有机废气处理技术总结在这里

有机废气处理技术总结在这里

 

近年来，随着经济的发展，***量新的化工企业，加上环保投资不足，导致***量工业有机废气排放，对人体健康造成了严重危害，给***民经济造成了巨***损失。因此，有必要增加有机废气的处理。对有机废气的处理进行了长期的研究，开发了一些有效的控制技术，如热破坏法、冷凝法和吸收法等。近年来形成的新控制技术包括生物膜法、电晕法和等离子体分解法等。本文将详细介绍上述方法。

 

一、有机废气处理热破坏方法

 

有机废气热损伤处理是一种广泛应用和研究的有机废气处理方法，***别是对于低浓度有机废气，有机化合物的热损伤可分为直接火焰燃烧和催化燃烧。直接火焰燃烧是气流中有机物直接燃烧和辅助燃料燃烧的一种方法。***多数情况下，有机物浓度太低，没有辅助燃料无法燃烧。在适当的温度和停留时间条件下，直接火焰燃烧的热处理效率可达99%。

 

二、有机废气处理催化燃烧法

 

有机废气处理的催化燃烧是指有机物在气流中被加热，在催化床的作用下，有机物的化学反应被加速(或破坏效率的方法)。催化剂的存在使得有机物在热破坏时比直接燃烧法需要更少的停留时间和更低的温度。催化剂在催化燃烧系统中起着重要的作用。有机废气净化的催化剂主要是金属和金属盐，金属包括贵金属和非贵金属。目前使用的金属催化剂主要是Pt和Pd，技术成熟，催化活性高，但价格昂贵。当处理含氮、硫、磷等元素的卤素有机化合物时，有机化合物容易氧化和失活催化剂。非金属催化剂包括过渡元素如钴和稀土。近年来，***内外对催化剂进行了***量的研究，其中***部分集中在非贵金属催化剂上，在能量提取方面也取得了很多成果。如用V2O5 +MOX (M:过渡金属)+贵金属制成的催化剂处理甲硫醇废气，用Pt+Pd+Cu促进剂处理含氮有机醇废气。

 

由于有机废气中常出现杂质，容易引起催化剂中毒，毒物(抑制剂主要有磷、铅、铋、砷、锡、汞、亚铁离子锌、卤素等。催化剂载体可以节约催化剂，增加催化剂的有效面积，使催化剂具有一定的机械强度，减少烧结，提高催化活性和稳定性。可作为载体的材料主要有AL2O3、Fe-V、石棉、粘土、活性炭、金属等。***常用的陶瓷载体一般制成网状、球形、柱状和峰巢状。此外，近年来对丝光沸石的研究越来越成功。对于催化燃烧，未来研究的重点和热点仍将是探索高效活性的催化剂及其载体，以及催化氧化的机理。

 

三、有机废气处理液吸收法

 

液体吸收法是利用液体吸收液与有机废气具有相似相容性的原理来达到处理有机废气的目的。一般使用由液态石油物质、表面活性剂和水组成的混合液体作为吸收液，以增强吸收效果。近年来，日本人研究并利用环糊精作为有机卤化物的吸收材料。根据环糊精对有机卤化物有很强亲和力的原理，用环糊精水溶液作为吸收剂吸收有机卤化物气体。该吸附剂无毒、无污染，捕获后解吸率高，回收后节能，可重复使用。

 

四、有机废气处理吸附法

 

吸附法应用广泛，具有能耗低、技术成熟、去除率高、净化彻底、易于推广等***点，具有******的环境和经济效益。缺点是设备庞***，工艺复杂。当废气中有胶体颗粒或其他杂质时，吸附剂容易中毒。吸附法主要用于处理低浓度、高通量的挥发性有机物(VOCs)。吸附剂是吸附法处理挥发性有机化合物的关键。吸附剂应具有致密的孔结构、较***的内表面积、******的吸附性能、稳定的化学性质、不易破碎、对空气的阻力低。常用活性炭、氧化铝、硅胶、人造沸石。

 

目前***多采用活性炭，去除效率高。活性炭有粒状和纤维状两种。颗粒活性炭具有均匀的孔隙，包括10 ~ 10 ~ 100纳米的中孔和1。除小孔外，还有5 ~ 5 um的***孔。处理气体由外向内扩散，吸附和解吸缓慢。然而，纤维活性炭的孔径分布均匀，孔径较小，***多为1。5 ~ 3 nm微孔。由于微孔向外，气体扩散距离短，吸附和解吸快。用氧化铁、氢氧化钠或臭氧处理过的活性炭往往具有更***的吸附性能。

