有機(jī)vocs廢氣處理方法***缺點詳解

 

跟著工業(yè)化的快速開展,有機(jī)廢氣很多排放,危害了***氣環(huán)境、約束了經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)增長.在此布景之下,有機(jī)廢氣污染防治引起社會遍及重視,處理***這一問題不只有利于環(huán)境保護(hù),關(guān)于經(jīng)濟(jì)開展更有著重要意義.文章在簡略介紹有機(jī)廢氣成分、來源及危害的基礎(chǔ)上概述了多種有機(jī)廢氣處理技術(shù),并對其***缺點進(jìn)行剖析.

 

近年來***氣污染問題日漸杰出，嚴(yán)重影響著自然環(huán)境、生態(tài)氣候以及人們的身體健康?，F(xiàn)在已知***氣污染物約有100余種，其間蒸發(fā)性有機(jī)化合物作為引起PM2.5和光化學(xué)污染的***要“***惡”，其處理作業(yè)得到廣泛重視。跟著***家關(guān)于***氣污染防治監(jiān)管力度的不斷加***，許多高污染有機(jī)廢氣排放職業(yè)的開展也遭到約束。由此，尋覓合理的有機(jī)廢氣處理辦法、開展高效的有機(jī)廢氣處理技術(shù)關(guān)于環(huán)境保護(hù)以及經(jīng)濟(jì)開展都將有著重要意義。

 

1有機(jī)廢氣的成分、來源及危害

 

蒸發(fā)性有機(jī)廢氣的成分***要包含脂肪烴、芳香烴、鹵代烴、醇、醛、酮、酯、醚、酚、胺、腈、羧酸等，***要來源于石化、制藥、印刷、涂裝、噴漆、皮革加工、化纖出產(chǎn)、塑料加工等觸及運用很多有機(jī)溶劑的職業(yè)的出產(chǎn)進(jìn)程排放。

 

有機(jī)廢氣成分雜亂，易燃、易爆并帶有必定毒性，不只會污染***氣環(huán)境，生成光化學(xué)煙霧，損壞臭氧層?，還會經(jīng)過呼吸和皮膚吸收進(jìn)入人體，影響人的呼吸系統(tǒng)，影響人的神經(jīng)系統(tǒng)和造血系統(tǒng)，危害肝、脾等器官，引起中毒、致癌乃至逝世。

 

2有機(jī)廢氣處理技術(shù)

 

現(xiàn)在針對有機(jī)廢氣處理已開展出多項處理技術(shù)，依據(jù)處理原理，***體上可將這些技術(shù)分為兩類：一類是回收法，即經(jīng)過單純改動有機(jī)物的溫度、壓力等物理***性或選用挑選性吸附劑等對其進(jìn)行分離回收;另一類是消除法，即運用化學(xué)或生物反響，在必定條件下將有機(jī)物氧化分化為無毒或低毒產(chǎn)品。

 

2.1回收法

 

回收法***要包含吸附法、吸收法、冷凝法和膜分離法。

 

2.1.1吸附法

 

吸附法運用具有多孔結(jié)構(gòu)的吸附劑挑選性地吸附有機(jī)廢氣中的污染物，多用于低濃度、高通量有機(jī)廢氣的處理。運用吸附法時，吸附劑的挑選是關(guān)鍵。

 

常用的吸附劑包含活性炭、沸石、氧化鋁、硅膠和一些高分子材料，其間活性炭因為具有較***的挑選性、興旺的孔結(jié)構(gòu)、較***的比外表積、杰出的機(jī)械強(qiáng)度、抱負(fù)的生物相容性和化學(xué)穩(wěn)定性等***色而成為現(xiàn)在運用***多的有機(jī)廢氣吸附材料。運用活性炭吸附法可有用吸附廢氣中的芳香烴、脂肪烴、鹵代烴、醇、酮、醚、酯等物質(zhì)，為進(jìn)步活性炭的吸附功能，可選用酸、堿等對其進(jìn)行改性。此外，吸附劑的形狀、結(jié)構(gòu)關(guān)于吸附功能也會發(fā)生必定影響。研討發(fā)現(xiàn)，纖維狀活性炭關(guān)于廢氣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***。

 

