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日期︰2019-06-15 22:52

作者︰亚博

近年來隨著經濟的發展 ,化工企業的大量新起 ,在加上環保投資力度的不夠 ,導致了大量工業有機廢氣的排放 ,使得大氣環境質量下降 ,給人體健康來嚴重危害 ,給國民經濟造成巨大損失 ,因此 ,需要加大對有機廢氣的處理。對有機廢氣的治理 ,人們早就有研究 ,而且已經開發出一些卓有成效的控制技術 ,如廣泛采用並且研究較多的有熱破壞法 冷凝法、 吸收法等 ,近年來形成的新控制技術有生物膜法、 電暈法、 等離子體分解法等。亚博 對上述方法作較為詳細的介紹。
1.熱破壞法
熱破壞是目前應用比較廣泛也是研究較多的有機廢氣治理方法 ,特別是對低濃度有機廢氣 ,有機化合物的熱破壞可分為直接火焰燃燒和催化燃燒。直接火焰燃燒是一種有機物在氣流中直接燃燒和輔助燃料燃燒的方法。多數情況下,有機物濃度較低 ,不足以在沒有輔助燃料時燃燒。直接火焰燃燒在適當溫度和保留時間條件下 ,可以達到 99%的熱處理效率。
催化燃燒是有機物在氣流中被加熱 ,在催化床層作用下 ,加快有機物化學反應 (或破壞效率的方法 ) ,催化劑的存在使有機物在熱破壞時比直接燃燒法需要更少的保留時間和更低的溫度。催化劑在催化燃燒系統中起著重要作用。用于有機廢氣淨化的催化劑主要是金屬和金屬鹽 ,金屬包括貴金屬和非貴金屬。目前使用的金屬催化劑主要是 Pt、 Pd,技術成熟 ,而且催化活性高 ,但價格比較昂貴而且在處理鹵素有機物 ,含 N、 S、 P等元素時 ,有機物易發生氧化等作用使催化劑失活。非金屬催化劑有過渡族元素鈷、 稀土等。近年來催化劑的研制無論是國內還是國外進行得較多 ,而且多集中于非貴金屬催化劑並取能得了很多成果。例如 V2O5 +MOX (M:過渡族金屬 ) +貴金屬制成的催化劑用于治理甲硫醇廢氣 , Pt + Pd + Cu催人劑用于治理含氮有機醇廢氣。
由于有機廢氣中常出現雜質 ,很容易引起催化劑中毒 ,導致催化劑中毒的毒物 (抑制劑主要有磷、 鉛、 鉍砷、 錫、 汞、 亞鐵離子鋅、 鹵素等。催化劑載體起到節省催化劑 ,增大催化劑有效面積 ,使催化劑具有一定機械強度 ,減少燒結 ,提高催化活性和穩定性的作用。能作為載體的材料主要有 AL2O3、 鐵釩、 石棉、 陶土、 活性炭、 金屬等 ,最常用的是陶瓷載體一般制成網狀、 球狀、柱狀、 峰窩狀。另外近年來研究較多且成功的有絲光沸石等。對催化燃燒而言 ,今後研究的重點與熱點仍將是探索高效高活性的催化劑及其載體 ,催化氧化機理。
2.液體吸收法
液體吸收法是利用液體吸收液與有機廢氣的相似相溶性原理而達到處理有機廢氣的目的。通常為強化吸收效果用液體石油類物質、 表面活性劑和水組成的混合液來作為吸收液。近年來 ,日本人研究利用了用環糊精作為有機鹵化物的吸收材料 ,根據環糊精對有機鹵化物親合性極強的原理 ,將環糊精的水溶液作為吸收劑對有機鹵化物氣體進行吸收。這種吸收劑具有無毒不污染 ,捕集後解吸率高 ,回收節省能源 ,可反復使用的優點。
3.吸附法
吸附法的應用廣泛 ,具有能耗低、 工藝成熟、 去除率高、 淨化徹底、 易于推廣的優點 ,有很好的環境和經濟效益。缺點是設備龐大 ,流程復雜 ,當廢氣中有膠粒物質或其他雜質時 ,吸附劑易中毒。吸附法主要用于低濃度 ,高通量可揮法性有機物 (VOCs)的處理。決定吸附法處理 VOCs的關鍵是吸附劑 ,吸附劑應具有密集的細孔結構、 內表面積大、 吸附性能好、 化學性質穩定、不易破碎、 對空氣阻力小等性能 ,常用的有活性炭氧化鋁 膠 人工沸石等。
目前 ,多數采用活性炭 ,其去除效率高。活性炭有粒狀和縴維狀兩類。顆粒狀活性炭結構氣孔均勻 ,除小孔外 ,還有 10∼100nm的中孔和 1 . 5∼5um的大孔 ,處理氣體從外向內擴散 ,吸附脫附都較慢;而縴維活性炭孔徑分布均勻 ,孔徑小且絕大多數是 1 . 5∼3nm的微孔 ,由于小孔都向外 ,氣體擴散距離短 ,因而吸附脫附快。經過氧化鐵或氫氧化鈉或臭氧處理的活性炭往往具有更好的吸附性能。
4.冷凝法
冷凝法是利用物質在不同溫度下具有不同飽和蒸汽壓這一性質 ,采用降低系統溫度或提高系統壓力 ,使處于蒸汽狀態的污染物冷凝並從廢氣中分離出來的過程。冷凝過程可在恆定溫度的條件下用提高壓力的辦法來實現 ,也可在恆定壓力的條件下用降低溫度的辦法來實現 ,一般多采用後者。利用冷凝的辦法 ,能使廢氣得到很高程度的淨化 ,但是高的淨化要求 ,往往是室溫下的冷卻水所不能達到的。淨化要求愈高 ,所需冷卻的溫度愈低 ,必要時還得增大壓力 ,這樣就會增加處理的難度和費用。因而 ,冷凝法往往與吸附、 燃燒和其他淨化手段聯合使用,以回收有價值的產品。