有机废气处理技术概述

有机废气处理技术概述

 

跟着工业化的快速开展,有机废气很多排放,危害了***气环境、约束了经济的可持续增长.在此布景之下,有机废气污染防治引起社会遍及重视,处理***这一问题不只有利于环境保护,关于经济开展更有着重要意义.文章在简略介绍有机废气成分、来源及危害的基础上概述了多种有机废气处理技术,并对其***缺点进行剖析.

 

近年来***气污染问题日渐杰出，严重影响着自然环境、生态气候以及人们的身体健康。现在已知***气污染物约有100余种，其间蒸发性有机化合物作为引起PM2.5和光化学污染的***要“***恶”，其管理作业得到广泛重视。跟着***家关于***气污染防治监管力度的不断加***，许多高污染有机废气排放职业的开展也遭到约束。由此，寻觅合理的有机废气处理办法、开展高效的有机废气处理技术关于环境保护以及经济开展都将有着重要意义。

 

1有机废气的成分、来源及危害

 

蒸发性有机废气的成分***要包含脂肪烃、芳香烃、卤代烃、醇、醛、酮、酯、醚、酚、胺、腈、羧酸等，***要来源于石化、制药、印刷、涂装、喷漆、皮革加工、化纤出产、塑料加工等触及运用很多有机溶剂的职业的出产进程排放。

 

有机废气成分杂乱，易燃、易爆并带有必定毒性，不只会污染***气环境，生成光化学烟雾，损坏臭氧层⋯，还会经过呼吸和皮肤吸收进入人体，影响人的呼吸系统，影响人的神经系统和造血系统，危害肝、脾等器官，引起中毒、致癌乃至逝世。

 

2有机废气处理技术

 

现在针对有机废气管理已开展出多项处理技术，依据处理原理，***体上可将这些技术分为两类：一类是收回法，即经过单纯改动有机物的温度、压力等物理***性或选用挑选性吸附剂等对其进行分离收回;另一类是消除法，即运用化学或生物反响，在必定条件下将有机物氧化分化为无毒或低毒产品。

 

2.1收回法

 

收回法***要包含吸附法、吸收法、冷凝法和膜分离法。

 

2.1.1吸附法

 

吸附法运用具有多孔结构的吸附剂挑选性地吸附有机废气中的污染物，多用于低浓度、高通量有机废气的处理。运用吸附法时，吸附剂的挑选是关键。

 

常用的吸附剂包含活性炭、沸石、氧化铝、硅胶和一些高分子材料，其间活性炭因为具有较***的挑选性、兴旺的孔结构、较***的比外表积、杰出的机械强度、抱负的生物相容性和化学稳定性等***色而成为现在运用***多的有机废气吸附材料。运用活性炭吸附法可有用吸附废气中的芳香烃、脂肪烃、卤代烃、醇、酮、醚、酯等物质，为进步活性炭的吸附功能，可选用酸、碱等对其进行改性。此外，吸附剂的形状、结构关于吸附功能也会发生必定影响。研讨发现，纤维状活性炭关于废气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***。

 

吸附法工艺老练，去除功率高，设备简略且能耗较低，因而，被广泛用于有机废气的处理。但吸附法运转本钱较高，吸附材料吸附容量有限且再生困难，重复运用后吸附效果下降显着，易失活且失活后的吸附剂的处理也存在必定问题。

 

2.1.2吸收法

 

吸收法***要指的是液体吸收法，选用低蒸发或不蒸发性的液体吸收剂对有机废气中的有害物质进行吸收，然后对废气进行处理。依据吸收原理的不同，液体吸收法可分为物理吸收法和化学吸收法。前者运用物质的类似相容原理，经过吸收剂挑选性地吸收与其性质类似的有害气体然后到达净化意图;后者则是经过吸收剂与有机废气之间发生化学反响，然后完成净化废气、分离污染物的意图。针对不同成分的有机废气，挑选适宜的吸收剂十分重要。肖潇等J比照研讨了几种有机废气吸收液(二乙基羟胺、聚乙二醇400、硅油、食用油、废机油、0柴油对甲苯废气的吸收效果，发现在相同试验条件下，二乙基羟胺对甲苯的吸收效果***，而聚乙二醇和硅油***差。近年来运用环糊精的水溶液作为有机卤化物的吸收剂也取得了抱负效果。

 

