有機廢氣處(chù)理(lǐ)方法有哪幾(jǐ)種(zhǒng)?有何(hé)不同?
目前,異味廢氣處理的傳統方法有(yǒu)燃燒法、吸收法、吸附法、生物法、光催化法、低溫等離子法等(děng)。
1)燃燒法
燃燒法主要(yào)有根據燃燒的溫度及輔助介質不同又分為直接燃燒(shāo)法和催化燃燒法兩種。
催(cuī)化燃(rán)燒(shāo)法較適合於高濃度、小風量廢氣的淨化,在處理低濃度的廢氣時,由於要維持300~400℃的催化燃燒溫度,需借助於活(huó)性(xìng)炭(tàn)吸附等濃縮工(gōng)藝來提高廢氣的燃燒熱值,但廢氣中的水氣、油汙及顆粒物易引起活性炭吸附容量(liàng)下降及催化劑中毒失活等問題,使得該方法的推廣和使用在一定程度上受到了(le)限製。
直接燃燒法是投(tóu)加(jiā)輔助燃料與廢(fèi)氣一起送入焚(fén)燒爐(lú)燃燒,直接焚燒工藝(yì)成熟,控(kòng)製一定的溫(wēn)度條(tiáo)件下汙染物去除效率高,焚燒徹底,但在使用(yòng)過程(chéng)中一般會有一下問題:
①若焚燒含氯、溴代(dài)有機物和芳烴類物質時極易產生二惡英類強(qiáng)致癌(ái)物質,尤其在焚(fén)燒爐啟動和關閉過程中更易產生,為避免二惡英類物質產生,須提高燃燒溫度在1200℃以上,若保持如此高的燃燒溫度不僅運轉費用高,而且對焚燒爐的要(yào)求也大大(dà)提高。
②焚燒含氯代有機物時會產生(shēng)氯化(huà)氫腐(fǔ)蝕問題,尤其是在高溫狀態下,氯化氫的腐蝕性能大大增(zēng)強,不僅對管道存(cún)在腐蝕,更嚴(yán)重的是會引起焚燒爐的腐蝕。
③焚燒時存在爆炸(zhà)的潛在危險,尤其是易揮發性可燃氣體,若達到其爆炸極限遇(yù)明火(huǒ)則有可能引起爆炸。
另外,若廢氣中(zhōng)含有鹵素、氮元素和硫元素的情況下,采用燃燒法極易產(chǎn)生二次汙染物(wù)質二惡英、氮(dàn)氧(yǎng)化合物和硫氧化合物。
2)吸(xī)收法
利用汙染物質的物理和化學(xué)性質,使用水(shuǐ)或化(huà)學吸收液對廢氣進行吸收去除的方法。該方法(fǎ)在(zài)設計操作合理的情況下去(qù)除效率很高,運轉管(guǎn)理方便(biàn),但對設備及運行管理要求極高(gāo),而且隻有能溶解(jiě)於吸收液或能與(yǔ)吸收液反應的汙染物才能被有效去除。
3)吸附法
該方法是當汙染物(wù)質通過裝有(yǒu)吸附劑(如活性炭、疏水分子篩等)的吸(xī)附塔時,利用該吸附劑對汙染物的強(qiáng)吸(xī)附力,從而達到淨化廢氣的目的。該方法設(shè)備簡單,去除效果好,多用於(yú)淨化工藝的末級處理。該方法缺點是對高(gāo)濃度廢氣處理效率低、占地麵積大、氣阻大(dà)、吸附(fù)劑需經常更換或再生等缺點,而且吸附劑脫附後的氣體難於收集而最終(zhōng)又(yòu)排回大氣中(zhōng),是一種不徹底(dǐ)的(de)解決途徑。
4)吸附(fù)再生法
低溫加熱再生法。對於吸附沸點較低的低分子碳氫化合物和芳香族(zú)有機物的(de) 飽(bǎo)和炭,一般用 100~200℃蒸汽吹(chuī)脫使炭再生,再生可在(zài)吸附(fù)塔內進行。脫附(fù)後的有機物蒸汽經冷凝後可回收利用。常用於氣體(tǐ)吸附的活性(xìng)炭再生。
