的研討也取得了必定進展，是比較***的有機廢氣處理技能。

 

2.2.6微波催化氧化技能

 

微波催化氧化技能由傳統(tǒng)的填料吸附一解吸技能開展而來。運用吸附劑吸附污染物后，選用微波將污染物從吸附劑上解吸出來，隨后在催化劑的效果下將污染物氧化降解。其間，非氯代有機物將被氧化為水和二氧化碳，可直接排人***氣，而氯代有機物經(jīng)催化氧化還會生成HC1，需用堿性吸收劑進行吸收。微波催化氧化技能將傳統(tǒng)解吸辦法轉變?yōu)槲⒉ń馕觯谙陆的芎牡囊黄鹂s短了解吸時刻，且微波再生效果***，吸附劑解吸20次后仍能根本保持原有的吸附才能。微波催化氧化技能具有較高的催化功率、發(fā)動時刻較短且對溫度要求不高，運用該技能時應針對不同的有機廢氣挑選適宜的吸附劑，一起重視微波功率、加熱時刻、載氣流量等要素對催化功率的影響。

 

2.2.7生物處理法

 

生物處理法運用微生物的新陳代謝效果，將有機廢氣中的某些成分作為碳源和氮源進行氧化分化，***終將有機污染物轉化為無機物、水、二氧化碳等無害物質(zhì)，適用于***氣量、低濃度有機廢氣的處理?，F(xiàn)在生物處理設備***要包含生物濾池、生物滴濾塔、生物洗滌器等。該法具有凈化效果***，運轉費用少，無二次污染，安全性、環(huán)保性***等長處，但微生物的代謝速率較慢，因而，凈化速度不高。運用該法時細菌的挑選是要害，因而，應加***對細菌品種的剖析和研討，一起在運轉過程中應留意操控系統(tǒng)的溫度和pH值，確保微生物的活性。

 

2.3組合處理技能

 

在實踐運用中，為下降處理本錢、進步處理功率，常將上述處理辦法中的兩種或幾種進行聯(lián)合運用。劉松華等l3¨選用光催化氧化和活性炭吸附聯(lián)用的辦法對含有酮、醛、酯、烴等有機物的惡臭廢氣進行處理，不只彌補了單***運用光催化氧化時有機廢氣去除率不高的問題，一起也有用增加了活性炭的更換時刻，下降了處理本錢。韓姚其等研討了低溫等離子體結合光催化氧化技能在降解有機廢氣二甲苯方面的運用，實驗結果表明，在光催化劑的效果下，等離子體關于二甲苯的去除率得到明顯進步，經(jīng)過二者的協(xié)同效果，可更加快速有用地分化空氣中的有害物質(zhì)。

 

3定論與展望

 

文章介紹了多種技能，實踐證明這些技能在有機廢氣管理方面均有著杰出運用。有機廢氣處理時，***先應充沛了解廢氣的組成和性質(zhì)，綜合考慮處理技能的經(jīng)濟性和有用性，然后挑選適宜的處理辦法。在運用單一處理辦法的基礎上還可開展組合處理技能，以進步處理功率，下降處理本錢。有機廢氣處理

 

此外，在有機廢氣的管理過程中應當意識到，除了要開展先進的處理技能外，還要從源頭上操控：對高污染的生產(chǎn)工藝進行***化改進，削減有機溶劑的運用，下降污染物的排放;在生產(chǎn)過中盡可能運用關閉設備，削減有機廢氣的走漏。