佛山市乾恒共创环保工程有限公司
摘要:目前,我国有机废气的治理任务艰巨,各种治理技术纷繁杂乱,都存在各自的优点和缺点,也均处在发展和提升阶段。因此,要重视技术的实效性,重视技术的环保、节能、低廉的效果,并将应将生物处理技术列入有机废气治理领域的主攻方向。
关键词:有机废气;治理技术;发展趋势
引言
近年来,随着经济的高速发展,石化、汽车、火上家电、精细化工等行业快速增长,工业有机废气污染成为环保工作面临的新问题。而这些有机废气排人大气层,使环境质量迅速下降,给人们的健康带来极大危害。所以了解治理有机废气,是保护环境的一大挑战和责任。
一、有机废气治理技术现状
目前而言,治理有机废气比较普遍的方法有吸附法、吸收法、氧化法等等。这些方法虽然目前使用广泛,但是不可回避一个问题是效率不高,经济性低;因此在有限的环境治理投入下,带来的环境改善效果也很有限。
1.1活性炭吸附法。当有机废气浓度相对较低时,主要使用活性炭吸附。活性炭具有的吸附能力极强,可以调节废气的吸收,使有机废气浓度变化时废气浓度保持稳定。目前,颗粒活性炭,粉状活性炭,活性炭纤维等都是常用于处理有机废气的吸附剂。
进行废气处理前,要相应地处理活性炭,以形成一定的形状,达到一定的强度。处理后,活性炭结构中形成了许多孔洞。利用分子间的相互作用吸收有机废气中的气体分子来净化有机废气。
1.2吸收法。吸收法一般情况是指的是液体吸收法,其基本的原理是废气和吸收剂接触很充分,吸收剂对于有害物质进行吸收,再经过接吸收过程,从吸收剂中除去废气并提取吸收剂,这样就使得吸收剂能够被循环利用。目前废气处理设备中喷淋装置是使用吸收的原理进行制作的。物理吸收剂是利用的物质具备相似相容的物质特性,比如常见的吸收剂水,可以用于去除那些易溶于水的气体,像丙酮、甲醇、醚,但是对于水溶性差的物质水无法起到作用。这就需要使用化学吸附的方法,其主要原理是有机废气与吸附剂上面的基团发生作用,就当前国内外对吸收法的应用,可以获得以下经验总结。一是国内外研究者研究了不同溶剂吸收法对各种有机废气污染成分的处理效果,吸收剂主要包括有机溶剂、表面活性剂和水,还包括新型环保型吸收剂环糊精;因此废气种类不同,采用的吸附剂的种类也就不同。
1.3催化氧化燃烧法。对于处理那些有毒、有害、没有回收价值的气体,如VOCs,氧化法是最佳的处理手段。该方法的基本原理是VOCs同氧气发生氧化反应生成水和二氧化碳,氧化反应就好比燃烧过程一样,最后得到的成分是对空气无害的水和二氧化碳。通常采用以下两种方法促使氧化反应的顺利进行:一种是加热升温,即热氧化法,使得废气达到氧化反应必需的最低温度;另一种是催化氧化,催化氧化是指不改变反应的温度和压强,向反应环境中添加金属催化剂,例如Pt、Pd、Ni等,废气中的有机污染物同氧化剂发生的氧化反应,催化剂的存在可以大大降低催化燃烧所需要的温度。如何获得高效的催化剂是催化氧化法的关键。近些年来,人们一直致力与整体催化剂的研究,同颗粒状催化剂比较,其在传质、传热、压降性能等诸多方面表现出优点。
二、有机废气的危害
有机废气对人体的危害是多方面的,不同行业有机物废气的毒性也是各不相同的,其中工业废气中十种常见的有机废气对人体的危害主要表现为:苯类有机物多损害人的中枢神经,造成神经系统障碍,当苯蒸汽浓度过高时,可以引起致死性的急性中毒;多环芳烃有机物有强烈的致癌性;苯酸类有机物能使细胞蛋白质发生变形或凝固,致使全身中毒;发生氰类有机物中毒时,可引起呼吸困难,严重窒息、意识丧失甚至死亡;有机物硝基苯影响神经系统、血相和肝、脾器官功能,皮肤大面积吸收可以致人死亡;芳香胺类可致癌,二苯胺、联苯胺等进入人体可以造成缺氧症;有机氮化合物可以致癌;有机磷化合物降低血液中胆碱酯酶的活性,使神经系统发生功能障碍;有机硫化合物中,低浓度硫醇可引起不适,高浓度则将致人死亡;含氧有机化合物中,吸入高浓度环氧乙烷可致人死亡;丙烯醛对粘膜有强烈的刺激;戊醇可引起头痛、腹泻和呕吐等。
