有(yǒu)機(jī)廢氣處理(lǐ)方法有哪幾種?有何不同?
目前,異味廢氣處理的傳統方(fāng)法有燃(rán)燒法、吸收法(fǎ)、吸附法、生物法、光催化法、低溫等離子法等。
1)燃燒法
燃燒法主要有根據燃燒的溫度及輔助介質不同又分為直接燃燒法和催化燃燒(shāo)法兩種。
催化燃燒(shāo)法較適合於高濃度、小風量廢(fèi)氣的淨化,在處(chù)理低濃度的廢氣時,由於(yú)要維持300~400℃的催化燃燒溫度,需借助於活性炭吸附等濃(nóng)縮(suō)工藝(yì)來提高廢氣的燃燒熱值,但廢氣中的水氣、油汙及顆粒物易引起活性炭吸附容量下降及催化劑中毒失活等(děng)問題,使得該方法(fǎ)的推廣和使用在一定程度上受到了限製。
直接燃燒法是投加輔助燃料與廢氣一起送入焚燒爐燃燒,直接(jiē)焚燒(shāo)工(gōng)藝成熟,控製一(yī)定的溫度條件下汙染物去(qù)除效率高(gāo),焚燒徹底,但在使用過程中(zhōng)一般會有一下問題:
①若焚燒含氯、溴(xiù)代(dài)有機(jī)物和芳烴類(lèi)物質時極易產生二惡(è)英類強致(zhì)癌物質(zhì),尤(yóu)其在焚燒爐啟動和(hé)關閉過程中更易產生,為避免(miǎn)二惡英(yīng)類(lèi)物質(zhì)產生,須提高燃燒溫度在1200℃以上,若保持如此高的燃燒溫度不僅運轉費用高,而且對焚(fén)燒爐的要(yào)求也大大提高。
②焚燒含氯代有機物時(shí)會產生氯化氫腐蝕問題,尤其是在高(gāo)溫狀(zhuàng)態下,氯化氫的腐蝕性能大大增強,不僅對管道存在腐蝕,更嚴重的是會引起(qǐ)焚燒爐的腐蝕。
③焚燒時存在爆炸的潛在危(wēi)險,尤其是易揮發性可燃氣體,若達到其爆炸極限遇明火則有可能引起爆炸。
另(lìng)外,若廢氣中含有鹵素、氮元素和硫元素的情(qíng)況下,采用燃燒法極易產生二(èr)次汙染物質二惡英、氮氧化合物和硫氧化合物。
2)吸收法
利用汙染物質的物(wù)理和化學(xué)性質,使(shǐ)用水或化(huà)學吸收液對廢氣進行吸收去除的(de)方法。該方(fāng)法在設計操作合理的情況下去除效率很(hěn)高,運轉管理(lǐ)方便(biàn),但對(duì)設備及運行管理要求極高(gāo),而且隻有能溶解於吸收液或能與吸收液反應的汙染物才能被有效去除。
3)吸附法
該方法是當(dāng)汙染物質通過裝有吸附劑(如活性炭、疏水(shuǐ)分子篩等)的吸附塔時,利用該吸附劑對汙染(rǎn)物的強(qiáng)吸附力,從而達(dá)到淨化廢氣的目的。該方法設備簡(jiǎn)單,去(qù)除效(xiào)果好,多用於淨化工藝的末(mò)級處理。該方法缺點是對高濃度(dù)廢(fèi)氣處理效率低、占地麵積大、氣阻大、吸附劑需經常(cháng)更換或再(zài)生等缺(quē)點,而且(qiě)吸附劑脫附後的氣體難於收集而最終又排(pái)回大氣中,是一(yī)種不徹底的解決途徑。
4)吸(xī)附再生法
低溫加熱再生法。對於吸附沸(fèi)點較低(dī)的低(dī)分(fèn)子碳氫化合物和芳香族有(yǒu)機物的 飽和炭,一般用 100~200℃蒸汽吹脫使炭再生,再生可在吸(xī)附(fù)塔內進行。脫附後的有機物蒸汽經冷凝(níng)後可回收利用。常用於氣體吸附(fù)的活(huó)性炭再生。