吸附淨化原理及工藝流程
吸(xī)附:
有機(jī)廢(fèi)氣經過(guò)濾器除去固(gù)體顆粒物質,由上而下進入吸附罐,有機物(wù)被活性炭捕集、吸附並濃縮,淨化的空氣從罐體下部經主風機排入大氣。
解吸:
當活性炭吸附有機物達到飽和狀態後,停止吸入有機廢氣。通過活(huó)性炭床向上送入蒸汽進(jìn)行吹脫,將有機物自(zì)活(huó)性炭中逐(zhú)出,即解吸。罐中活性炭恢複其活性,即再生。
熱(rè)風幹燥及冷卻:
用蒸汽解吸後的活性炭層中,約留有80~90%的蒸汽凝液,填充了活性炭內孔,從而降低了炭層的活性。因此,通入熱空氣對炭層(céng)進行幹燥。然後關閉(bì)蒸汽閥門,再通入常溫空氣,冷卻至25℃左右,活性炭恢複如(rú)初,以備再循環使用。
有機溶劑回收:
利用有機溶(róng)劑露點溫度較高的特點,將蒸汽和有機溶劑的混合物引入冷凝器(qì),使其(qí)冷凝,冷凝液經疏水(shuǐ)閥進入分離器,利用溶劑比水輕的特(tè)點,分離(lí)回收。
凝水淨化:
為(wéi)保證冷凝水的(de)潔淨,避免有機(jī)溶(róng)劑的凝水排(pái)入水體,在分離器內分離後的水中通入壓縮空氣,使水中有機溶液劑充分解脫(tuō)。被壓縮空氣逐出(chū)的含有機物空氣折返廢氣係統,重新吸附。淨化後的冷凝水,排入下水道。
連續吸(xī)附措施:
在連續生產的(de)工(gōng)廠中,吸附係統也需(xū)相(xiàng)應連(lián)續工(gōng)作,可在廢氣淨化係統設計中,選用(yòng)雙罐係(xì)列,以便吸附、再生交替連續使用。
再生周期(qī):
再生周期應根據淨化後排氣中有害(hài)氣(qì)體濃度而(ér)定。當有害氣體濃度接近超標數值時,即應停止吸附(fù),進行再生。幫係統初始工作階段(duàn)需及時測定排出口有害氣(qì)體濃度,以便(biàn)掌握合理吸附再生周期。
活性炭再生設備的優劣主要體現(xiàn)在:吸附恢複率、炭損率、強度、能量消(xiāo)耗、輔料消耗、再生溫度、再生時間、對人體和環境的影響、設備及(jí)基礎投資、操作管理檢(jiǎn)修的繁簡程度。
此外,任何活性炭低溫(wēn)加熱(rè)再生裝置中都需要(yào)妥善解決的是防止炭粒相互粘結、成塊造成堵塞通(tōng)道,甚至(zhì)導(dǎo)致運行(háng)癱瘓的現(xiàn)象。
5)生物法
生物法是近年來研究較(jiào)多的一種處理工藝,該方法最突出(chū)的優點是處理成本低廉、基(jī)本無二次汙染。生物法雖然在淨化低濃度(dù)有機汙染物時效果明顯,具有能耗低的優點,但存在(zài)氣阻大、降(jiàng)解速率慢、設(shè)備體積龐大、易受汙(wū)染物濃度及溫度的影響,而且該法僅適用於親水性及易生物降解物質的處理,對疏水性和難生物降解物質的處理還存在一(yī)定(dìng)難度。
6)光催(cuī)化技術(shù)
光敏半導(dǎo)體催化氧化或納(nà)米金屬氧化(huà)物光催化也是近年來的研究熱點,但該技術的降解效率受控於汙染物質與催化劑表麵界麵擴散速率,而且催化劑價(jià)格昂貴、很容易中毒失效,目前光催(cuī)化(huà)技術很難(nán)用於大規模工業(yè)化應(yīng)用,多局限於實驗(yàn)研究及小(xiǎo)風量應用階段。
