有機廢氣處理技術概述

 

跟著工業化的快速開展,有機廢氣很多排放,危害了***氣環境、約束了經濟的可持續增長.在此布景之下,有機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境保護,關于經濟開展更有著重要意義.文章在簡略介紹有機廢氣成分、來源及危害的基礎上概述了多種有機廢氣處理技術,并對其***缺點進行剖析.

 

近年來***氣污染問題日漸杰出，嚴重影響著自然環境、生態氣候以及人們的身體健康。現在已知***氣污染物約有100余種，其間蒸發性有機化合物作為引起PM2.5和光化學污染的***要“***惡”，其管理作業得到廣泛重視。跟著***家關于***氣污染防治監管力度的不斷加***，許多高污染有機廢氣排放職業的開展也遭到約束。由此，尋覓合理的有機廢氣處理辦法、開展高效的有機廢氣處理技術關于環境保護以及經濟開展都將有著重要意義。

 

1有機廢氣的成分、來源及危害

 

蒸發性有機廢氣的成分***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、塑料加工等觸及運用很多有機溶劑的職業的出產進程排放。

 

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

 

2有機廢氣處理技術

 

現在針對有機廢氣管理已開展出多項處理技術，依據處理原理，***體上可將這些技術分為兩類：一類是收回法，即經過單純改動有機物的溫度、壓力等物理***性或選用挑選性吸附劑等對其進行分離收回;另一類是消除法，即運用化學或生物反響，在必定條件下將有機物氧化分化為無毒或低毒產品。

 

2.1收回法

 

收回法***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構的吸附劑挑選性地吸附有機廢氣中的污染物，多用于低濃度、高通量有機廢氣的處理。運用吸附法時，吸附劑的挑選是關鍵。

 

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、興旺的孔結構、較***的比外表積、杰出的機械強度、抱負的生物相容性和化學穩定性等***色而成為現在運用***多的有機廢氣吸附材料。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，為進步活性炭的吸附功能，可選用酸、堿等對其進行改性。此外，吸附劑的形狀、結構關于吸附功能也會發生必定影響。研討發現，纖維狀活性炭關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***。

 

吸附法工藝老練，去除功率高，設備簡略且能耗較低，因而，被廣泛用于有機廢氣的處理。但吸附法運轉本錢較高，吸附材料吸附容量有限且再生困難，重復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，選用低蒸發或不蒸發性的液體吸收劑對有機廢氣中的有害物質進行吸收，然后對廢氣進行處理。依據吸收原理的不同，液體吸收法可分為物理吸收法和化學吸收法。前者運用物質的類似相容原理，經過吸收劑挑選性地吸收與其性質類似的有害氣體然后到達凈化意圖;后者則是經過吸收劑與有機廢氣之間發生化學反響，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廢氣吸收液(二乙基羥胺、聚乙二醇400、硅油、食用油、廢機油、0柴油對甲苯廢氣的吸收效果，發現在相同試驗條件下，二乙基羥胺對甲苯的吸收效果***，而聚乙二醇和硅油***差。近年來運用環糊精的水溶液作為有機鹵化物的吸收劑也取得了抱負效果。

 

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

 

2.1.3冷凝法

 

冷凝法經過下降系統溫度或進步系統壓力使有機污染物冷凝，繼而從廢氣中直接分離出來，適用于高濃度、高沸點有機廢氣的處理。因為加壓設備較多且比較貴重，因而，一般選用降溫辦法進行冷凝。該法操作簡略、出資本錢少、經濟效益高，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、催化燃燒法等進行聯用，有利于下降有機負荷、運轉條件及本錢，分離收回有機廢氣中的部分成分，完成資源運用。

 

2.1.4膜分離法

 

膜分離法運用有機物分子與空氣經過高分子膜的溶解分散速度不同而對有機廢氣中的污染物進行分離，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、高濃度有機廢氣的處理，具有操作簡略、高效低耗、無二次污染等***點，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、酸等有機化合物的收回。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程中易被污染，設備出資和運轉本錢都較高。

 

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、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

 

燃燒法是運用有機廢氣能夠燃燒的性質，經過充沛燃燒而將蒸發性有機物轉化為水和二氧化碳，***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作燃料進行直接燃燒，所需溫度較高(一般在1100℃左右)，適用于高濃度有機廢氣的處理j。直接火焰燃燒的運用規模比較廣，出資本錢低，設備簡略，處理效果比較完全，在確保時刻和恰當溫度條件下，處理功率***能到達99%以上¨，但高溫燃燒簡略發生二次污染。