三、有机废气治理技术发展趋势分析
在上述分析过程中,对有机废气几类传统处理技术有了初步的了解。为此,加大有机废气处理技术研发工作非常关键。下面针对有机废气处理技术未来发展前景进行论述。
3.1生物处理技术
针对有机废气采取的生物技术,指的是基于特定状态下,以有机废气的有机成分为依据,把有机物有效地分解成为水以及二氧化碳,同时遵循“有机氨→氨气→硝酸”、“硫化物→硫化氢→硫酸”的两大转化过程。通过生物技术装置,有机废弃物的处理效率超过90%,恶臭物处理效率则更高。和传统处理技术相比,此项技术在设备上显得比较简单,并且很少发生再次污染的情况,所以生物处理技术具备很好的未来发展前景。
3.2放电等离子体技术
在新的有机废气处理技术中,利用高压放电技术进行废气处理,是具有良好发展前景的技术。高压放电技术可以产生大量的高能电子和活性离子,构成平衡等离子体,这样就会使得C-C和C-H等化学键发生断裂,进而实现与废气中F,H和CI等原子的置换,得到大量无害的二氧化碳和水。另外,在等离子体中引入金属氧化物,可以形成一个催化体系,使得副产物的产量极大的降低,这时可以增强对污染物的剔除率。与传统的处理技术相比,高压放电技术操作更加简便.而且具有很好的节能效果,适用于对低浓度有机废气的处理。
3.3PSA技术及光催化氧化技术
PSA技术在有机废气处理过程中其应用得到了初步的肯定。此项技术主要是以有机废气组成和吸附材料在吸附方面的差异性为依据,同时结合周期压力的改变,进而使有机废气被净化和分离。PSA技术具备的优势包括成本低廉、能耗小以及具备较高的自动化能力。在有机废气的分离及其回收过程中,合理地采纳此项技术前景良好,值得考虑。此外,光照状态下部分半导体材料可能有自由基活性的物质存在,利用光催化氧化技术,在常温常压条件下,能够使有机废气发生无毒反应,此过程是不会受到溶剂分子的影响的,其主要优势是反应速度快以及易于回收,因此光催化氧化技术在部分有机废气处理上也值得考虑应用。
3.4综合处理技术
综合处理技术就是对多种有机废气处理进行综合运用,使每种处理技术的优点都可以获得最大程度的发挥,从而达到更好的废气处理效果。如今,在工业废气处理中应用的处理技术主要有如吸附催化技术、吸收一解吸一变压一吸附组合工艺等等。通过吸附催化技术可以对废气中的有害物质进行吸附,并且降低有机废气中污染物的浓度;利用复合吸收技术可以增强对废气中甲苯、乙酸丁醋的吸收效率,使得废气中的污染物含量达到国家标准的要求。
结束语
对于有机废气的净化处理,无论是广泛采用的传统处理方法,还是新开发的处理技术,都要考虑到应用的实效性。目前,除了推广传统工艺外,应重点开发新技术,以达到提高去除效率,降低运行费用,减少二次污染的目的。随着有机产品的大量使用,有机物污染已引起世界各国的高度重视,控制该类污染已成为各国的一项义不容辞的任务。我国是一个发展中国家,面临环境保护和经济发展的双重任务。为使经济、环境、社会协调发展,开发经济有效的有机物净化处理技术已成为我国解决有机物污染的重要课题。
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