关于工业有机废气处理技术的研究

关于工业有机废气处理技术的研究

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摘要:工业产业中有机废气的排放量较大,废气浓度较高并且传播时间较长,有些有机废气已经被归到致癌物气体范围之内,对自然环境及空气造成的破坏较为严重,同时也会对人们身体健康埋下安全隐患。本文主要探究了工业有机废气污染的危害,主要处理技术以及技术展望,以供参考。

关键词:有机废气;处理技术;技术展望

引言:在我国经济发展的过程中,由于缺乏环境保护意识,我国的环境污染问题越来越严重。其中,大气污染是最为重要的污染源之一,许多工厂排放的废气不经过处理就直接排放到大气中,使空气质量变得越来越差。大气污染中最难治理的要数有机废气,它具有危害大、治理难等特点。有机废气随着人类的呼吸系统进入体内,使体内的细胞发生变异甚至癌变,严重危害了人们的身体健康。因此,加强对工业有机废气处理技术研究意义重大。

一、工业有机废气污染的危害

工业有机废气污染主要指的是以有机化合物(VOCs)为主的挥发性气体。在化工生产过程中,许多产品的生产工艺都会导致大量的有机化合物的排放,而这些有机化合物对生物和环境会造成许多伤害。

第一,对人体健康的危害。有机化合物(VOCs)可引发一系列光化学反应,在阳光照射条件下,VOCs可与Nox和空气中的其他物质发生反应,生成的臭氧可转化为光化学烟雾,这些光化学烟雾会对人体的呼吸系统和眼睛造成影响,引发不适。同时,VOCs还具有强烈的刺激性气味,当空气中VOCs浓度过高的时候,人体便会出现不适症状,一些有毒的VOCs如芳香烃等释放到空气中还会引发肿瘤病变和其他重疾。如制鞋工艺中的“三苯”可引发中毒死亡;涂料溶剂中挥发的甲苯和二甲苯等有毒气体也是危害人们健康的重要污染源。

第二,对植物造成的危害。工业废气中的光化学烟雾和二氧化硫、氟化物等有机化合物对植物也会造成十分严重的危害,可导致植物枯黄落叶,甚至造成农作物减产,同时,还会对植物的光合作用造成影响。

第三,对全球气候环境的危害。工业有机废气污染是引发大气污染的主要原因,这些有机废气化合物(VOCs)对大气环境的污染是全球性的。工业有机废气对环境的破坏主要表现为三个方面:①造成臭氧层的破坏;②工业废气中有机化合物(VOCs)会导致酸雨,影响植物生长并造成农作物减产,腐蚀建筑物等;③工业废气会导致全球气候变暖和冰川融化,对生态环境造成严重破坏。

二、工业有机废气处理的主要技术

1、吸附法

吸附法的基本原理就是利用界面现象,也就是一种物质在另一种物质表面附着的缓慢作用过程。所以,基于界面现象的吸附法废气处理,其关键是吸附剂的选择,通常,要求吸附剂具有疏松多孔的结构,且化学性质比较稳定,内部表面积较大,现在,该方法中常用的吸附剂主要包括硅胶、人工沸石、活性炭等。该方法的特点是应用比较广泛、工艺简单成熟、便于推广。但是,该方法的流程比较复杂,设备比较庞大,特别是在废气中存在胶粒物质的情况下,会造成吸附剂中毒现象。所以,该方法更多的用于低浓度可挥发性废气的处理。

2、吸收法

吸收法顾名思义就是利用吸收剂去吸收有机废气中的有害成分,当前所用的吸收剂一般都是液体的,这样有利于吸收剂本身与有机废气的接触更加充分,从而实现更好的吸收效果。吸收法具体的操作手法是通过喷淋的方式,利用化学中相似相溶的原理,使得吸收剂能够与有机废气进行充分的接触,有机废气当中的有害物质便可以被充分的吸收。有机废气中的有害成分类型比较多,常见的有甲醇、醚、丙酮以及三苯物质等,吸收法的应用中可以利用水的作用去完成对于甲醇和丙酮等有害物质的吸收,而对于水溶性较差的三苯物质则是通过吸收剂中的活性基因去完成吸收。

