常用(yòng)有機廢氣處理方法的(de)優缺點(diǎn)
隨著(zhe)工業的快速發展,生產(chǎn)製作(zuò)型企(qǐ)業在生產過程中都會產品(pǐn)產生VOCs有(yǒu)機廢(fèi)氣,所以,近年來國(guó)家加大了環境治(zhì)理措施。一再提高氣體排放標準,相應(yīng)的(de)懲罰(fá)力(lì)度也逐漸加大,vocs廢氣處理成為企業發展中的最大問題。那麽,常用的有機廢(fèi)氣處理方法有什麽不同,有什麽優缺點呢?
當前,VOC廢氣處理技(jì)術主要(yào)包括熱(rè)破壞法、變壓吸附分離與淨化技術、低溫等離子法(fǎ)、吸附法和氧化處理方法等。
1. 熱破(pò)壞法(fǎ)
熱(rè)破壞法是指直接(jiē)和輔助燃燒有機氣(qì)體,也就是VOC,或利用合適的催化劑加(jiā)快VOC的(de)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(chù)理方法。
熱破壞法對於濃度較低的有機廢氣處理效果比較好,因此,在(zài)處理低濃度廢氣中得到了廣泛應用。這種方法主要分為兩種,即直(zhí)接火焰燃燒和(hé)催化燃燒。直接火焰燃燒對有機廢氣的熱處理效(xiào)率相對較高,一般(bān)情(qíng)況下(xià)可達到 99%。而催化燃燒(shāo)指的是在催化床層的作用下,加快(kuài)有機廢氣的化學反應速度。這種方法(fǎ)比直接燃燒用時更少,但是(shì)如果離開催化劑(jì)輔助,則無法發揮(huī)作用。現階段,可作為催化劑使用的大都是金屬、金(jīn)屬鹽。這兩(liǎng)種催化劑(jì)的催(cuī)化效果雖(suī)說比較好,技術也(yě)已經相當成熟,但是其價格卻比較高,所以處理成本也就比較高。近年來,催化(huà)劑研(yán)製多(duō)集(jí)中在非貴(guì)金屬催化劑方向,取得了比較大的進展。此外,在催化有機廢氣過程中(zhōng),還需要有催(cuī)化劑的載體,其起著提高催(cuī)化活性和穩定性的重要作用。當前(qián),多以陶瓷作為催化劑載體,但在未(wèi)來的催化劑研究當(dāng)中,應加快研發高效活性催化劑及其載體。
2.吸附法(fǎ)
有機廢氣處理中(zhōng)的吸(xī)附法主要適用於低濃度、高通量有機廢氣。現階段(duàn),這種有機廢氣的處理方法已經相當成熟,能量消耗比較小,但是處(chù)理效率卻非常高,而且可以(yǐ)徹底(dǐ)淨化有害有(yǒu)機廢氣(qì)。
但是這種方法也存(cún)在一定缺陷,它需要的設備體積比較龐大,而且工藝流程比較複雜;如果廢氣中有大量雜質,則容易導(dǎo)致工作人員中毒。所以,使用此方法處理廢氣的關鍵在於吸(xī)附劑。當前,采用(yòng)吸附法處理有機廢氣,多(duō)使用(yòng)活性炭,主要是因(yīn)為活性炭細孔結構比較好,吸附性比較強。此外,經過氧化鐵或臭氧處理,活性炭的吸附性能將會更(gèng)好,有機廢氣的處理(lǐ)將會更加安全和有效。
3.生物處理法
從廢氣處理的基本原理上講,采用生物處理方法處理有機廢氣,是使用微生物的生理過程把(bǎ)有機廢氣中的有害物質轉化為簡單的無機物,比(bǐ)如CO2、H2O和其它簡單無機物(wù)等。這是一種無害的有機(jī)廢氣處(chù)理方式。一般情況下,一個完整的生物處(chù)理有機廢氣過程包括3個基本步驟:a) 有機廢氣中的(de)有機汙染物首先(xiān)與(yǔ)水接觸,在水中可以迅速溶解;b) 在液膜中溶解的有機物,在液態濃度低的情況下,可以逐步擴散到生物(wù)膜中(zhōng),進而被附著在生物膜上的微生物吸(xī)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,最終轉化為對環境沒有損害的化合物質(zhì)。
4.變壓吸(xī)附分離與淨化技術