吸附淨化原理及工藝流程
吸附:
有機廢氣經過(guò)濾器除去固體顆粒物質(zhì),由(yóu)上而下進入(rù)吸附罐,有機物被活(huó)性炭捕集、吸附並濃縮,淨化的空氣從罐體下部經(jīng)主風機排入大氣。
解吸:
當活性炭吸附有機物達到飽和狀態後(hòu),停止吸入有機廢氣。通過(guò)活(huó)性炭床向(xiàng)上送(sòng)入蒸汽進行吹脫,將有機(jī)物自活性炭中逐出,即解吸。罐中活性炭(tàn)恢複其活性,即再生。
熱風幹燥及冷(lěng)卻:
用蒸汽解吸後的活性炭層(céng)中,約留有80~90%的蒸(zhēng)汽凝液,填充了活性炭內孔,從(cóng)而降低了炭層的活性。因此,通(tōng)入熱空(kōng)氣對炭層進行幹燥。然後關閉蒸汽閥門,再(zài)通入常溫空氣,冷卻至(zhì)25℃左右,活性炭恢複如初,以備再循環使用(yòng)。
有(yǒu)機溶劑回收:
利用有機溶(róng)劑露點溫度較高的特(tè)點,將蒸(zhēng)汽和有(yǒu)機溶劑的混合物引入(rù)冷凝器,使其冷凝,冷凝(níng)液經疏水(shuǐ)閥(fá)進入(rù)分離器,利(lì)用溶劑比水輕的特點,分離(lí)回收。
凝水淨化:
為(wéi)保證冷凝水的潔淨,避免有機溶(róng)劑的凝水排入水體,在分離器內分離後的水中通入壓縮空氣,使水(shuǐ)中有機溶液劑充分解脫。被壓縮空氣逐出的含有機物空(kōng)氣(qì)折返廢氣係統,重新吸附。淨化後的冷凝水,排(pái)入下水道。
連續吸附措施:
在連續生產的工廠中,吸附係統也需相應連續工作,可在廢(fèi)氣淨化係(xì)統設計(jì)中,選用雙罐係列,以便吸附、再生交(jiāo)替連續使用。
再生周期:
再生(shēng)周(zhōu)期應根據淨化後排氣中有害氣體濃度而定。當有害氣體(tǐ)濃度接(jiē)近超標數值(zhí)時(shí),即應停止吸附,進行再生。幫係統初始工作階段需(xū)及時測定排出口有害氣體濃(nóng)度,以便掌握合理(lǐ)吸附再生周期。
活性炭再生設備的優劣主要體(tǐ)現在:吸(xī)附恢複率、炭損(sǔn)率、強度(dù)、能量消耗、輔料消耗、再生溫度、再生(shēng)時間(jiān)、對人體和環境的(de)影響、設備及基礎投資(zī)、操作管理檢修的繁簡程(chéng)度。
此外,任何(hé)活性炭低溫加熱再生(shēng)裝置中都需要妥善解決的是防止炭粒(lì)相互粘結、成塊造成堵塞通道,甚至(zhì)導致運行癱瘓的現象。
5)生物(wù)法
生物法是近年來研究較多的一種處理工藝,該方法最(zuì)突出的優點是處理成本(běn)低廉、基(jī)本無二次汙染。生物法雖然在淨化低濃度有機汙染物時效(xiào)果(guǒ)明顯(xiǎn),具有能耗低的優點,但存在氣阻大(dà)、降解速率慢、設備體積龐大、易受汙染物濃度及溫度的影響(xiǎng),而且該(gāi)法僅適用於親水性及易生物降解物質的處理,對(duì)疏水性和難生物降解物質的(de)處理(lǐ)還存在一定(dìng)難度。
6)光催化技術