吸附法工藝?yán)暇殻コβ矢?，設(shè)備簡略且能耗較低，因而，被廣泛用于有機(jī)廢氣的處理。但吸附法運轉(zhuǎn)本錢較高，吸附材料吸附容量有限且再生困難，重復(fù)運用后吸附效果下降顯著，易失活且失活后的吸附劑的處理也存在必定問題。

 

2.1.2吸收法

 

吸收法***要指的是液體吸收法，選用低蒸發(fā)或不蒸發(fā)性的液體吸收劑對有機(jī)廢氣中的有害物質(zhì)進(jìn)行吸收，然后對廢氣進(jìn)行處理。依據(jù)吸收原理的不同，液體吸收法可分為物理吸收法和化學(xué)吸收法。前者運用物質(zhì)的類似相容原理，經(jīng)過吸收劑挑選性地吸收與其性質(zhì)類似的有害氣體然后到達(dá)凈化意圖;后者則是經(jīng)過吸收劑與有機(jī)廢氣之間發(fā)生化學(xué)反響，然后完成凈化廢氣、分離污染物的意圖。針對不同成分的有機(jī)廢氣，挑選適宜的吸收劑十分重要。肖瀟等J比照研討了幾種有機(jī)廢氣吸收液(二乙基羥胺、聚乙二醇400、硅油、食用油、廢機(jī)油、0柴油對甲苯廢氣的吸收效果，發(fā)現(xiàn)在相同試驗條件下，二乙基羥胺對甲苯的吸收效果***，而聚乙二醇和硅油***差。近年來運用環(huán)糊精的水溶液作為有機(jī)鹵化物的吸收劑也取得了理想效果。

 

液體吸收法具有出資本錢少、運轉(zhuǎn)本錢低、操作簡略等***勢，適用于高濃度有機(jī)廢氣的處理，運用時需對吸收劑進(jìn)行后期處理，進(jìn)程雜亂且本錢較高，一起還易發(fā)生二次污染，使得該法的運用遭到約束。

 

2.1.3冷凝法

 

冷凝法經(jīng)過下降系統(tǒng)溫度或進(jìn)步系統(tǒng)壓力使有機(jī)污染物冷凝，繼而從廢氣中直接分離出來，適用于高濃度、高沸點有機(jī)廢氣的處理。因為加壓設(shè)備較多且比較貴重，因而，一般選用降溫辦法進(jìn)行冷凝。該法操作簡略、出資本錢少、經(jīng)濟(jì)效益高，但單選用冷凝法處理后的廢氣仍含有較高濃度的污染物，因而，在實踐運用中常將其與其他辦法，如吸附法、催化燃燒法等進(jìn)行聯(lián)用，有利于下降有機(jī)負(fù)荷、運轉(zhuǎn)條件及本錢，分離回收有機(jī)廢氣中的部分成分，完成資源運用。

 

2.1.4膜分離法

 

膜分離法運用有機(jī)物分子與空氣經(jīng)過高分子膜的溶解分散速度不同而對有機(jī)廢氣中的污染物進(jìn)行分離，常用的膜分離工藝包含：蒸汽滲透法、氣體膜分離法以及膜基吸收法¨。膜分離法適用于低通量、高濃度有機(jī)廢氣的處理，具有操作簡略、高效低耗、無二次污染等長處，一起運用膜分離法還可完成對脂肪烴、芳香烴、氯代烴、酮、醛、酚、腈、醇、胺、酸等有機(jī)化合物的回收。雖然膜分離法的廢氣處理效果較***，但膜的通量較小且在運用進(jìn)程中易被污染，設(shè)備出資和運轉(zhuǎn)本錢都較高。

 

2.2消除法

 

消除法***要包含：燃燒法、脈沖電暈法、低溫等離子技術(shù)、光催化氧化法、臭氧催化氧化法、微波催化氧化法和生物處理法等。

 

2.2.1燃燒法

 

燃燒法是運用有機(jī)廢氣能夠燃燒的性質(zhì)，經(jīng)過充沛燃燒而將蒸發(fā)性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳，***要包含直接燃燒法、熱力燃燒法和催化燃燒法。

 

直接燃燒法是將廢氣當(dāng)作燃料進(jìn)行直接燃燒，所需溫度較高(一般在1100℃左右)，適用于高濃度有機(jī)廢氣的處理j。直接火焰燃燒的運用規(guī)模比較廣，出資本錢低，設(shè)備簡略，處理效果比較完全，在確保時刻和恰當(dāng)溫度條件下，處理功率***能到達(dá)99%以上¨，但高溫燃燒簡略發(fā)生二次污染。

