浅谈治理有机废气的挥发性技术

浅谈治理有机废气的挥发性技术

广东龙洋环保科技有限公司

摘要:很多工业企业在生产活动过程中都会产生废气污染,工业废气的类型繁多,随着环保产业的发展,同一类型的废气有着多种治理技术,本文主要综述了工业废气中的挥发性有机废气、粉尘废气和燃料废气的治理技术。

关键词:有机废气;粉尘废气;挥发性

引言:

随着社会科学进步的不断发展,环境保护的重要性不言而喻。不仅气体本身作为一次污染物会危害人体健康,并且可以和N02反应进一步在紫外线的参与下形成光化学烟雾生成二次污染。光化学烟雾,是一种有害的淡蓝色烟雾,它可以引起大气污染、影响建筑材料、导致农作物减产,并且和人体多系统疾病有关。因此,挥发性有机废气的处理刻不容缓,我国也已经出台了相关法规政策治理挥发性有机废气的排放。

一、挥发性有机废气现状

近年来,随着经济的迅速发展,产生了大量的有毒有害气体,大部分为挥发性有机化合物。挥发性有机废气,也称VOCs,主要包括烃类、氨、硫化物等易挥发的有机化合物,通常是指在常温常压下,饱和蒸气压大于70Pa,沸点在50℃~260℃之间易挥发、有刺激性气味一类有机化学物质的总称,主要包括脂肪族和芳香族的各种烷烃、烯烃等,如苯、甲苯和二氯甲烷等。

环境中VOCs来源非常广泛,石油化工、喷漆、涂装、橡塑加工、印刷、生物制药等各种工业生产及储运过程都会产生VOCs废气。大部分VOCs是无毒的,但少部分不但有毒,且具有致癌性。总之,VOCs的排放对人体和生物健康、生态环境都产生了一定的危害。

二、挥发性有机废气治理技术

挥发性有机废气是指含苯、甲苯、二甲苯等挥发性有机化合物的废气,一般的家具、汽车、金属及非金属构件加工、丝印等工序均会产生挥发性有机废气。有机废气的治理技术有很多,吸收法、吸附法、直接燃烧法、催化燃烧法、吸附+催化燃烧法、生物法等。

(1)活性炭吸附法;是应用活性炭为吸附剂净化有机废气的方法,活性炭具有疏松多孔的结构特征,比表面积很大,600~1600m2/g,具有异的吸附能力,平均孔径为15~25[1],是一种非常优良的吸附剂,活性炭吸附工艺流程图如图1:

从上图可知,活性炭吸附法有前置漆雾预处理装置,主要是由于部分有机废气中含有漆渣颗粒物,漆渣会堵塞活性炭吸附孔或粘附在吸附设备上,要先采用过滤或洗涤等预处理措施去除渣。活性炭吸附法适合处理温度在40℃以下的大风量、低浓度的有机废气。高浓度、高温的有机废气有易燃危险,一般宜采用直接燃烧法或催化燃烧法。

从技术上说,活性炭吸附技术较为简单,但难以保证废气连续达排标放,因为活性炭吸附饱和后就失去吸附能力,若不对它进行脱附再生或更换,活性炭吸附设备就如同虚设,若对活性炭进行定期脱附或更换,其费用就大大增加,所以应用活性炭吸附法处理有机废气的超标排放较多。

(2)催化燃烧处理技术;也是净化废气的好方法,催化剂使得废气中未燃净的成分在较低温度下充分氧化分解。该技术对废气中的可燃组分效果好,反应安全,温度要求较低,辅助燃料消耗少。但是尘雾会影响催化剂寿命,因此应用环境要求严格。技术的使用步骤复杂,需要对废气进行净化前处理。

具体流程是:气体在预热室加热升温,燃烧净化后气可以通过热交换回收部分热量。或者对有机物含量较高的废气,进行热平衡反应。值得一提的是,对于低浓度低温度的废气,可以先吸附浓缩后再催化燃烧。

整个反应过程中,在热量回收率高时,热平衡要综合考虑废气不同成分和不同浓度放出的不等的热量,不同催化剂导致的起燃温度的高低不同。从而实现无需添加额外热源的经济环保的废气净化技术。目前在化工、环境工程等多行业中用于净化挥发性有机废气和处理汽车尾气。提高催化剂性能是进一步深化应用的必由之路。

(3)液体吸收法;在消除废气的同时,还可以再回收利用部分物质,该技术的废气去除率较高。液体吸收法通过区分吸收剂液体中废气的溶解度等差异,净化废气。选择与有机物相似相溶的溶剂如柴油等,对废气进行吸收,再对溶剂进行解吸处理回收部分物质。

技术工艺流程简单、投资费用低,但对塔式吸收设备要求较高。液体吸收技术在大流量高浓度的废气处理有着比较广泛的应用,其缺点是易受腐蚀,并且存在二次污染。该技术的进一步研究方向是探索无毒无害、解吸率高、可以反复使用的新材料。

(4)生物处理技术;微生物具有适应污染、吸收再生、投资费用低的优点。微生物将挥发性有机废气作为代谢底物,降解处理效果好,并且生物处理技术的投资、运行费用相对较低,并且没有二次污染。

技术基本流程是将生物膜覆盖在过滤器中,在膜中生物相和废气发生生物化学反应,有机降解废气。微生物的生存需要控制适宜的PH,同时对有机溶液也有一定的选择性。生物处理技术对难处理的恶臭物质、有毒有害物质、挥发性有机物降解效率佳,对含氯较多的分子效果较差,适合于处理气体流量大的气体。

(5)光催化氧化法;光催化氧化具有选择性,其用料可以循环使用,反应条件要求低,经济成本低。活性炭纤维作为载体的负载型的纳米Ti02光催化剂是一种非常便利的新产品,产品的比表面积大,稳定性高,抗光腐蚀性强,有较强的吸附作用,光催化综合性能好,不需更换再生,不会造成二次污染,发生反应速度快,具有抗菌效果。

(6)低温等离子体技术;是利用等离子体物理化学反应的原理,借由高能粒子处理废气。常用的有电子束照射法等。低温等离子技术的能耗低,使用便利,不产生副产物、放射物,适于处理有气味气体。其发展方向是:进一步减少水蒸气含量的影响,提高处理反应效率,降低初始设备投资成本,提高经济效益。

结束语

有机废气的产生,是由于企业使用有机溶剂,有机溶剂中的有机化合物绝大部分经挥发进入到大气中,造成有机废气污染。若能采用清洁原材料代替或部分代替有机溶剂,做到不排或少排有机污染物,是解决有机废气污染的有效途径。燃料废气的产生,是由于使用含硫等燃料,不同的燃料产生的污染物含量不一样,若能采用清洁能源代替含硫燃料,就能解决燃料废气的污染,另外改善燃烧方法,改变燃烧条件等,也可以减少燃烧过程中氮氧化物的生成。要推动环保产业的发展,不断改进和研究经济实用的污染治理技术。

参考文献:

[1]挥发性有机废气生物处理技术研究进展[J].刘超,廖雷,彭娟,覃爱苗,罗恢泓,贾力强,师杰峰.环境工程.2016(04)

[2]活性炭吸附法在挥发性有机物治理中的应用研究进展[J].许伟,刘军利,孙康.化工进展.2016(04)

[3]生物法净化处理工业废气的研究进展[J].王小军,徐校良,李兵,牛茜,陈英文,沈树宝.化工进展.2014(01)

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