 

熱力燃燒法是運用熱力交換器對有機廢氣進行升溫加熱，使其在700～800以上的高溫條件下進行燃燒，廢氣處理功率可高達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℃)加熱有機廢氣，使其發生氧化分化反響，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***點，但該法在運用進程中簡略呈現催化劑中毒現象，因而，關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，經濟效益較差。

 

2.2.2脈沖電暈法

 

脈沖電暈法經過前沿峻峭、脈沖窄的高壓脈沖電暈放電，在常溫、常壓下發生很多高能電子或0、OH、N等活性粒子以及臭氧，與有機物分子發生化學氧化反響，損壞其C—C、C一0及C—H等化學鍵，終究使污染物降解為CO和H0等無害物質。丁德玲等對脈沖電暈法去除二甲苯廢氣進行了試驗研討，發現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、氣體進口質量濃度的增***而下降。試驗結果標明，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雜亂、本錢較高，火花開關壽數較短等問題，約束了該技術的進一步推行。

 

2.2.3低溫等離子技術

 

低溫等離子技術經過高壓脈沖放電取得很多高能電子和自由基等活性粒子，經低溫處理后變為固態、液態或氣態。這些粒子經過損壞有機物的部分化學鍵，如C—H和C—C鍵等，然后對有機污染物進行降解，將其轉化為無害或低害物質，適用于***風量、低濃度有機廢氣的處理。研討標明，***自運用低溫等離子技術處理有機廢氣時，去除率雖高但會有副產品發生，而在等離子體反響器中參加吸附劑或催化劑時，不只能夠進步污染物的去除率，一起還可削減副產品的生成。低溫等離子技術具有工藝簡略、能耗較低、處理速度快等***點，***別適用于處理惡臭氣體，但該法運轉費用相對較高。

 

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，激起其發生氧化性極強的自由基活性物質，終究將吸附在其外表的有機物氧化為二氧化碳、水等無害物質¨’m]。該法反響功率高、處理效果***、能耗低且無二次污染，可有用轉化苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、乙酸乙酯、甲醇、乙醛等物質。

 

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，催化臭氧發生更多的具有強氧化性的物質以進步其氧化才能，使臭氧在室溫下即可催化有機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催化劑失活，反響溫度過低時還易生成副產品。臭氧催化氧化法多用于廢水中有機污染物的去除，而現在***內外關于該項技術在廢氣處理方面的研討也取得了必定開展，是比較***的有機廢氣處理技術。

 

2.2.6微波催化氧化技術

 

微波催化氧化技術由傳統的填料吸附一解吸技術開展而來。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，非氯代有機物將被氧化為水和二氧化碳，可直接排人***氣，而氯代有機物經催化氧化還會生成HC1，需用堿性吸收劑進行吸收。微波催化氧化技術將傳統解吸辦法轉變為微波解析，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。微波催化氧化技術具有較高的催化功率、發動時刻較短且對溫度要求不高，運用該技術時應針對不同的有機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，將有機廢氣中的某些成分作為碳源和氮源進行氧化分化，終究將有機污染物轉化為無機物、水、二氧化碳等無害物質，適用于***氣量、低濃度有機廢氣的處理。現在生物處理設備***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***，運轉費用少，無二次污染，安全性、環保性***等***點，但微生物的代謝速率較慢，因而，凈化速度不高。運用該法時細菌的挑選是要害，因而，應加***對細菌品種的剖析和研討，一起在運轉進程中應留意操控系統的溫度和pH值，確保微生物的活性。

 

2.3組合處理技術

 

在實踐運用中，為下降處理本錢、進步處理功率，常將上述處理辦法中的兩種或幾種進行聯合運用。劉松華等l3¨選用光催化氧化和活性炭吸附聯用的辦法對含有酮、醛、酯、烴等有機物的惡臭廢氣進行處理，不只彌補了***自運用光催化氧化時有機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合光催化氧化技術在降解有機廢氣二甲苯方面的運用，試驗結果標明，在光催化劑的效果下，等離子體關于二甲苯的去除率得到明顯進步，經過二者的協同效果，可愈加快速有用地分化空氣中的有害物質。

 

3定論與展望

 

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

 

此外，在有機廢氣的管理進程中應當意識到，除了要開展先進的處理技術外，還要從源頭上操控：對高污染的出產工藝進行***化改善，削減有機溶劑的運用，下降污染物的排放;在出產過中盡可能運用關閉設備，削減有機廢氣的走漏。