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有機廢氣中揮發性有機化合物的凈化技術

文章來源:藍龍環境 作者:藍龍環境 瀏覽量: 發布時間:2018-08-02 14:27

  揮發性有機物(VolatilcOrganicCompounds,簡稱VOCs)是石油化工、制藥、印刷、噴漆、制鞋等行業排放廢氣中的主要污染物。有機廢氣是對人體健康有害的污染物質,它與大氣中的NO2反應生成O3,可形成光化學煙霧,并伴隨著異味、惡臭散發到空氣中刺激人的眼睛和呼吸道,產生急性毒性,在環境中易燃易爆以及破壞臭氧層等。防止揮發性有機化合物污染途徑有減少有機溶劑的使用量;減少石油及化工生產過程中的有機物排放以及對有機廢氣進行凈化等。目前,有機廢氣治理方法有冷凝、吸收、吸附、燃燒和生物法等。

  1、冷凝法:

  冷凝法是利用氣態污染物在不同溫度及壓力下具有不同飽和蒸汽壓,在降低溫度或增加大氣壓力條件下,使某些污染物凝結出來,以達到凈化或回收的目的。所需設備和操作條件比較簡單,回收物質純度高,但凈化程度不高,耗能較高,對低濃度廢氣的凈化更是如此。冷凝法適用于處理高濃度有機廢氣,特別是組分單純的氣體的回收。作為吸附凈化或燃燒的預處理,可以減輕后續處理的負擔。

  2、吸收、吸附法:

  目前,很少采用吸收法治理廢氣,主要原因是無合適的吸收劑的可以選擇。對于低濃度的有回收價值的有機廢氣,多采用吸附法。因為此種方法可以實現有機廢氣的資源化。吸附法在VOCs的處理過程中應用極為廣泛,主要用于低濃度、高流量有機廢氣(如含碳氫化合物廢氣)的凈化。該方法去除率高,無二次污染,操作方便,且能實現自動控制。不足之處是由于吸附容量受限,不適于處理高濃度有機氣體。當廢氣中有膠粒物質或其它雜質時,吸附劑易失效,同時吸附劑需要再生。吸附法的關鍵是吸附劑的選擇,吸附劑要具有密集的細孔結構,內表面積大,吸附性能好,化學性質穩定,耐酸堿、耐水、耐高溫、耐高壓,不易破碎,對空氣阻力小?;钚蕴课剿S玫奈絼┲饕谢钚蕴?顆粒狀和纖維狀)、活性氧化鋁、硅膠等。當有機廢氣濃度較高時,或凈化復合性有機廢氣或含有粉塵、氣溶膠雜質時,必須對氣體進行預處理。預處理方式可根據具體情況采用水洗、酸洗和堿洗等。含粉塵量大的氣體要除塵;高溫有機廢氣需先經冷卻過濾降溫處理。

  3、燃燒法:

  (1)當廢氣中可燃有害組分濃度較高或該組分燃燒熱值較高時,可采用直接燃燒法。只有燃燒放出的熱量能夠補償散向環境中的熱量時,才能維持燃燒。直接燃燒的設備包括燃燒爐、窯,或通過某種裝置將廢氣導入鍋爐作為燃料氣進行燃燒。

  (2)當廢氣中可燃有機組分的含量較低,本身不能維持燃燒時,可采用熱力燃燒。在進行熱力燃燒時,通過輔助燃料的燃燒,把溫度提高到燃燒所需的溫度,使其中的氣體污染物進行氧化。燃燒方式有離焰燃燒系統和配焰燃燒系統兩種。

  (3)催化燃燒的流程為:含有機組分的氣體經過預處理除去粉塵、液滴后,由風機送入預熱器預熱至起燃溫度,再進入催化床反應器進行催化燃燒。

  4、生物凈化技術:

  生物法凈化有機廢氣是在微生物處理廢水的基礎上發展起來的。與廢水生物處理的區別在于廢氣中的有機物首先要經過由氣相到液相的傳質過程。生物法凈化有機廢氣的實質是把廢氣從氣相轉移到液相或固相表面的液膜中,然后利用微生物降解液相或固相表面的液膜中的有機污染物。

  其凈化原理可依據傳統的氣體吸收雙膜理論提出的生物膜理論來解釋。生物反應器處理廢氣一般經歷3個階段。一是廢氣中的有機污染物首先同水接觸并溶解于水中;二是溶解于液膜中的有機污染物在濃度差的推動下進一步擴散到生物膜,被其中的微生物捕獲并吸收;三是進入微生物體內的有機污染物在其自身的代謝過程中被作為能源和營養物質分解,轉化為簡單的無機物(CO2、水等)及細胞組成物質。

  5、低溫等離子體處理技術:

  低溫等離子體技術又稱非平衡等離子體技術。是在外加電場的作用下,通過介質放電產生大量高能粒子,高能粒子與有機污染物分子發生一系列復雜的化學反應,從而將有機污染物降解為無毒無害物質的過程。低溫等離子體技術主要有電子束照射法、介質阻擋放電法、沿面放電法和電暈放電法等。

  該方法不會導致二次污染,具有能耗低等優點??稍谑覝叵屡c催化劑反應,極大地節約了能源。設計時可以根據風量變化以及現場條件進行調節,尤其適于處理有氣味及低濃度大風量的氣體。

  在有機廢氣治理技術中,冷凝法主要用于回收有機物和預處理高濃度有機廢氣;吸收和吸附技術雖然較為成熟和成型,但由于其處理設備容量有限,吸收劑要處理、吸附劑需要再生等問題使得應用受到限制;低溫等離子體技術目前還處于實驗階段;催化燃燒技術不僅可以處理低、高濃度的有機廢氣,而且設備簡單,投資少,操作方便,凈化徹底,是應用廣泛的、經濟有效的處理技術;生物處理技術因其耗能少、運行費用低,較少形成二次污染而受到普遍的重視,適用于不同規模的多種類、低濃度有機廢氣的處理,是一種很有應用前景的技術。

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