常用有機廢氣處理方(fāng)法的優缺點
隨著(zhe)工業的快速發展,生產製作型企(qǐ)業在生產過程中都會產(chǎn)品產生VOCs有(yǒu)機廢氣,所以,近年來國家加大了環境治理(lǐ)措施。一再提高氣體排(pái)放標準,相(xiàng)應(yīng)的懲罰力度也逐漸加大,vocs廢氣處理成為企業發展中的最(zuì)大(dà)問題。那麽,常(cháng)用的有機廢氣處理(lǐ)方法有什麽不同(tóng),有什麽優缺點呢(ne)?
當前,VOC廢氣處(chù)理技術主(zhǔ)要包括熱破壞法、變壓吸附分(fèn)離(lí)與淨化技術(shù)、低溫等離子法、吸附法和氧化處理方法等。

1. 熱破壞(huài)法
熱破壞法是(shì)指直(zhí)接和輔助燃燒有機氣體,也就是VOC,或利(lì)用合適的催化劑加快VOC的化學反應,最終達到降低有機物濃度,使其不再具有危害性的一種處理方法。
熱破壞法對於濃(nóng)度較低的有機廢(fèi)氣處理效果比較(jiào)好,因此,在處理低濃度廢氣中得到了廣泛應用。這種(zhǒng)方法主要分為兩種,即直接火焰燃燒和催化(huà)燃燒。直(zhí)接火焰燃燒對有機廢氣(qì)的(de)熱處理效(xiào)率相對較高,一般情況下可達到 99%。而催化燃燒指的是在(zài)催化床層的作用下,加快有機廢氣的化學反應速度。這種方法比直接燃燒用時更少,但是如果離(lí)開催化(huà)劑輔助,則無法發揮作用。現階段,可作為催化劑使用(yòng)的大都是金屬、金(jīn)屬鹽。這兩種催(cuī)化劑的催化(huà)效(xiào)果雖說比較好,技(jì)術也已經相當成熟(shú),但是其價格(gé)卻比較高,所以處理成本也就(jiù)比較(jiào)高。近年來,催(cuī)化劑研製多集中在非貴金屬(shǔ)催化(huà)劑方向,取得了比較大的進展。此外(wài),在催化有機廢氣過程中,還需要有催化劑的載體,其起著提高催化活(huó)性和穩定性的重要作(zuò)用。當前,多以(yǐ)陶瓷作為催化劑載(zǎi)體,但(dàn)在未來的催化劑研究當中,應(yīng)加快研發高效活性催化劑及其載體。
2.吸附法
有機(jī)廢氣處理中的吸附法主要(yào)適用於低濃度、高通量有機廢(fèi)氣。現階段,這種有機廢氣的處理方法(fǎ)已經相當成熟,能量(liàng)消耗比較小,但是處理效率卻非常高,而且(qiě)可(kě)以徹底淨化有害(hài)有機廢氣。
但是這種方法也存在一定(dìng)缺陷,它需要的設備體積比較(jiào)龐大,而且(qiě)工藝流程比較複雜;如果廢(fèi)氣中有大量雜質(zhì),則容易(yì)導致工作人員中毒。所以,使用此方法處(chù)理廢氣的關鍵在(zài)於吸附劑。當前,采用吸附法處理有機廢氣,多(duō)使用(yòng)活性炭,主要是因為活性炭細孔結構比(bǐ)較好,吸附性比較強。此外,經過氧化鐵或(huò)臭(chòu)氧處理(lǐ),活性(xìng)炭的吸附性能將會更好,有(yǒu)機廢氣的處理將(jiāng)會更加安全和有效。
3.生物處理法
從廢氣處理的基本原(yuán)理上(shàng)講,采用生物處理方法處理有機廢氣,是使用微(wēi)生物(wù)的生理過程把有機廢氣中的有害物質轉化為簡(jiǎn)單的無機物,比如CO2、H2O和其(qí)它簡單無機物(wù)等。這是一(yī)種無害的有機廢氣處理方式。一般(bān)情況(kuàng)下,一個(gè)完整的生物處理(lǐ)有機廢氣過程包括3個基本(běn)步驟:a) 有機(jī)廢氣(qì)中的有(yǒu)機汙染物首(shǒu)先與水接觸,在水中可以迅速溶解;b) 在(zài)液膜中溶解的有機物,在液態濃度低(dī)的情況下,可以逐步擴散到生物膜中(zhōng),進而被附著在生物膜上的微生物(wù)吸收;c) 被微生物吸收的有機廢氣,在其自身生理代謝過程中,將會被降解(jiě),最終轉化為對(duì)環境沒有損害的化合物質(zhì)。
4.變壓吸附分離與淨化技術
