有機廢氣治理技術匯集(jí)帖上篇

有(yǒu)機廢氣治理技術匯集帖上篇摘要

近年來隨(suí)著(zhe)經濟的發展,化工企業的大量新起,在加上環保投(tóu)資力度的不夠,導致了大量工業有機廢氣(qì)的(de)排放,使得大氣環境質量下降,給人體(tǐ)健康來嚴(yán)重危害,給(gěi)國民經濟(jì)造(zào)成巨大損失,因此

  近年來隨著經濟的發展,化工企業的大量新起,在(zài)加上環保投資力度的(de)不夠,導致(zhì)了大量(liàng)工業有機廢氣的排放,使得大氣環境質量下降,給人體健康來嚴重危害,給國民經濟造成巨大損失,因此,需(xū)要加大對有機廢氣治理。對有機廢氣治理(lǐ),人們早就有研究,而且已(yǐ)經開發出一些卓(zhuó)有成效的控製技術,如廣泛采用並且研究(jiū)較多的有(yǒu)熱破壞法、冷凝法、吸收法等(děng),近年來形成的新(xīn)控製技(jì)術有生物膜法(fǎ)、電暈(yūn)法(fǎ)、等離子(zǐ)體分解法等。本文(wén)將對上述方法作較為詳細的(de)介紹。

有機廢氣治理(lǐ)技術

  1.熱(rè)破壞(huài)法(fǎ)

 

  熱(rè)破壞是目前應用比較廣(guǎng)泛也是研究較多的有(yǒu)機廢氣治理方法,特別是對低濃度有機廢氣,有機化合物的熱破壞可分為直接火焰燃燒和催化燃燒。直接火焰燃燒是一種有機物在氣流中直接燃燒和輔助(zhù)燃料燃燒的方法。多數情(qíng)況下,有機物濃度較低,不足以在沒有輔助燃料時燃燒。直接火焰燃燒在適當溫度和保留時間條件下,可以達到99%的熱處理效率。

 

  催化燃燒(shāo)是有機物在氣流中被加熱,在催(cuī)化床層作用下,加快有機物化學反(fǎn)應(或(huò)破(pò)壞效率的方法),催化劑的存(cún)在使有機物在熱破壞時比直接燃燒法需要更少的保留時(shí)間和更低的溫度(dù)。催化劑在催化(huà)燃燒係(xì)統中起(qǐ)著重要作(zuò)用。用於有(yǒu)機廢氣處理的催化劑主要是金屬和金屬鹽,金(jīn)屬包括貴(guì)金屬和非貴金屬。目(mù)前使用的金屬催化劑主要是Pt、Pd,技術成熟,而且催化活性(xìng)高,但價格比較(jiào)昂貴而且在處理鹵素有機物,含N、S、P等元素時,有機物(wù)易發生(shēng)氧化等作用使催化劑失活。非金屬催化劑有過渡族元素鈷、稀土等(děng)。近年來有機廢氣(qì)處理催化劑的研製無論是國內還是國外進行得較多,而且(qiě)多集中於非貴金屬催化劑並取能(néng)得了很多(duō)成果。例如V2O5+MOX(M:過渡族金屬)+貴金屬製成的催化劑(jì)用於治理甲硫醇廢氣,Pt+Pd+Cu催人劑用於治理含氮有機醇廢氣。

 

  由於有機廢氣中常出現雜(zá)質,很容易引起催化劑中毒,導致催化劑中毒的毒物(抑製劑主要有磷(lín)、鉛、鉍砷、錫、汞、亞鐵離子鋅、鹵素等。在有(yǒu)機廢氣處理中,催化(huà)劑載體起到節省催(cuī)化劑,增大催化劑有效麵積,使催化劑具有一定機械強度,減少燒結,提高催化活性和穩定性的作用。能作為載體的材(cái)料主要有AL2O3、鐵釩、石棉、陶土、活性炭、金屬等,常用的是陶瓷載體一般製成(chéng)網狀、球狀、柱狀、峰窩狀。另外近年來研究(jiū)較多且成功的有絲光沸石等。對催化燃燒而言,今後研究的重點與熱點仍將是探(tàn)索高效高活性的催化劑及其載體,催化氧化機理(lǐ)。

 

  2.液體吸收法

 

  液(yè)體吸收法是利(lì)用(yòng)液體吸收液與有機(jī)廢氣的相似相溶性原理而(ér)達(dá)到有機廢氣處理的目的。通常為強化吸收效果用液體石油類物質、表麵活性劑和水組成的混合液來作為吸收液。近年來,日本人研究利用了用環糊精作為有機鹵化物的吸(xī)收材料,根據環糊精對(duì)有機鹵化(huà)物親合性極強的原(yuán)理,將環糊精(jīng)的水溶液作為吸收劑對有機鹵化物氣體進行吸收。這種吸收劑具有無毒不汙染,捕(bǔ)集後解吸率高,回收節省能源,可反複使用的優點。

 

  3.吸附法

 

  吸(xī)附法的應用廣(guǎng)泛,具有能耗低、工藝成熟、去(qù)除率(lǜ)高、淨化徹底(dǐ)、易於推廣的優點,有很好的環境和經濟效益。缺點是設備龐大(dà),流程複雜,當(dāng)廢氣中有膠粒物質或其他雜質時,吸附劑易中毒。吸附法主要用於低濃度,高通量可揮法性VOCs處理。決定(dìng)吸附法VOCs處理的關鍵是吸附劑,吸附劑應具有密集的細孔結構、內表麵積大、吸附性能好、化學性質穩定、不易破碎、對(duì)空氣阻力小等(děng)性能,常用的有活性炭、氧化鋁、矽膠、人工沸石等。

 