液体吸收法具有出资本钱少、运转本钱低、操作简略等***势，适用于高浓度有机废气的处理，运用时需对吸收剂进行后期处理，进程杂乱且本钱较高，一起还易发生二次污染，使得该法的运用遭到约束。

 

2.1.3冷凝法

 

冷凝法经过下降系统温度或进步系统压力使有机污染物冷凝，继而从废气中直接分离出来，适用于高浓度、高沸点有机废气的处理。因为加压设备较多且比较贵重，因而，一般选用降温办法进行冷凝。该法操作简略、出资本钱少、经济效益高，但单选用冷凝法处理后的废气仍含有较高浓度的污染物，因而，在实践运用中常将其与其他办法，如吸附法、催化燃烧法等进行联用，有利于下降有机负荷、运转条件及本钱，分离收回有机废气中的部分成分，完成资源运用。

 

2.1.4膜分离法

 

膜分离法运用有机物分子与空气经过高分子膜的溶解分散速度不同而对有机废气中的污染物进行分离，常用的膜分离工艺包含：蒸汽渗透法、气体膜分离法以及膜基吸收法¨。膜分离法适用于低通量、高浓度有机废气的处理，具有操作简略、高效低耗、无二次污染等***点，一起运用膜分离法还可完成对脂肪烃、芳香烃、氯代烃、酮、醛、酚、腈、醇、胺、酸等有机化合物的收回。虽然膜分离法的废气处理效果较***，但膜的通量较小且在运用进程中易被污染，设备出资和运转本钱都较高。

 

2.2消除法

 

消除法***要包含：燃烧法、脉冲电晕法、低温等离子技术、光催化氧化法、臭氧催化氧化法、微波催化氧化法和生物处理法等。

 

2.2.1燃烧法

 

燃烧法是运用有机废气能够燃烧的性质，经过充沛燃烧而将蒸发性有机物转化为水和二氧化碳，***要包含直接燃烧法、热力燃烧法和催化燃烧法。

 

直接燃烧法是将废气当作燃料进行直接燃烧，所需温度较高(一般在1100℃左右)，适用于高浓度有机废气的处理j。直接火焰燃烧的运用规模比较广，出资本钱低，设备简略，处理效果比较完全，在确保时刻和恰当温度条件下，处理功率***能到达99%以上¨，但高温燃烧简略发生二次污染。

 

热力燃烧法是运用热力交换器对有机废气进行升温加热，使其在700～800以上的高温条件下进行燃烧，废气处理功率可高达95%～99%。比较直接燃烧法，热力燃烧法下降了部分能源消耗。

 

催化燃烧法是运用催化剂在较低温(200oC～500℃)加热有机废气，使其发生氧化分化反响，然后完成净化。常用的催化剂包含非贵金属类和贵金属类的催化剂、过渡金属氧化物和复氧化物催化剂。催化燃烧法具有安全性***、能耗少、无二次污染、净化功率高级***点，但该法在运用进程中简略呈现催化剂中毒现象，因而，关于运用条件和操作工艺要很高，此外，贵金属类催化剂本钱较高，经济效益较差。

 

2.2.2脉冲电晕法

 

脉冲电晕法经过前沿峻峭、脉冲窄的高压脉冲电晕放电，在常温、常压下发生很多高能电子或0、OH、N等活性粒子以及臭氧，与有机物分子发生化学氧化反响，损坏其C—C、C一0及C—H等化学键，终究使污染物降解为CO和H0等无害物质。丁德玲等对脉冲电晕法去除二甲苯废气进行了试验研讨，发现二甲苯去除率随脉冲峰值电压、脉冲频率的增***而升高，随气体流量、气体进口质量浓度的增***而下降。试验结果标明，脉冲电晕法适用于低浓度、***流量二甲苯废气的处理，去除率***可达87.4%。但是该办法在实践运用中存在能耗较***，***功率脉冲电源制作技术杂乱、本钱较高，火花开关寿数较短等问题，约束了该技术的进一步推行。

 

2.2.3低温等离子技术

 

低温等离子技术经过高压脉冲放电取得很多高能电子和自由基等活性粒子，经低温处理后变为固态、液态或气态。这些粒子经过损坏有机物的部分化学键，如C—H和C—C键等，然后对有机污染物进行降解，将其转化为无害或低害物质，适用于***风量、低浓度有机废气的处理。研讨标明，***自运用低温等离子技术处理有机废气时，去除率虽高但会有副产品发生，而在等离子体反响器中参加吸附剂或催化剂时，不只能够进步污染物的去除率，一起还可削减副产品的生成。低温等离子技术具有工艺简略、能耗较低、处理速度快等***点，***别适用于处理恶臭气体，但该法运转费用相对较高。

