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有机废气净化治理与回收技术

发布日期:2019-11-28 作者:杭州朝兴环境工程有限公司 点击:

随着制造工业快速发展,工业规模不断扩大,对生态环境造成了很多危害。近年,虽然我国在有机废气的净化治理上已取得一定成效,但是相比西方发达国家,依然存在诸多问题,阻碍了工业企业的可持续发展,因此,企业必须重视对有机废气进行科学治理以及回收利用。


1.有机废气治理与回收必要性


  随着社会的发展和科技的进步,工业化建设进程不断推进。石油、化工、涂料等工业企业生产过程中难以避免产生并挥发出有机废气,此类废气中主要含有:酮类、烃类、醇类、醛类等对人体健康及环境质量会造成危害的物质,对有机废气进行科学的回收、治理及利用,将有效促进企业的可持续发展,降低工业生产对环境的不利影响。


  所谓有机废气的治理,主要是利用多种技术措施,采取多种方式,尽可能地的将有机溶剂的用量与石油的损耗减少,亦或是通过回收、净化等措施实现对有机废气产排量的控制。但是有机废气的污染源较为广泛,为了将石油的损耗降到最低,将有机溶剂的用量减少,从而达到降低有机废气产排量及产排浓度的目的,就需要采取并强化回收、净化等一系列污染防治措施。只有加强了有机废气的净化治理与回收,才能有效地将相关工业生产活动对环境质量造成的危害降低,实现环境效益与经济效益的和谐发展。


2.有机废气治理方法


  在有机废气的治理过程中,主要分为回收与消除。其中,回收治理法是一种物理方法,可逆,在相应的压力条件与温度条件下,采用吸附法、冷凝法、膜分离法等将废气中的有机物质分离出并回收,以达到废气净化的目的;消除治理法主要包括有生物法和化学法,常见有:催化燃烧法、生物净化法、低温等离子法、UV光解法,通过采取微生物、催化剂、光物质等促进废气中挥发性有机化合物有效转化,将其分解为无害的二氧化碳、水及其它对环境影响较小的物质。以下对有机废气的几种常见治理方法介绍。


  2.1 活性炭吸附


  活性炭主要为粉末状或颗粒状,通常情况下,活性炭对苯系物等大分子挥发性有机气体的吸附净化效果显著,但是对如甲醛等小分子物质吸附净化性能较弱,故采用活性炭吸附法前需对其进行特殊加工处理,改性后的活性炭会生成效应的微孔结构,提高吸附容量,以便充分发挥净化有机废气的作用。活性炭的吸附过程主要包括以下几个方面:吸附净化、热脱再生,其中,吸附净化利用加工后活性炭的多孔性将有机废气中的有害气体组分进行吸附,从而实现有机废气的净化工作;当活性炭吸附到一定程度后,吸附能力降低并逐渐饱和,此时需要采取通入热蒸汽等方法加热再生,脱出被吸附的有机物质并回收,以便恢复活性炭吸附能力实现循环使用,该操作即为热脱再生。目前活性炭吸附法较为成熟,具有良好的吸附效果,可广泛运用于较多领域,能够有效治理有机废气。


  2.2 冷凝法


  由于不同的物质在不同的温度及压力下,会显示不同的饱和度。通过提高系统压力或降低系统温度的方式,可使处于气态的挥发性有机化合物冷凝,从废气中分离出来。冷凝法具有较多操作环节,在有机废气净化作业中,企业常常将该法运用于风量较小、温度较低、净化浓度较高的环境中。


  2.3 膜分离法


  有机废气中不同组分在透过聚合物复合膜时的速度因气体自身性质和膜的特点有所差异,膜分离技术即利用气体内不同的组分在透膜时的渗透能力不同并结合空气透膜能力与有机蒸汽能力之间的差别来分离有机废气中挥发性有机化合物与其它组分。常见的膜分离技术可对氯化有机物、酮、酯及部分烷烃等实现较高的分离回收率。采用这一方法具有较强的简便性,且较高效、操作弹性较大、便于控制,可广泛用于诸多领域,同时还可对废气中的有机物回收,一定程度提高经济效益。


  2.4 催化燃烧法


  采用燃烧法,能够对有机废气中大部分有害物质进行分解,在燃烧过程中,可以充分利用有机废气分解时自身产生的热量以促进该反应持续完全进行。催化燃烧法在相应催化剂作用下对有机废气进行燃烧,有效代替了传统的燃烧方式,能够在较低温度的燃烧情况下完成对有害物质的分解。催化燃烧所用的催化剂多为具有大比表面积的贵金属如:铂、钯等。在这个治理过程中,技术人员能够通过科学操作,充分回收利用热量,实现资源节约。由于某些催化剂会发生中毒反应,控制时必须保障催化剂能够在活性温度的情况下进行,对于这类催化剂,可采用铁系催化剂进行处理,或者运用加热法处理,从而保障催化剂能够充分发挥作用。


  2.5 生物净化法


  生物净化法是利用有机废气中的有机成分作为碳源和能源,维持附着在滤料介质上的微生物生命活动,在适宜的环境条件下,有机废气中的有害成份经微生物代谢过程被分解为二氧化碳、水和无机盐、生物质等微生物生产所需物质。该方法适用于浓度较低的有机废气治理。


  2.6低温等离子法


  低温等离子法是利用介质阻挡放电过程中,等离子体内部产生富含极高化学活性的粒子,如电子、离子、自由基和激发态分子等,废气中的污染物质与这些具有较高能量的活性基团发生反应,最终转化为CO2 和 H2O 等物质,从而达到净化废气的目的。低温等离子反应快,设备启动、停止十分迅速,随用随开。低温等离子的放电效果和空气的湿度有极大的关系,湿度越大能耗越大,大量能量会被水分子吸收,从而降低电离效果。使用低温等离子处理废气,废气直接经过放电系统,对于易燃易爆气体带来很大安全隐患,容易造成火灾等重大安全事故。


  2.7 UV光解法


  通过采用 UV-D 波段内的真空紫外线(波长范围 170-184.9nm),破坏有机废气分子的化学键,使之裂解形成游离状态的原子或基团(C*、H*、O*等);同时通过裂解混合空气中的氧气,使之形成游离的氧原子并结合生成臭氧【UV+O2→O-+O*(活性氧) O+O2→O3(臭氧)】。具有强氧化性的臭氧(O3)与有机废气分子被裂解生成的原子发生氧化反应,形成 H2O 和 CO2。整个反应过程不超过 0.3 秒,净化效果与废气分子的键能、废气浓度以及含氧量有关。整个净化过程无需添加任何化学助剂或者特殊限制条件。UV光解处理效率高,可达到95%以上;适应性强,可适应中低浓度,大气量,不同工业恶臭气体物质的净化处理;运行稳定可靠,每天可24小时连续工作;运行成本低本,耗能低,无需专人管理与维护,只需作定期检查。


3.结束语


  综上所述,工业企业应重视对有机废气的净化治理工作,尽可能降低有机废气的排放量及排放浓度,才能保护企业周边环境少受污染。为了更好地提高挥发性有机化合物的净化效果并对其中具有经济价值的有机物进一步回收利用,需对治理工艺进行优化,将多种治理和回收技术进行综合应用,探索净化与回收的系统构建。如此便可提高企业经济效益的同时保障其运营过程中不降低或少降低社会效益与环境效益,从而实现区域整体的可持续发展。



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