7)低溫等離子法
1、低溫等離子是內外電極在高壓狀態下進行間隙放電,間(jiān)隙間通過的氣體被電離(lí)的過程。由於放電電壓較高38000v,電子在與空(kōng)氣中的氮氣碰撞(zhuàng)產(chǎn)生(shēng)大量的(de)氮氧化物(wù),造成二次汙染。
臭氧發生器與低溫(wēn)等離子放電技術和放電原理一樣,而(ér)放電電壓3500v,幾乎無(wú)氮氧化物產生(shēng)。(老式(shì)工頻臭氧發生器35000v,使用一(yī)段時間後,罐體內會產生大量(liàng)氮氧化物(wù)溶膠(jiāo),3500v放電,無任何殘餘物)
2、粉塵類(lèi)物質,無論(lùn)怎麽過濾去除,總會有部分(fèn)殘餘。由於廢氣(qì)是流經低溫等離(lí)子放電區(qū)域的,澱粉、糊精等物質會粘附在內外電(diàn)極表麵,從而(ér)使低溫等離子放(fàng)電性(xìng)能大大降低或導致設備損壞。
水冷式工業(yè)用大(dà)型臭氧發生器設(shè)備本身與廢氣無任(rèn)何關聯,不會(huì)導致這一問題發生。(如果(guǒ)選用老式內(nèi)置式臭氧發生器(qì),放置於廢氣流通通(tōng)道中,會和所謂的低溫(wēn)等離子一個性質,同樣會因為電極結垢而損壞)
3、低溫等離子脈衝電源(yuán)技術(shù)不穩(wěn)定,一組一電源(yuán),多組累加進行放電,相互中頻幹擾大(dà),電源易損。臭氧發生(shēng)器(qì)一機一電源,即使100kw機器,也是(shì)一個(gè)控製櫃,一台變(biàn)壓器,一台放(fàng)電室,技術成熟,可以(yǐ)長時(shí)間(jiān)24小時連續(xù)穩定運行。
4、低溫等離子1m³/h廢氣耗電約2-5w,10000m³廢(fèi)氣耗能約20-50KW。1.2kg/h臭氧發生器能(néng)耗為16kw,處理廢氣量約30000-50000m³/h,10000m³能耗為3-5kw。
5、低溫等離子名義上是電離廢氣,實際(jì)是電離(lí)空氣產生臭氧(yǎng),利用臭氧的強氧化性來進(jìn)行廢氣處理。
6、低溫等離子的(de)放電(diàn)效果和空氣的濕度有極大的關(guān)係,濕度越大能耗越大,大量能量會被水分子吸收(shōu),從而降低電離效果。而臭氧產(chǎn)生是自己一套完整而成熟的係統,不受(shòu)濕度和溫度的影響。
7、低溫等離子(zǐ)處理廢(fèi)氣,廢氣直接經過放電係(xì)統,對於易燃易爆氣體帶來很大安全隱(yǐn)患(huàn),容易造成火災等(děng)重大安全事故,實例有小鳥電動車噴(pēn)漆廢氣采用低溫等離子體發生爆炸。防爆環(huán)境絕對不允許(xǔ)使用。而臭氧投加是以管(guǎn)道形式把臭氧氣(qì)體通入氧化塔體中,臭氧發生係(xì)統內部與廢氣無任何接觸,沒有任何安全隱患(huàn)。
8、臭氧的產(chǎn)生要(yào)求(qiú)幹(gàn)燥空(kōng)氣(qì),空氣露點在-40℃以下,產生的臭氧(yǎng)量能達到20-30mg/L。而常規空氣不經過幹燥處理,產生量隻有標準產量的十分之一。這就是水分子對能量損耗的最好說明。而對於臭氧的氧化性能要求濕度越(yuè)大,氧化效果越(yuè)好。