 

2.2.4光催化氧化法

 

光催化氧化法运用WO、CdS、ZnO、TiO等催化材料的光催化活性，在***定波长的光(一般是紫外线)照下，激起其发生氧化性极强的自由基活性物质，终究将吸附在其外表的有机物氧化为二氧化碳、水等无害物质¨’m]。该法反响功率高、处理效果***、能耗低且无二次污染，可有用转化苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、乙酸乙酯、甲醇、乙醛等物质。

 

2.2.5臭氧催化氧化法

 

臭氧催化氧化法以金属、金属氧化物和金属盐作为催化剂，催化臭氧发生更多的具有强氧化性的物质以进步其氧化才能，使臭氧在室温下即可催化有机废气氧化为二氧化碳和水。选用臭氧催化氧化法能显着下降反响活化能及反响温度，但是该办法在运用时简略呈现催化剂失活，反响温度过低时还易生成副产品。臭氧催化氧化法多用于废水中有机污染物的去除，而现在***内外关于该项技术在废气处理方面的研讨也取得了必定开展，是比较***的有机废气处理技术。

 

2.2.6微波催化氧化技术

 

微波催化氧化技术由传统的填料吸附一解吸技术开展而来。运用吸附剂吸附污染物后，选用微波将污染物从吸附剂上解吸出来，随后在催化剂的效果下将污染物氧化降解。其间，非氯代有机物将被氧化为水和二氧化碳，可直接排人***气，而氯代有机物经催化氧化还会生成HC1，需用碱性吸收剂进行吸收。微波催化氧化技术将传统解吸办法转变为微波解析，在下降能耗的一起缩短了解吸时刻，且微波再生效果***，吸附剂解吸20次后仍能根本坚持原有的吸附才能。微波催化氧化技术具有较高的催化功率、发动时刻较短且对温度要求不高，运用该技术时应针对不同的有机废气挑选适宜的吸附剂，一起重视微波功率、加热时刻、载气流量等要素对催化功率的影响。

 

2.2.7生物处理法

 

生物处理法运用微生物的推陈出新效果，将有机废气中的某些成分作为碳源和氮源进行氧化分化，终究将有机污染物转化为无机物、水、二氧化碳等无害物质，适用于***气量、低浓度有机废气的处理。现在生物处理设备***要包含生物滤池、生物滴滤塔、生物洗涤器等。该法具有净化效果***，运转费用少，无二次污染，安全性、环保性***等***点，但微生物的代谢速率较慢，因而，净化速度不高。运用该法时细菌的挑选是要害，因而，应加***对细菌品种的剖析和研讨，一起在运转进程中应留意操控系统的温度和pH值，确保微生物的活性。

 

2.3组合处理技术

 

在实践运用中，为下降处理本钱、进步处理功率，常将上述处理办法中的两种或几种进行联合运用。刘松华等l3¨选用光催化氧化和活性炭吸附联用的办法对含有酮、醛、酯、烃等有机物的恶臭废气进行处理，不只弥补了***自运用光催化氧化时有机废气去除率不高的问题，一起也有用增加了活性炭的替换时刻，下降了处理本钱。韩姚其等研讨了低温等离子体结合光催化氧化技术在降解有机废气二甲苯方面的运用，试验结果标明，在光催化剂的效果下，等离子体关于二甲苯的去除率得到明显进步，经过二者的协同效果，可愈加快速有用地分化空气中的有害物质。

 

3定论与展望

 

文章介绍了多种有机废气处理技术，实践证明这些技术在有机废气管理方面均有着杰出运用。有机废气处理时，***先应充沛了解废气的组成和性质，归纳考虑处理技术的经济性和有用性，然后挑选适宜的处理办法。在运用单一处理办法的基础上还可开展组合处理技术，以进步处理功率，下降处理本钱。

 

此外，在有机废气的管理进程中应当意识到，除了要开展先进的处理技术外，还要从源头上操控：对高污染的出产工艺进行***化改善，削减有机溶剂的运用，下降污染物的排放;在出产过中尽可能运用关闭设备，削减有机废气的走漏。