有机废气处理技术的优缺点

有机废气处理技术的***缺点

 

众所周知，工业生产过程中会产生***量对***气环境有害的有机气体。目前，中***的***气环境已经受到严重污染，北方许多地区都经历了严重的雾霾。在这种情况下，有必要加***有机废气处理技术的研发力度，通过改进废气处理技术来减少其对***气环境的危害

一、挥发性有机化合物及其危害概述

1.1挥发性有机化合物概述

挥发性有机化合物通常在工业生产中用作溶剂，使用后会排放到***气中。目前广泛应用于石油化工、印刷、人造革及电子元器件、烤漆、医药等行业。

1.2挥发性有机化合物危害概述

从化学物质的性质来看，脂肪族化合物、卤代烃和芳香族化合物是工业生产等***域常用的溶剂。如果这些有机溶剂挥发到***气环境中，不仅会对***气环境造成严重污染，而且吸入污染气体后会对人体健康造成危害。例如，苯经常被用作溶剂，挥发到***气中。它不仅能被人体皮肤吸收，还能通过呼吸系统进入人体，引起慢性或急性中毒。但人体中毒***多是吸入有毒气体所致。

苯类化合物不仅会对人体中枢神经系统造成一定的损害，还可能造成神经系统障碍。进入人体后，也会对血液和造血器官造成伤害。如果情况严重，他们甚至可能出现出血症状或患败血症。苯在氧化作用下，在生物体内可被氧化成苯酚，导致肝功能异常，对骨骼的生长发育非常不利，诱发再生障碍性贫血。如果苯蒸汽浓度过高，生物体可能会因急性中毒而死亡。因此，ACGIH将苯列为潜在致癌物。卤代烃可导致神经系统综合征、血小板减少症、肝脾肿***等不***情况，并有可能导致癌症。因此，我们必须控制挥发性有机化合物的排放，挥发性有机化合物不仅对环境负责，而且对我们的生活和健康负责。

二、挥发性有机化合物废气处理技术

目前，VOC废气处理技术主要有热破坏法、变压吸附分离净化技术、吸附法和氧化处理法等。

2.1热损伤方法

热破坏法是指直接和辅助燃烧有机气体即VOC，或者利用合适的催化剂加速VOC的化学反应，***终降低有机物浓度使其不再有害的处理方法。

热销毁法对低浓度有机废气的处理具有******的效果，因此在低浓度废气的处理中得到了广泛的应用。这种方法主要分为两种，即直接火焰燃烧和催化燃烧。直接火焰燃烧有机废气的热处理效率相对较高，一般达到99%。催化燃烧是指在催化床的作用下，加速有机废气的化学反应。这种方法比直接燃烧花费的时间少，但是没有催化剂的辅助就不能工作。目前使用的催化剂***多是金属和金属盐。这两种催化剂虽然催化效果比较***，技术也比较成熟，但是价格比较高，所以处理成本比较高。近年来，催化剂的研究和开发***多集中在非贵金属催化剂的方向，并取得了很***进展。

此外，在催化有机废气的过程中，需要催化剂载体，催化剂载体在提高催化活性和稳定性方面起着重要作用。目前，陶瓷***多用作催化剂载体，但在未来的催化剂研究中，应加快高效活性催化剂及其载体的研发。

2.2吸附法

有机废气中的吸附法主要适用于低浓度、高通量的有机废气。目前，有机废气的处理方法已经相当成熟，能耗低，但处理效率高，可以彻底净化有害的有机废气。

但是，这种方法也存在设备体积***、工艺流程复杂等缺陷。如果废气中含有***量杂质，很容易导致工人中毒。因此，吸附剂是该方法处理废气的关键。目前采用吸附法处理有机废气，经常使用活性炭，主要是因为活性炭的孔结构更***，吸附能力更强。

此外，经过氧化铁或臭氧处理后，活性炭的吸附性能会更***，有机废气的处理也会更安全有效。

2.3生物处理方法

从处理的基本原理来看，有机废气的生物处理是利用微生物的生理过程将有机废气中的有害物质转化为简单的无机物，如CO2、H2O等简单的无机物。这是一种无害的处理有机废气的方法。

一般来说，一个完整的有机废气生物处理过程包括三个基本步骤:a)有机废气中的有机污染物***先与水接触，可迅速溶解在水中；b)溶解在液膜中的有机物，在液体浓度较低的情况下，可以逐渐扩散到生物膜中，然后被附着在生物膜上的微生物吸收；c)微生物吸收的有机废气在其自身的生理代谢过程中会发生降解，***终转化为对环境无害的化合物。

2.4变压吸附分离纯化技术

变压吸附分离纯化技术利用气体组分可以吸附在固体材料上的***点。在有机废气分离净化装置中，气体的压力会发生一定程度的变化，有机废气将通过这种压力变化得到处理。

PSA技术主要采用物理方法净化有机废气，使用的材料为沸石分子筛。沸石分子筛在吸附选择性和吸附容量方面具有一定的***势。在一定的温度和压力下，这种沸石分子筛可以吸附有机废气中的有机成分，然后将剩余的气体输送到下一个环节。吸附有机废气后，通过一定的工艺进行转化，以维持和提高吸附剂的再生能力，使吸附剂可以再次投入使用，然后重复前面的工艺，反复循环，直到有机废气得到净化。

近年来，该技术已应用于工业生产，在气体分离方面取得了******的效果。该技术的主要***点是:能耗少、成本低、工艺操作自动化、分离提纯后混合物纯度高、环境污染小等。该技术对回收和处理有价气体有很***的效果。