光(guāng)敏半導體催化氧化或納(nà)米金(jīn)屬氧化物光催化也(yě)是近年來的(de)研究熱點,但該(gāi)技術的降(jiàng)解效率受控於汙染物質與催化(huà)劑表麵界麵擴散速率,而且催化劑價格昂貴、很容(róng)易中毒失效,目前光催化技術很(hěn)難用於大規模工業化(huà)應用,多局限於實驗研究及小(xiǎo)風量(liàng)應用(yòng)階段。
7)低(dī)溫等離子法
1、低溫等離(lí)子是內外電極(jí)在高壓(yā)狀態下進行間隙放電,間隙間通過的氣體被電離的(de)過(guò)程。由於放電電壓較高38000v,電子在與空氣中的氮氣碰撞產生大量(liàng)的氮氧化物,造成二次汙染。
臭氧發生器與低(dī)溫等離子放電技術和放電原理一樣,而放電電(diàn)壓3500v,幾乎無氮氧化物產生。(老式(shì)工頻臭氧(yǎng)發生器35000v,使用一段時間後(hòu),罐體內會產生大量(liàng)氮氧化物溶膠,3500v放電,無任何殘餘物)
2、粉塵類物質,無論怎麽過濾去除,總會有部分殘餘。由於廢氣是流經低(dī)溫等(děng)離子放電區域(yù)的(de),澱粉、糊精等物質會粘附在內外電極表麵,從而使低溫等離子放電性能大大降低或導致設備損(sǔn)壞。
水冷式工業用大型(xíng)臭氧發生器設備本身與廢氣無任何關聯,不會導致這一問題發生。(如果選用老式內置式臭氧(yǎng)發生器,放置於廢氣流通通道中,會和所謂的低溫等離子一個性質,同樣會因為電極(jí)結垢而損壞)
3、低(dī)溫等(děng)離子(zǐ)脈衝電(diàn)源(yuán)技術不穩定,一組一電源,多組累加進行放電,相互中頻幹擾大,電源易損。臭氧發生器一機(jī)一電源,即使100kw機(jī)器,也是一個控製櫃,一台變壓器,一台放電室(shì),技術成熟,可以長時間24小時連續穩定運(yùn)行。
4、低溫等離(lí)子1m³/h廢(fèi)氣耗電約2-5w,10000m³廢氣耗能約20-50KW。1.2kg/h臭(chòu)氧發生(shēng)器能(néng)耗為16kw,處(chù)理廢氣量約30000-50000m³/h,10000m³能耗為3-5kw。
5、低溫等離(lí)子名義上是電離廢氣(qì),實際是電離(lí)空(kōng)氣產生臭氧,利用臭氧的強氧化性來進行廢氣處理。
6、低溫等離子的放電效果和空氣的濕(shī)度有極大的關係,濕度越(yuè)大能耗越大(dà),大量能量會被水分子吸收,從而降低電離(lí)效果。而臭氧產生是自己一套完整(zhěng)而成熟(shú)的係統,不受濕度和溫度(dù)的影響。
7、低(dī)溫等離子處理廢氣,廢氣直接經過放電係統,對於易燃易爆氣體帶來很大安(ān)全隱患,容易造成火災等重大安全事故(gù),實(shí)例有小鳥電動車噴漆廢(fèi)氣采用低溫等離子體發生爆炸。防(fáng)爆環境絕對不允許使用。而臭氧投加是以管道形式把臭氧氣體通入氧化塔體中,臭氧發生係統內部與廢氣無任何接觸,沒有任何安全隱患。
8、臭(chòu)氧的產生要求幹燥空氣,空氣露點在-40℃以下,產生的(de)臭氧量能達(dá)到20-30mg/L。而常規空氣不經過幹(gàn)燥(zào)處理,產生量隻有標準產量的十分之一。這就是水分子對能量損耗的最好說明。而對於臭(chòu)氧的氧化性能(néng)要(yào)求濕度(dù)越大,氧化效果越好。
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