 

五、有机废气处理冷凝法

 

冷凝法是通过降低系统温度或增加系统压力，将气态污染物冷凝并从废气中分离出来的过程。冷凝过程可以在恒温条件下通过增加压力来实现，也可以在恒压条件下通过降低温度来实现，一般采用后者。废气可以通过冷凝净化到很高的程度，但是高净化要求通常是冷却水在室温下无法达到的。净化要求越高，冷却温度越低，必要时还要增加压力，这样会增加处理的难度和成本。因此，冷凝法通常与吸附、燃烧等净化手段结合使用，回收有价值的产品。

 

六、有机废气处理生物法

 

生物净化本质上是一个氧化分解过程:附着在多孔和潮湿介质上的活性微生物利用废气中的有机成分作为其生命活动的能量或营养物质，并将它们转化为简单的无机物(CO2、H2O)或细胞成分。目前主要工艺有生物滤床、生物滴滤床和生物洗涤床。

 

1.滤床

 

生物滤床是一种填充有吸附过滤材料(如泥炭、土壤、活性炭等)的净化装置。).生物膜形成前，在滤床中加入pH缓冲液和N、P、K等营养元素(如NH4NO3、K2HPO3)。当具有一定湿度的废气进入生物滤床并通过厚度约为0的生物活性填料层时。5 ~ 1m，微生物(主要是细菌、放线菌、原生动物、藻类等。)可以通过接触捕捉废气中的有机物，并将其作为自身生长的碳源，因此，废气通过生物滤池床后可以得到净化，滤料层中的微生物在污染物的生化降解过程中不断生长繁殖，从而生物滤池的运行可以不断进行。滤料一般使用一年后呈酸性，要定期保养。

 

2.生物滴滤床

 

生物滴滤池的结构与生物滤池相似，不同的是***部有喷淋装置。生物滴滤床采用粗砾石、塑料蜂窝填料、塑料波纹板填料、陶瓷、不锈钢拉西环、树皮、活性炭纤维、微孔硅胶等非吸附性填料。填料表面是几毫米厚的微生物形成的生物膜。当废气通过滴滤塔时，废气中的污染物被微生物降解。生物滴滤塔在营养供给和调节微生物生长环境方面具有***势，比生物过滤器能承受更***的污染负荷，缓冲能力***，操作条件易于控制。可以通过调节循环液的pH值，加入K2HPO4、NH4NO3等物质来实现。

 

3.生物洗涤塔

 

生物洗涤器通常由带填料的洗涤器和带活性污泥的生物反应器组成。洗涤器中的喷淋装置逆着气流喷淋循环液，使废气中的污染物与填料表面的水接触，被水吸收并转移到液相，实现传质过程。废气成分吸收的洗涤液流入活性污泥池，经空气充氧后再生。被吸收的气态污染物通过微生物氧化被活性污泥悬浮液从液相中去除。生物洗涤塔工艺中的液相是流动的，有利于控制反应条件、添加营养液、缓冲剂、置换液体和去除多余产物。

 

不同成分、浓度和气体体积的气态污染物都有各自有效的生物净化系统。生物洗涤塔适用于处理净化气量小、浓度高、易溶解、生物代谢率低的废气；生物滤床可用于气体体积***、浓度低的废气；对于高负荷和污染物降解后产生酸性物质的，生物滴滤床较***。

 

七、有机废气处理脉冲电晕法

 

脉冲电晕法的基本原理是通过陡前沿、窄脉冲宽度(纳秒量级)的高压脉冲电晕放电，在常温常压下可获得非平衡等离子体，即产生***量高能电子和O、H0等活性粒子，与有害分子发生氧化降解反应，使污染物***终转化为无害物质。自1988年以来，美***一直在用电晕法降解低浓度挥发性有机化合物。研究表明，该方法在常温常压下可以获得较***的效率。

 

八、有机废气处理膜分离方法

 