2.5氧化法

热氧化是有毒有害且不需要回收的VOC***适合的处理技术和方法。氧化法基本原理:VOC与O2反应生成CO2和H2O，化学方程式如下:

aCxHyOz+bO2→cCO2+dH2O

从化学反应方程来看，氧化反应类似于化学燃烧过程，但由于其VOC浓度较低，在化学反应中不会产生可见的火焰。一般来说，氧化法可以通过两种方法保证氧化反应的顺利进行:a)加热。使含有VOC的有机废气达到反应温度；b)使用催化剂。如果温度相对较低，氧化反应可以在催化剂表面进行。因此，有机废气处理的氧化法分为以下两种方法:

a)催化氧化法。目前，催化氧化中使用的催化剂有两种，即贵金属催化剂和非贵金属催化剂。贵金属催化剂主要包括铂、钯等。，它们以细颗粒的形式附着在催化剂载体上，催化剂载体通常是金属或陶瓷蜂窝体或散装填料；非贵金属催化剂主要是通过将过渡元素金属氧化物如二氧化锰与粘结剂按一定比例混合而制备的。为了有效防止催化剂中毒后失去催化活性，在处理前必须彻底去除能使催化剂中毒的物质，如铅、锌、汞等。如果不能去除有机废气中的催化剂毒物和覆盖物，这种催化氧化法不能用于处理VOC

b)热氧化法。目前热氧化方法有三种:热燃烧法、分区法和蓄热法。三种方法的主要区别在于热量回收的方式。这三种方法都可以与催化方法相结合，降低化学反应的反应温度。

技术的发展方向。

热燃烧热氧化器一般指气体焚烧炉。气体焚烧炉由助燃剂、混合区和燃烧室组成。其中，助燃剂如天然气、石油等是辅助燃料。在燃烧过程中，焚烧炉产生的热混合区可以预热VOC废气，为有机废气的处理提供足够的空间和时间，***终实现有机废气的无害化处理。

在供氧充足的条件下，氧化反应的反应程度——VOC去除率——主要取决于“三个条件”:反应温度、时间和湍流。这“三个T条件”是相互关联的。在一定程度上，一个条件的改善可以减少另外两个条件。热燃烧热氧化器的缺点在于辅助燃料价格高，导致装置运行成本高。

分区热氧化器是指在热氧化器中增加分区换热器，然后将燃烧室排出的废气热量传递给氧化装置入口处温度较低的气体，预热后可以促进氧化反应。目前，分区换热器的热回收率可达85%，******降低了辅助燃料的消耗。一般来说，有三种类型的分区换热器:管，壳和板。因为热氧化温度必须控制在800℃ ~ 1 000℃范围内，所以壁之间的热交换必须由不锈钢或合金材料制成。因此，隔板换热器的成本相当高，这也是它的缺点。此外，很难消除材料的热应力，这是壁之间热交换的另一个缺点。

蓄热式热氧化器，简称RTO，包括热氧化器中的蓄热式换热器，氧化反应可在VOC预热后进行。目前蓄热式热氧化器热回收率达到95%，占用空间小，消耗辅助燃料少。由于目前的蓄热材料可以使用陶瓷填料，它们可以处理腐蚀性或含有颗粒物的挥发性有机化合物气体。

目前RTO装置分为旋转式和阀切换式，其中***常见的是阀切换式，由两个或两个以上的陶瓷填充床组成，通过切换阀门来达到改变气流方向的目的。

2.6液体吸收法

液体吸收是指有机废气中的有害分子通过与有机废气接触转移到吸收剂中，从而实现分离有机废气的目的。这种处理方法是典型的物理和化学过程。有机废气转移到吸附剂后，通过分析方法去除吸附剂中的有害分子，然后回收，实现吸附剂的再利用和利用。

根据作用原理，这种方法可分为化学方法和物理方法。物理方法是指利用物质之间的溶解度原理，以水为吸收剂，去除有机废气中的有害分子，但不溶于水的废气，如苯，只能通过化学方法去除，即有机废气与溶剂反应后被去除。

2.7冷凝回收方法

在不同的温度下，有机物的饱和度是不同的。冷凝回收法利用有机物的***性，通过降低或增加系统压力，通过冷凝提取蒸汽环境中的有机物。有机废气经冷凝提取后，可以得到高度净化。其缺点是操作困难，常温下不易使用冷却水，需要对冷凝水进行冷却，因此需要更多的费用。这种处理方法主要适用于高浓度低温有机废气的处理。

除上述处理方法外，有机废气的处理还包括高温和催化剂燃烧法、活性炭吸附法、臭氧分解法和电化学氧化法等。这些方法都适用于有机废气处理，但具体方法取决于废气浓度、设备和环境温度。另外还要考虑运营商的运营水平。

三、结论

目前，中***工业发展进入了一个新阶段。日益突出的环境问题影响了人们的正常工作和生活，人们越来越重视环境问题。因此，在这种情况下，有必要控制工业和其他生产***域有害气体的排放，减少其对***气环境的污染。本文主要讨论了挥发性有机化合物废气处理的相关技术，包括冷凝处理、氧化处理、液体吸附、生物处理和吸附。

阐述了挥发性有机化合物及其危害，并结合理论知识和实际工作对挥发性有机化合物废气处理技术进行了探讨。指出应重视挥发性有机化合物的处理，通过开发新的废气处理技术来减少有机废气对环境的危害。