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10種有機廢氣的處理方式你值得擁有
閱讀：1695 發布時間：2022-10-12
工業生產過程中會產生大量對大氣環境有危害的有機氣體。當前，中國的大氣環境已受到嚴重污染，北方許多地區出現了嚴重霧霾天氣。在這種情況下，必須加大有機廢氣處理技術的研發力度，通過提高廢氣處理技術來降低其對大氣環境的危害。
有機廢氣處理的方法
1.熱破壞法
熱破壞是目前應用比較廣泛也是研究較多的有機廢氣治理方法 ,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燃料燃燒的方法。多數情況下,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。
由于有機廢氣中常出現雜質 ,很容易引起催化劑中毒 ,導致催化劑中毒的毒物 (抑制劑主要有磷、 鉛、 鉍砷、 錫、 汞、 亞鐵離子鋅、 鹵素等。催化劑載體起到節省催化劑 ,增大催化劑有效面積 ,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制成網狀、 球狀、柱狀、 峰窩狀。另外近年來研究較多且成功的有絲光沸石等。對催化燃燒而言 ,今后研究的重點與熱點仍將是探索高效高活性的催化劑及其載體 ,催化氧化機理。
2.液體吸收法
液體吸收法是利用液體吸收液與有機廢氣的相似相溶性原理而達到處理有機廢氣的目的。通常為強化吸收效果用液體石油類物質、 表面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收材料 ,根據環糊精對有機鹵化物親合性的原理 ,將環糊精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污染 ,捕集后解吸率高 ,回收節省能源 ,可反復使用的優點。
3.吸附法
吸附法的應用廣泛 ,具有能耗低、 工藝成熟、 去除率高、 凈化*、 易于推廣的優點 ,有很好的環境和經濟效益。缺點是設備龐大 ,流程復雜 ,當廢氣中有膠粒物質或其他雜質時 ,吸附劑易中毒。吸附法主要用于低濃度 ,高通量可揮法性有機物 (VOCs)的處理。決定吸附法處理 VOCs的關鍵是吸附劑 ,吸附劑應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、不易破碎、 對空氣阻力小等性能 ,常用的有活性炭、 氧化鋁、 硅膠、 人工沸石等。
目前 ,多數采用活性炭 ,其去除效率高。活性炭有粒狀和纖維狀兩類。顆粒狀活性炭結構氣孔均勻 ,除小孔外 ,還有 10～100nm的中孔和 1 . 5～5um的大孔 ,處理氣體從外向內擴散 ,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 ,由于小孔都向外 ,氣體擴散距離短 ,因而吸附脫附快。經過氧化鐵或氫氧化鈉或臭氧處理的活性炭往往具有更好的吸附性能。
4.脈沖電暈法
脈沖電暈法基本原理是通過前沿陡峭、 脈寬窄 (納秒級 )的高壓脈沖電暈放電 ,能在常溫、 常壓下獲得非平衡等離子體 ,即產生大量高能電子和 O、 H0等活性粒子 ,與有害分子進行氧化降解反應 ,使污染物最終轉化為無害物。1988年以來 ,美國就開展了電暈法降解低濃度的揮發性有機物的研究。研究表明在環境通常溫度和壓力下 ,該法能達到較好的效率。
5.膜分離法
膜分離法的基本原理是基于氣體中各組分透過膜的速度不同 ,每種組分透過膜的速度與該氣體的性質、膜的特性與膜兩邊的氣體分壓有關。膜分離法凈化有機廢氣是根據有機蒸氣和空氣透過膜的能力不同 ,而將二者分開的。常用膜分離工藝有:蒸氣滲透、 氣體膜分離和膜基吸收法。膜分離技術用于氣體凈化上的優點是投資費用低、 分離因子大、 分離效果好 (即凈化效果好 ) ,而且膜法凈化操作簡單、 控制方便、 操作彈性大。
6.光分解法
光分解 VOCs有兩種形式:一種是直接光照在波長合適時 , VOCs分解;另一種是催化劑存在下 ,光照 VOCs使之分解。
光催化降解技術原理是光催化劑如 Ti O2在紫外線的照射下被激活 ,使 H2O生成 OH自由基 ,然后 OH自由基將有機污染物氧化成 CO2 和 H2O 。用 Ti O2 催化劑時可采用普通的熒光燈為光源來消除惡臭和非常低濃度的污染物。受催化劑降解效率的影響 ,光催化氧化法在工業上的應用還待開發。
7.等離子體分解法
等離子體分解氯氟烴的技術已到實用階段 ,植松信行研究了利用等離子體的化學作用分解氯氟烴之類難分解氣體為無害物的應用。此技術可在短時間內進行大量的氯氟烴等氣體的處理。此過程采用二個系統 ,一系統利用高頻等離子體急速加熱 ,使溫度達 10000℃ 利用等離子體的化學作用與水蒸汽接觸進行分解的超高溫加水系統;第二個系統是將高溫分解的排氣急冷到 80℃下的排氣系統。該系統是由氯氟烴和水蒸汽的供給裝置、 等離子體發生裝置、 反應爐、冷卻罐以及排水處理裝置等構成。
8.微波催化氧化技術
微波空氣凈化技術是由填料吸附 -解吸技術發展而來 ,是將傳統解吸方式轉變為微波解吸 ,微波能的應用大大減少了能量的消耗,并縮短了解吸時間 ,而且吸附劑經 20次解吸后基本上保持原有吸附能力。微波解吸技術對空氣的凈化基本上與其在水處理中的應用類似 ,解吸原理都可以用“ 容器加熱理論 ” 和“ 體積加熱理論 ” 加以解釋。國內外在水處理中均有此方面的成功應用 ,而在空氣凈化中的應用 ,國外已有小規模的成功范例 ,國內尚處于起步階段。
9.冷凝法
冷凝法是利用物質在不同溫度下具有不同飽和蒸汽壓這一性質 ,采用降低系統溫度或提高系統壓力 ,使處于蒸汽狀態的污染物冷凝并從廢氣中分離出來的過程。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 ,也可在恒定壓力的條件下用降低溫度的辦法來實現 ,一般多采用后者。利用冷凝的辦法 ,能使廢氣得到很高程度的凈化 ,但是高的凈化要求 ,往往是室溫下的冷卻水所不能達到的。凈化要求愈高 ,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、 燃燒和其他凈化手段聯合使用,以回收有價值的產品。
10.生物法
生物凈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物以廢氣中有機組分作為其生命活動的能源或養分,轉化為簡單的無機物 (CO2、 H2O)或細胞組成物質?，F階段主要工藝包括:生物過濾床、 生物滴濾床以及生物洗滌床。