有機(jī)廢氣處理技術(shù)分析

 

近年來，空氣污染越來越嚴(yán)重，對(duì)人們的生活環(huán)境造成了惡劣的影響和嚴(yán)重的威脅。如果任由其繼續(xù)發(fā)展下去，將會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)乃至整個(gè)社會(huì)產(chǎn)生影響。技術(shù)的發(fā)展給廢氣處理帶來了曙光。許多新的廢氣處理技術(shù)被開發(fā)出來，并在實(shí)際應(yīng)用中顯示出******的效果，如吸附法、物理法、生物法等。

 

雖然經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展改變了人們的生活，提高了人們的生活水平，但它帶來的環(huán)境污染問題已經(jīng)威脅到人們的生命健康。工業(yè)生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生***量的有機(jī)廢氣，未經(jīng)處理或處理不徹底就會(huì)排放到***氣中，不僅會(huì)造成空氣污染，還會(huì)影響人們的身體健康，引發(fā)疾病爆發(fā)。下面，將對(duì)有機(jī)廢氣的處理技術(shù)進(jìn)行探討，并對(duì)處理技術(shù)的未來發(fā)展進(jìn)行探討，進(jìn)一步推動(dòng)有機(jī)廢氣處理技術(shù)的發(fā)展水平。

 

一、淺析有機(jī)廢氣處理技術(shù)

 

根據(jù)有機(jī)廢氣的***點(diǎn)，研究人員開發(fā)了許多適用的處理技術(shù)。根據(jù)污染物的方向，有機(jī)廢氣處理技術(shù)可以分為兩類:一類是濃縮和回收。濃縮回收是指通過吸附、冷凝、膜分離等方法降低有機(jī)廢氣中揮發(fā)性有機(jī)物的濃度。二是分解。分解消除是指通過光、電、熱，利用催化劑或微生物作用，將低濃度揮發(fā)性有機(jī)物分解，使其轉(zhuǎn)化為水、二氧化碳等無毒無害的物質(zhì)，從而達(dá)到排除毒素的目的。

 

在實(shí)際應(yīng)用中，工業(yè)有機(jī)廢氣的處理方法包括吸收法、吸附法、催化燃燒法和熱燃燒法。雖然有機(jī)廢氣的處理技術(shù)呈現(xiàn)多元化發(fā)展，但各種處理方法都有一定的適用性和局限性，不同排放源的廢氣成分差異較***。因此，企業(yè)應(yīng)綜合考慮有機(jī)污染物的種類、性質(zhì)、濃度、凈化要求和經(jīng)濟(jì)因素，科學(xué)選擇合適的有機(jī)廢氣處理方法。在下文中，筆者將***先介紹有機(jī)廢氣處理中常用的碳吸附、熱燃燒等幾種技術(shù)的性質(zhì)、***缺點(diǎn)，然后針對(duì)有機(jī)廢氣處理的現(xiàn)狀和需求，提出該處理技術(shù)未來的發(fā)展方向，希望能對(duì)實(shí)際處理技術(shù)的發(fā)展有所貢獻(xiàn)。

 

二、有機(jī)廢氣處理技術(shù)分析

 

(一)活性炭纖維吸附

 

活性炭纖維吸附屬于處理技術(shù)中的吸附技術(shù)，主要利用碳的吸附作用吸附有機(jī)廢氣中的有毒有害物質(zhì)，以及惡臭分子等。傳統(tǒng)活性炭吸附主要采用粉狀或顆粒狀活性炭，吸附效率低，對(duì)有機(jī)廢氣處理不徹底，往往不能直接滿足排放要求。現(xiàn)代常用的吸附介質(zhì)是***三代活性炭，其主要原料是腈綸等有機(jī)纖維。***三代活性炭比表面積***、吸附容量***、吸附能力強(qiáng)、能耗少、無二次污染，能高效預(yù)處理有機(jī)廢氣。活性炭纖維吸附更適合低濃度有機(jī)廢氣。研究證實(shí)，冷凝濃縮法結(jié)合有機(jī)廢氣的處理效率更高，有機(jī)廢氣可以轉(zhuǎn)化為可回收氣體，具有很高的環(huán)保價(jià)值。

 

活性炭纖維吸附在環(huán)保、處理效率高方面具有***勢，但***三代有機(jī)纖維價(jià)格昂貴，技術(shù)應(yīng)用成本相對(duì)較高，材料使用壽命很短。如果考慮經(jīng)濟(jì)因素，這種方法不在選擇范圍內(nèi)。未來應(yīng)致力于低成本、長壽命吸附纖維的研究，降低該技術(shù)的應(yīng)用成本，使活性炭纖維吸附技術(shù)在中小工業(yè)企業(yè)推廣，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。

 

(2)催化燃燒法

 