變壓吸附分離與(yǔ)淨化技術是利用氣(qì)體組分可吸附在(zài)固體材料上的特(tè)性,在有(yǒu)機廢氣與分離淨化裝置中,氣體的壓力會出現一定的變化,通過這種壓力變(biàn)化來處理有機廢氣。PSA 技術主要應用的是物理法,通過物理法來實現有機廢氣的(de)淨化,使用材料主(zhǔ)要是沸石分子篩。沸石分子篩,在吸附選擇性和吸附(fù)量兩方麵有一定(dìng)優勢。在一定溫度和壓力下,這種沸石分子篩可以吸附有機廢氣中的有機成分,然後把剩餘氣體輸送到下個環節中。在吸附有機廢氣後,通過一定工序將其(qí)轉化,保持並提高吸(xī)附劑的再生能(néng)力,進而可讓吸附(fù)劑再次投入(rù)使用,然後重複上步驟工序,循環反複,直到有機(jī)廢(fèi)氣得到淨化(huà)。近年來,該技術開始在(zài)工業生產中應用,對於氣體分離有(yǒu)良好效果。該技術的主要(yào)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、環境汙染小等。使用該技術對於回收和處理有一定價值的氣體效果良(liáng)好。
5.氧化法
對於有毒、有害,而且不需要回收的(de)VOC,熱氧化法是最適合(hé)的處理技術和方(fāng)法。氧化(huà)法的基本原理:VOC與O2發生氧化反應,生成CO2和H2O,化學方程式如下:aCxHyOz+bO2→cCO2+dH2O從化學反應(yīng)方程式上看,該氧化反應和化學上的燃燒過程(chéng)相類似,但其由於(yú)VOC濃度比較低(dī),在化學反應中不會(huì)產生肉眼可見的火焰。一(yī)般(bān)情況下,氧化法通過兩種方法可確保氧化反應的順(shùn)利進行(háng):a) 加熱。使含有VOC的有機廢氣達到反(fǎn)應溫度;b) 使用催(cuī)化劑。如果溫度比較低,則氧化反應可在催化劑表麵進行。所以,有機廢氣處理的氧化法分為以下(xià)兩(liǎng)種方法:
(1) 催化氧(yǎng)化法。現階段,催化(huà)氧化法(fǎ)使用的催化劑有兩種,即貴金屬催化劑和非貴金屬催化劑。貴金屬催化劑(jì)主要包括Pt、Pd等,它們以細顆粒形式依附在催化劑載體上,而催化劑載(zǎi)體通常是金屬或(huò)陶瓷蜂窩,或散裝填料;非貴金屬催化(huà)劑主要是由過渡元素金屬氧(yǎng)化物,比如MnO2,與粘合(hé)劑經過(guò)一(yī)定比例混合(hé),然後製成的催化劑。為有效防止催化(huà)劑中毒後喪失催化(huà)活性,在處理前(qián)必須徹底清除可使催化劑中毒的物質(zhì),比如Pb、Zn和Hg等。如果有(yǒu)機廢氣(qì)中的催化劑毒物、遮蓋質(zhì)無法清除,則不可使用這種催化氧(yǎng)化法處理VOC;
(2) 熱氧化法。熱氧化法當(dāng)前分為三種:熱力(lì)燃燒式、間壁式、蓄熱式(shì)。三種方法的主要區別在於熱量回收方式。這三種(zhǒng)方法均能催化法結合,降低化(huà)學反應(yīng)的反應溫度。
6. 低溫(wēn)等離子法
低溫(wēn)等離子體(tǐ)亦被稱為物質第四形態(tài),由電離的導電(diàn)氣體組成,組合成分有分子(zǐ)、電子、正離子、負離子,激發態的原子或分子(zǐ)、基態的原子或分子、質(zhì)子、光子。即是由大量的正負帶點粒子和中(zhōng)性粒子組成的分子(zǐ)以每秒300萬次至3000萬次的速度反複轟(hōng)擊異(yì)味(wèi)氣體,去(qù)啟動(dòng)、電離、裂(liè)解廢氣中的各種有害成分,從而使其發生氧(yǎng)化等一係列複雜的化學反(fǎn)應,再經過反複淨化過程,將廢(fèi)氣中的有(yǒu)害物轉化為無害物(wù)。利用此法處理廢氣應(yīng)用前景非常廣闊。但是(shì)目前大多數還在(zài)試驗階(jiē)段,未見有效的工業應用,處理效率得不到保證。
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