變(biàn)壓吸附分離與淨化技術(shù)是利用氣體組分可吸(xī)附在固(gù)體材料上的特性,在有(yǒu)機廢氣與分離淨化裝置中,氣體的壓力會(huì)出(chū)現一定的變化,通過這種壓力變化來處理有機廢氣。PSA 技術主要應(yīng)用的是物(wù)理法,通(tōng)過物理(lǐ)法(fǎ)來(lái)實(shí)現(xiàn)有機廢氣的淨化,使用材料主要是沸石分(fèn)子(zǐ)篩。沸石分子篩(shāi),在吸(xī)附選擇性和吸附量兩方麵有一定優勢。在(zài)一定(dìng)溫度和壓(yā)力下,這種沸石分子篩可以吸附有機廢氣(qì)中的有機成分,然後把剩餘氣體輸送(sòng)到下個環節中。在吸附有機(jī)廢氣(qì)後,通過一定工序將其轉化,保持並提高吸附(fù)劑的再生能(néng)力,進而可讓吸附劑再次投入使用,然(rán)後重複上步驟工序,循環反複,直到有機廢氣得到淨化。近年來,該(gāi)技術開始在工(gōng)業生產中應用,對於氣體分離有良好效果。該技術的主要優勢有:能源消耗少、成本比較低、工序操作自動化及分離淨化後混合物純度比較高(gāo)、環境汙染小等。使用該技術對於回收和(hé)處理有一定價值的氣體效(xiào)果良好(hǎo)。
5.氧化法
對於有毒、有害,而且不需要回(huí)收的VOC,熱氧化法是最適合的處理(lǐ)技術和方法。氧化法的基本原理:VOC與O2發(fā)生氧化反應,生成CO2和H2O,化學方程式如下:aCxHyOz+bO2→cCO2+dH2O從化學反(fǎn)應方程式(shì)上(shàng)看,該氧化反應(yīng)和化學上的(de)燃燒過程相類似,但其由於VOC濃度比較低,在(zài)化學(xué)反應(yīng)中不會產生肉眼可見的火焰。一般情況下,氧化法通過兩種方法可確保(bǎo)氧化反應(yīng)的順利進行:a) 加熱。使含有(yǒu)VOC的有機廢氣達到反應溫度;b) 使用催化劑。如果溫度(dù)比較低,則氧化反應可在催化劑表麵進行。所(suǒ)以,有機廢氣處理(lǐ)的氧化(huà)法分為以下兩種方(fāng)法:
(1) 催化氧化法。現階段(duàn),催(cuī)化氧化法使用(yòng)的催化劑有(yǒu)兩種,即貴金屬催化劑(jì)和非貴金屬催(cuī)化劑。貴金屬催化劑主要包(bāo)括Pt、Pd等,它們以細顆粒形式依附在(zài)催化劑載體上,而催化劑載體通常是金(jīn)屬或(huò)陶瓷蜂窩,或散裝填料;非貴金屬催化劑主(zhǔ)要是由過渡元(yuán)素金(jīn)屬氧(yǎng)化物,比如MnO2,與粘合劑經(jīng)過一定比例混合(hé),然後製成的催化劑。為有效防止(zhǐ)催化劑(jì)中毒(dú)後喪失催化活性,在處理前必須徹底清除可使催化劑中毒的物質,比如Pb、Zn和Hg等。如果有機廢氣中(zhōng)的催化劑毒物、遮蓋質無法清除,則不(bú)可使用這(zhè)種催化氧化法處(chù)理VOC;
(2) 熱氧化法。熱(rè)氧化法當前分為三種:熱力燃燒式、間壁式、蓄熱式。三種方法的主要區別在(zài)於熱量回收方(fāng)式。這三種方法均能催化法結合,降低化學反應的反應溫度。
6. 低溫等離子(zǐ)法
低溫等離子體亦被稱為物質第(dì)四形態,由電離的導電氣體組成,組合成分有分子、電子、正離子、負離子(zǐ),激發態的原子或分子、基態的原子或分子、質(zhì)子、光子。即是由大量的正負帶點(diǎn)粒子和中性粒(lì)子組成的分子以每(měi)秒300萬次至3000萬次的速(sù)度反複轟擊異味氣體,去啟動、電離、裂解(jiě)廢氣中的各種有害成(chéng)分,從而使其發生氧化等一係列複雜的化學(xué)反應,再經過反複淨化過程,將廢氣中的有害物轉化為無害物。利用此法處理廢氣應用前景非常廣闊。但是目前大多(duō)數還在試驗階段,未見(jiàn)有效(xiào)的工業應用,處理效(xiào)率得不到保證。
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