  目前,多數采用活性炭,其去除效(xiào)率高。活性炭有粒狀和纖維狀兩類。顆粒狀活性炭(tàn)結構氣孔均勻,除小孔(kǒng)外,還有(yǒu)10~100nm的中孔和1.5~5um的大孔,處理氣體(tǐ)從外向內擴散,吸附脫附都較慢;而纖維活性炭孔徑分布均勻,孔徑小且絕大多數是1.5~3nm的微孔,由於小孔都(dōu)向外,氣(qì)體擴散距離短,因而吸(xī)附脫附快。經過氧(yǎng)化鐵或氫氧化鈉或(huò)臭氧(yǎng)處理的活性炭往往具有更好的吸附性能。

 

  4.冷凝法

 

  冷凝法是利用物質在不同溫度下具有(yǒu)不同飽和蒸汽壓這一(yī)性質,采用降低係統溫度或提高係統壓力(lì),使(shǐ)處於蒸汽狀(zhuàng)態(tài)的汙染物冷凝並從廢氣中分離出來的過程(chéng)。冷凝過程可在恒定溫度的條件下用提高壓力的辦法來實現(xiàn),也可(kě)在恒定壓力(lì)的條件下用降低溫度的辦法來實(shí)現,一般多采用後者。利用冷凝的辦法,能(néng)使廢氣得到很高程度的淨化,但是高的淨化要求,往往(wǎng)是室溫下的冷卻水(shuǐ)所不能達到的。VOCs處理淨化(huà)要(yào)求愈高,所需冷卻的溫度愈低,必要時還得增大壓力,這樣就會(huì)增加處理的難度和費用。因而,冷凝法往往與吸附、燃燒和其他淨化手段聯合使用,以回收有價值的產品。

 

  5.生物法

 

  生物淨化實質上是一種氧化分解過程:附著在多孔、潮濕介質上的活性微生(shēng)物以廢氣中有(yǒu)機(jī)組分作為其生命(mìng)活動的能源或養分,轉化為簡(jiǎn)單的無機物(CO2、H2O)或細胞組成物質。有機廢(fèi)氣處理現階段主要工藝包括:生物過濾床、生物滴濾床(chuáng)以及生物洗滌(dí)床。

 

  5.1過濾床

 

  生物過濾床是一種在其中填入具(jù)有吸(xī)附性濾料(如泥炭、土壤、活性炭等(děng)物質)的淨化裝(zhuāng)置(zhì)。掛生物膜前,在過濾(lǜ)床中摻入pH緩衝劑和N、P、K等(děng)營養元素(如NH4NO3和K2HPO3),當具有一定濕度的廢氣進入生物濾床,通過(guò)約0.5~1m厚的生(shēng)物活(huó)性填料(liào)層時,濾料(liào)中的微生(shēng)物(主要(yào)是細菌、放線菌、原生動(dòng)物、藻類等)即可通(tōng)過接觸而捕獲廢氣(qì)中的有機物(wù)並將其作為自身生長的碳源。因此,VOCs處理,廢氣(qì)通過生物(wù)過濾床後即可被淨化,而濾(lǜ)料(liào)層中的微生物在生化(huà)降解汙染物的過程中不斷生長繁殖,從而使(shǐ)生物濾池的操作得以持續進(jìn)行。濾料使用(yòng)一年後一般(bān)呈酸性,要定期進行維護和保養。

 

  5.2生物滴濾床

 

  生(shēng)物滴濾池(chí)與生物濾池的結構相似(sì),不同之處(chù)在於其頂部設有(yǒu)噴淋裝置。生物滴濾床使用的是粗碎石、塑料蜂窩狀(zhuàng)填料、塑料波紋板填料、陶瓷、不鏽鋼拉西環(huán)、樹(shù)皮(pí)、活性炭纖(xiān)維、微孔矽膠等(děng)一類不具吸附性(xìng)的填料,填料的(de)表(biǎo)麵是微生物(wù)形成的幾毫米厚的生物膜。廢(fèi)氣(qì)通過滴濾池(chí)時,廢氣中的(de)汙染物被微生物降解(jiě),生物滴濾池在營養供給和微生物生長環境的調節方麵具有優勢,可承受比生物濾池更大的汙染負荷,同時具有很大的緩衝能力,操作條件也易於控製,可通過調節循(xún)環液的pH,加入K2HPO4、NH4NO3等物質得以實現(xiàn)。

 

  5.3生物洗滌塔

 

  生物洗滌塔通常由一個裝有填料的洗滌器和一個具有活性汙泥的生(shēng)物反(fǎn)應器構成。洗滌器裏的噴淋裝置將循環液(yè)逆著氣(qì)流噴灑,使廢氣中的汙染物與(yǔ)填料表麵的水接觸,被水吸收而(ér)轉入液相,從而(ér)實現質量傳遞過程。吸收了廢氣組分的洗(xǐ)滌液,流入(rù)活性(xìng)汙泥池中,通入空氣充氧後再生,被吸收(shōu)的氣態汙染物通過(guò)微生物氧化作用,被(bèi)活性汙泥懸浮液(yè)從液相中除(chú)去,生物洗滌塔工藝中的液相是流動的,這有(yǒu)利於控製反應條(tiáo)件,便於添加營養液、緩衝(chōng)劑和更換液體,除去多餘的產物。

 

  不同成分、濃(nóng)度及氣量的氣(qì)態汙染(rǎn)物各有其有效的生物淨化係統(tǒng)。生物洗滌塔適宜於處理淨化氣量較小(xiǎo)、濃度(dù)大、易溶且生物代謝速率較低的廢氣(qì);對於氣量大、濃度低的廢氣可采用生物過濾床;而對於負荷較高以及汙染物降解後會生成酸(suān)性物(wù)質的則以生物滴濾床(chuáng)為好。

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