 

熱力燃燒法是運用熱力交換器對有機(jī)廢氣進(jìn)行升溫加熱，使其在700～800以上的高溫條件下進(jìn)行燃燒，廢氣處理功率可高達(dá)95%～99%。比較直接燃燒法，熱力燃燒法下降了部分能源消耗。

 

催化燃燒法是運用催化劑在較低溫(200oC～500℃)加熱有機(jī)廢氣，使其發(fā)生氧化分化反響，然后完成凈化。常用的催化劑包含非貴金屬類和貴金屬類的催化劑、過渡金屬氧化物和復(fù)氧化物催化劑。催化燃燒法具有安全性***、能耗少、無二次污染、凈化功率高級長處，但該法在運用進(jìn)程中簡略呈現(xiàn)催化劑中毒現(xiàn)象，因而，關(guān)于運用條件和操作工藝要很高，此外，貴金屬類催化劑本錢較高，經(jīng)濟(jì)效益較差。

 

2.2.2脈沖電暈法

 

脈沖電暈法經(jīng)過前沿峻峭、脈沖窄的高壓脈沖電暈放電，在常溫、常壓下發(fā)生很多高能電子或0、OH、N等活性粒子以及臭氧，與有機(jī)物分子發(fā)生化學(xué)氧化反響，損壞其C—C、C一0及C—H等化學(xué)鍵，終究使污染物降解為CO和H0等無害物質(zhì)。丁德玲等對脈沖電暈法去除二甲苯廢氣進(jìn)行了試驗研討，發(fā)現(xiàn)二甲苯去除率隨脈沖峰值電壓、脈沖頻率的增***而升高，隨氣體流量、氣體進(jìn)口質(zhì)量濃度的增***而下降。試驗結(jié)果標(biāo)明，脈沖電暈法適用于低濃度、***流量二甲苯廢氣的處理，去除率***可達(dá)87.4%。但是該辦法在實踐運用中存在能耗較***，***功率脈沖電源制作技術(shù)雜亂、本錢較高，火花開關(guān)壽數(shù)較短等問題，約束了該技術(shù)的進(jìn)一步推行。

 

2.2.3低溫等離子技術(shù)

 

低溫等離子技術(shù)經(jīng)過高壓脈沖放電取得很多高能電子和自由基等活性粒子，經(jīng)低溫處理后變?yōu)楣虘B(tài)、液態(tài)或氣態(tài)。這些粒子經(jīng)過損壞有機(jī)物的部分化學(xué)鍵，如C—H和C—C鍵等，然后對有機(jī)污染物進(jìn)行降解，將其轉(zhuǎn)化為無害或低害物質(zhì)，適用于***風(fēng)量、低濃度有機(jī)廢氣的處理。研討標(biāo)明，***自運用低溫等離子技術(shù)處理有機(jī)廢氣時，去除率雖高但會有副產(chǎn)品發(fā)生，而在等離子體反響器中參加吸附劑或催化劑時，不只能夠進(jìn)步污染物的去除率，一起還可削減副產(chǎn)品的生成。低溫等離子技術(shù)具有工藝簡略、能耗較低、處理速度快等長處，***別適用于處理惡臭氣體，但該法運轉(zhuǎn)費用相對較高。

 

2.2.4光催化氧化法

 

光催化氧化法運用WO、CdS、ZnO、TiO等催化材料的光催化活性，在***定波長的光(一般是紫外線)照下，激起其發(fā)生氧化性極強(qiáng)的自由基活性物質(zhì)，終究將吸附在其外表的有機(jī)物氧化為二氧化碳、水等無害物質(zhì)¨’m]。該法反響功率高、處理效果***、能耗低且無二次污染，可有用轉(zhuǎn)化苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、乙酸乙酯、甲醇、乙醛等物質(zhì)。

 

2.2.5臭氧催化氧化法

 