催化燃燒是燃燒控制技術(shù)之一，另一種是直接燃燒。直接燃燒法主要利用燃料加熱混合氣體。在高溫環(huán)境下，廢氣中的一些有害物質(zhì)會(huì)分解成無害物質(zhì)，常用的燃料有煤氣和燃料油。該方法使用簡單，成本低，工藝設(shè)備易得。但直接燃燒法只能解決有機(jī)氣體在高溫作用下能分解成無害物質(zhì)的問題，技術(shù)應(yīng)用范圍很小，一般用于處理高濃度、小風(fēng)量的有機(jī)廢氣。而且該技術(shù)存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，工藝安全難以控制。催化燃燒法是基于直接燃燒法缺陷的另一種燃燒處理技術(shù)，主要利用氣固催化反應(yīng)處理有機(jī)廢氣，其原理是在活性氧和深度氧化作用下分解有機(jī)廢氣中的有害物質(zhì)。催化燃燒法利用催化劑降低氣體的活化能，使***量反應(yīng)分子聚集在表面，降低氣體的燃點(diǎn)，使氣體在低溫下無焰燃燒，從而解決了直接燃燒法的安全和技術(shù)控制問題。整個(gè)反應(yīng)過程如下:

 

催化燃燒法涉及的催化劑復(fù)雜多樣。根據(jù)其活性的不同，可分為三類:一是貴金屬催化劑，如Pt、Ru、Pa；***二類是過量金屬氧化催化劑，一般包括CuOx、MnOx、CoOx等。***三類是復(fù)合氧化物催化劑，如尖晶石、BaCuO2、CuMn2O4和LaMn03。其中過量金屬氧化催化劑和雙氧化物催化劑應(yīng)用廣泛，且這兩種技術(shù)成本相對(duì)較低，將成為未來燃燒控制技術(shù)的重點(diǎn)研究方向。

 

(3)生物法

 

生物法處理有機(jī)廢物始于美***，已有50多年的歷史。與傳統(tǒng)的物理化學(xué)方法相比，生物法具有設(shè)備簡單、投資少、運(yùn)行成本低、無二次污染等技術(shù)***點(diǎn)。目前，研究人員開發(fā)了不同的生物凈化系統(tǒng)，包括生物濾池、生物濾池和生物洗滌塔。

 

隨著有機(jī)廢氣處理任務(wù)的不斷增加，應(yīng)用低投資、低成本的生物凈化技術(shù)處理有機(jī)廢氣受到廣泛關(guān)注，成為行業(yè)研究熱點(diǎn)之一。在生物濾池處理的基礎(chǔ)上，在pH 5的酸性條件下，苯系有機(jī)廢氣溫度保持在25℃左右，入口二甲苯濃度小于800 mg/m3，生物濾池對(duì)二甲苯的去除率可達(dá)70%-100%。生物濾池對(duì)低濃度有機(jī)廢氣中的二甲苯有很***的去除效果。但處理系統(tǒng)的溫度和pH值對(duì)處理系統(tǒng)影響較***，過程難以控制，限制了處理技術(shù)的***規(guī)模應(yīng)用。生物洗滌器可以處理低流量、高濃度的揮發(fā)性有機(jī)廢氣。室溫下，pH值約為5。生物洗滌器非常適合凈化高濃度氣體污染物。在相同填料高度下，可同時(shí)去除多種污染物，處理效率高達(dá)53.7%-78.6%。可用于處理生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的復(fù)雜揮發(fā)性有機(jī)氣體，在環(huán)保***域值得推廣，但處理效率有待進(jìn)一步提高。性能***越的陶粒填料可以凈化苯乙烯廢氣。在控制進(jìn)氣量為0.6 m/s、循環(huán)噴淋量為90 L/min、進(jìn)口量小于180 g/(m/h)的條件下，其負(fù)荷可達(dá)163 g/(m/h)，凈化效率可超過90%。

 

三、技術(shù)發(fā)展分析

 

(一)膜分離技術(shù)

 

膜分離技術(shù)利用半透膜從廢氣中分離揮發(fā)性有機(jī)化合物。該技術(shù)可以根據(jù)廢氣中各組分通過膜的速度和容量的差異，選擇性地從廢氣中分離揮發(fā)性有機(jī)化合物。

 

(2)光催化氧化技術(shù)

 

這種技術(shù)是基于半導(dǎo)體材料的光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，產(chǎn)生高能粒子對(duì)，能與空氣中的水和氧氣發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生自由基活性物質(zhì)。這些物質(zhì)具有很強(qiáng)的氧化作用，使廢氣中一些難以反應(yīng)的物質(zhì)在溫和的條件下發(fā)生反應(yīng)，從而達(dá)到凈化有機(jī)廢氣的作用。常見的半導(dǎo)體材料有TiO2、ZnO、CdS、W03、Fe2O3、Ga2O3等。

 

(3)綜合治理技術(shù)

 

綜合處理技術(shù)是處理有機(jī)廢氣的各種處理工藝的集合。綜合治理技術(shù)可以結(jié)合不同技術(shù)的***勢，彌補(bǔ)單一治理技術(shù)的缺陷，在有機(jī)廢氣治理方面具有較高的效率。

 

不同的處理技術(shù)可以根據(jù)不同的性質(zhì)分離廢氣，它們的出現(xiàn)有效緩解了空氣污染問題。未來，這種環(huán)保技術(shù)將不斷發(fā)展，進(jìn)一步解決經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中的污染問題，保持產(chǎn)業(yè)發(fā)展的可持續(xù)性，維護(hù)和***化現(xiàn)有生態(tài)環(huán)境。