膜分离法的基本原理是基于气体中各组分通过膜的速度不同。每个组分通过膜的速度与气体的性质有关，膜的***性与膜两侧的气体分压有关。膜分离净化有机废气是基于有机蒸汽和空气透过膜的能力不同。常用的膜分离工艺包括蒸汽渗透、气体膜分离和膜基吸收。膜分离技术在气体净化中的***点是投资成本低、分离系数***、分离效果***、操作简单、控制方便、操作灵活。

 

九、有机废气处理光降解法

 

挥发性有机化合物的光解有两种形式:一种是在直接光照下，波长合适时挥发性有机化合物被分解；另一种是挥发性有机化合物在催化剂存在下通过光照分解。

 

研究表明，有机氯化物和氢氯氟烃在185nm紫外光照射下可在极短时间内分解，卤代化合物的分解速率比氢氯氟烃快；三氯乙烯可以在几秒钟内分解成氧、氯和氟。光解可以产生中间产物，***终可以通过氢氧化钠溶液处理或延长停留时间去除。

 

光催化降解技术的原理是在紫外线的照射下，将Ti O2等光催化剂活化，使H2O产生OH自由基，然后OH自由基将有机污染物氧化成CO2和H2O。使用Ti O2催化剂时，普通荧光灯可作为光源，消除恶臭和极低浓度污染物。由于催化剂降解效率的影响，光催化氧化的工业应用还有待发展。

 

十、有机废气处理等离子体分解法

 

等离子体分解含氯氟烃(CFCs)技术已进入实用阶段，猪又信行研究了等离子体化学作用将CFCs等难降解气体分解为无害物质的应用。这项技术可以在短时间内处理***量气体，如含氯氟烃。该工艺采用两个系统，一个是超高温加水系统，利用高频等离子体快速升温至10000℃，利用等离子体的化学作用与水蒸气接触分解；***二个系统是一个排气系统，将分解后的废气快速冷却至80℃。该系统由含氯氟烃和蒸汽供应装置、等离子体发生器、反应炉、冷却罐、排水处理装置等组成。

 

十一、有机废气处理微波催化氧化技术

 

微波空气净化技术是在填料吸附-解吸技术的基础上发展起来的，它将传统的解吸方式转变为微波解吸。微波能的应用******降低了能耗，缩短了解吸时间，吸附剂经过20次解吸后基本保持了原有的吸附能力。微波解吸技术净化空气与它在水处理中的应用基本相似，解吸原理可用“容器加热理论”和“体积加热理论”来解释。***内外已成功应用于水处理，***外也有小规模空气净化的成功实例，***内尚处于起步阶段。

 

十二、有机废气处理变压吸附分离净化技术

 

变压吸附分离提纯技术(PSA)利用气体组分在固体吸附材料上吸附***性的差异，通过周期性的压力变化过程实现气体的分离提纯。变压吸附技术是一种物理吸附方法。沸石分子筛一般用作吸附剂(吸附容量***，吸附选择性强)。在常温和一定压力下，有机废气可以吸附在沸石分子筛上，未吸附的气体进入下一段。吸附剂吸附有机废气后，通过减压抽真空解吸有机物，再生吸附剂。再生后的吸附剂重新吸附废气中的有机物，循环使用。变压吸附技术是近几十年来工业上新兴的气体分离技术。它具有能耗低、投资少、工艺简单、自动化程度高、产品纯度高、无环境污染等***点。是各种气体分离回收的理想方法，具有很***的市场竞争力。在不久的将来，它将在工业上迅速推广。

 

十三、臭氧分解法处理有机废气

 

***内还没有臭氧分解的报道，***外对该技术的研究也很少。研究表明，O3可以用于净化地面废气，即可以分解土壤中的非挥发性有机化合物、多环芳香族有机化合物、脂肪族有机化合物、酚类和农药。此时采用地气作为O3载体。此外，研究人员还***别关注O3处理后土壤微生物状况的变化。结果表明，细菌减少99%，呼吸性能下降。因此，研究人员利用纯O2和未反应O3的分解控制技术，降低O3处理对土壤生态系统的影响，从而达到安全的目的。

 

十四、有机废气处理电化学氧化法

 

电化学氧化技术是一种拥有专利膜和硝酸银-硝酸溶液的化学电池，在50 ~ 100℃和常压下氧化。在阳极，挥发性有机化合物恶臭气体转化为二氧化碳和H2O。阴极产生亚硝酸，经处理后可循环使用。该方法的典型***点:VOCs恶臭物质去除率高，可达99%以上，但运行成本也高。