臭氧催化氧化法以金屬、金屬氧化物和金屬鹽作為催化劑，催化臭氧發(fā)生更多的具有強(qiáng)氧化性的物質(zhì)以進(jìn)步其氧化才能，使臭氧在室溫下即可催化有機(jī)廢氣氧化為二氧化碳和水。選用臭氧催化氧化法能顯著下降反響活化能及反響溫度，但是該辦法在運用時簡略呈現(xiàn)催化劑失活，反響溫度過低時還易生成副產(chǎn)品。臭氧催化氧化法多用于廢水中有機(jī)污染物的去除，而現(xiàn)在***內(nèi)外關(guān)于該項技術(shù)在廢氣處理方面的研討也取得了必定開展，是比較***的有機(jī)廢氣處理技術(shù)。

 

2.2.6微波催化氧化技術(shù)

 

微波催化氧化技術(shù)由傳統(tǒng)的填料吸附一解吸技術(shù)開展而來。運用吸附劑吸附污染物后，選用微波將污染物從吸附劑上解吸出來，隨后在催化劑的效果下將污染物氧化降解。其間，非氯代有機(jī)物將被氧化為水和二氧化碳，可直接排人***氣，而氯代有機(jī)物經(jīng)催化氧化還會生成HC1，需用堿性吸收劑進(jìn)行吸收。微波催化氧化技術(shù)將傳統(tǒng)解吸辦法轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒉ń馕?，在下降能耗的一起縮短了解吸時刻，且微波再生效果***，吸附劑解吸20次后仍能根本堅持原有的吸附才能。微波催化氧化技術(shù)具有較高的催化功率、發(fā)動時刻較短且對溫度要求不高，運用該技術(shù)時應(yīng)針對不同的有機(jī)廢氣挑選適宜的吸附劑，一起重視微波功率、加熱時刻、載氣流量等要素對催化功率的影響。

 

2.2.7生物處理法

 

生物處理法運用微生物的推陳出新效果，將有機(jī)廢氣中的某些成分作為碳源和氮源進(jìn)行氧化分化，終究將有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為無機(jī)物、水、二氧化碳等無害物質(zhì)，適用于***氣量、低濃度有機(jī)廢氣的處理?，F(xiàn)在生物處理設(shè)備***要包含生物濾池、生物滴濾塔、生物洗滌器等。該法具有凈化效果***，運轉(zhuǎn)費用少，無二次污染，安全性、環(huán)保性***等長處，但微生物的代謝速率較慢，因而，凈化速度不高。運用該法時細(xì)菌的挑選是要害，因而，應(yīng)加***對細(xì)菌品種的剖析和研討，一起在運轉(zhuǎn)進(jìn)程中應(yīng)留意操控系統(tǒng)的溫度和pH值，確保微生物的活性。

 

2.3組合處理技術(shù)

 

在實踐運用中，為下降處理本錢、進(jìn)步處理功率，常將上述處理辦法中的兩種或幾種進(jìn)行聯(lián)合運用。劉松華等l3¨選用光催化氧化和活性炭吸附聯(lián)用的辦法對含有酮、醛、酯、烴等有機(jī)物的惡臭廢氣進(jìn)行處理，不只彌補(bǔ)了***自運用光催化氧化時有機(jī)廢氣去除率不高的問題，一起也有用增加了活性炭的替換時刻，下降了處理本錢。韓姚其等研討了低溫等離子體結(jié)合光催化氧化技術(shù)在降解有機(jī)廢氣二甲苯方面的運用，試驗結(jié)果標(biāo)明，在光催化劑的效果下，等離子體關(guān)于二甲苯的去除率得到明顯進(jìn)步，經(jīng)過二者的協(xié)同效果，可愈加快速有用地分化空氣中的有害物質(zhì)。

 

3定論與展望

 

文章介紹了多種有機(jī)廢氣處理技術(shù)，實踐證明這些技術(shù)在有機(jī)廢氣處理方面均有著杰出運用。有機(jī)廢氣處理時，***先應(yīng)充沛了解廢氣的組成和性質(zhì)，歸納考慮處理技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性和有用性，然后挑選適宜的處理辦法。在運用單一處理辦法的基礎(chǔ)上還可開展組合處理技術(shù)，以進(jìn)步處理功率，下降處理本錢。

 

此外，在有機(jī)廢氣的處理進(jìn)程中應(yīng)當(dāng)意識到，除了要開展先進(jìn)的處理技術(shù)外，還要從源頭上操控：對高污染的出產(chǎn)工藝進(jìn)行***化改善，削減有機(jī)溶劑的運用，下降污染物的排放;在出產(chǎn)過中盡可能運用關(guān)閉設(shè)備，削減有機(jī)廢氣的走漏。