3、催化燃烧法

催化燃烧法在处理高浓度的有机废气过程中被广泛使用。催化燃烧法是在一定的温度下,让有机废气与催化剂发生反应,从而生成其它无害的物质。催化反应的过程中会释放大量的热量,这些热量可以用来加热催化剂,大大降低了有机废气处理的成本。由于催化燃烧是一个完全燃烧的过程,因此不会产生一氧化碳等有害气体,而且处理有机废气的效率非常高。近年来,人们在催化剂的研究中取得了丰硕的成果,研制出了许多纳米级催化剂。这些催化剂具有更大的接触面积,与传统的催化剂相比催化效率大大提升。虽然催化燃烧法在处理有机废气的过程中具有很多优势,但也存在一些不足之处。比如有些有机废气性能非常稳定,需要在非常高的温度和压力的情况下才能与催化剂反应,因此采用燃烧催化处理的效果不明显。

三、工业有机废气处理的技术展望

1、等离子体分解法

在工业生产中,已经运用等离子体分解法技术对氯氟烃进行分解,此方法的优势在于对装置的规模没有严格要求,在比较短的时间内可以完成分解过程,此外,较多的氯氟烃等气体可以在小型装置内处理。等离子体分解法应用设备可以分为两个子系统,首先是超高温加水分解系统,其原理是利用等离子体的化学作用和水蒸气相遇会产生分解,让高频率等离子体瞬间增速,以致在短时间内把温度提高到一万摄氏度。另外一个系统是排气急冷系统,它主要是为了阻止二恶英类的二次合成,其中在高温分解下的排放气体可以被快速冷却到80摄氏度以下。

2、纳米TiO2光催化技术

随着纳米技术的发展,纳米技术也应用到有机废气的处理中。纳米TiO2光催化能有效地将有机废气转化为二氧化碳、水等无机小分子物质,还可以去除氯仿、多氯联苯、有机磷化合物、多环芳烃等难降解或用其他方法难以去除的有机废气。在一定的条件下,纳米TiO2能将用化学法氧化难以分解的“三致”有机物彻底分解为二氧化碳、水和简单的无机酸,且无二次污染。TiO2光催化技术不仅以其化学活性高、安全无毒、价格低廉、操作简便、以及条件温和无二次污染的突出优点,在废气处理中受到普遍重视。

3、综合处理技术

综合处理技术就是根据有机废气的基本情况,将各种技术结合起来,取其精华,去其糟粕,使有机废气的处理效率提高。在实际的废气处理中,已经实现了综合技术的运用,比如吸附和催化氧化结合的处理技术,以及众多的组合处理工艺等,还有将众多的吸收剂结合到一起,通过对其进行研究调整,使其成为新型的复合吸收剂,从而改善了过往单一吸收剂对气体吸收的效果,且不会产生二次污染。研究人员还应加强对这些处理技术的研究,大胆实施每种技术之间的结合,以研制出有机废气处理效果最优综合技术。

四、结束语

总之,减少环境污染最有效的途径就是从源头入手,降低有机气体的排放,这就需要高效、节能、经济的有机废气处理手段。因此在传统工业有机废气处理技术的基础上,研发新的处理技术就显得格外重要。相信随着科学技术的不断发展,创新性的有机废气处理技术也会被应用到工业生产中,降低甚至消除大气中有机气体的排放指日可待。

参考文献

[1]易灵.有机废气治理技术的研究进展[J].四川环境,2017(5).

[2]王端鑫.有机废气处理技术及前景展望[J].资源节约与环保,2017(9).

[3]张正怡.生物法处理工业有机废气的技术探讨[J].科技促进发展,2016(11).

[4]李纯爱.有机废气处理现状应用研究[J].环境与发展,2018(7):74-76.

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