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有機廢氣處理方法有哪幾種?他們有何不同?
有機廢氣處理方法有哪幾種?他們有何不同?

一、燃燒法

燃燒法主要有根據燃燒的溫度及輔助介質不同又分為直接燃燒法和催化燃燒法兩種。

催化燃燒法較適合于高濃度、小風量廢氣的凈化,在處理低濃度的廢氣時,由于要維持300400℃的催化燃燒溫度,需借助于活性炭吸附等濃縮工藝來提高廢氣的燃燒熱值,但廢氣中的水氣、油污及顆粒物易引起活性炭吸附容量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限制。

直接燃燒法是投加輔助燃料與廢氣一起送入焚燒爐燃燒,直接焚燒工藝成熟,控制一定的溫度條件下污染物去除效率高,焚燒徹底,但在使用過程中一般會有一下問題:

①若焚燒含氯、溴代有機物和芳烴類物質時極易產生二惡英類強致癌物質,尤其在焚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,而且對焚燒爐的要求也大大提高。

②焚燒含氯代有機物時會產生氯化氫腐蝕問題,尤其是在高溫狀態下,氯化氫的腐蝕性能大大增強,不僅對管道存在腐蝕,更嚴重的是會引起焚燒爐的腐蝕。

③焚燒時存在爆炸的潛在危險,尤其是易揮發性可燃氣體,若達到其爆炸極限遇明火則有可能引起爆炸。

另外,若廢氣中含有鹵素、氮元素和硫元素的情況下,采用燃燒法極易產生二次污染物質二惡英、氮氧化合物和硫氧化合物。

二、吸收法

利用污染物質的物理和化學性質,使用水或化學吸收液對廢氣進行吸收去除的方法。該方法在設計操作合理的情況下去除效率很高,運轉管理方便,但對設備及運行管理要求極高,而且只有能溶解于吸收液或能與吸收液反應的污染物才能被有效去除。

三、吸附法

該方法是當污染物質通過裝有吸附劑(如活性炭、疏水分子篩等)的吸附塔時,利用該吸附劑對污染物的強吸附力,從而達到凈化廢氣的目的。該方法設備簡單,去除效果好,多用于凈化工藝的末級處理。該方法缺點是對高濃度廢氣處理效率低、占地面積大、氣阻大、吸附劑需經常更換或再生等缺點,而且吸附劑脫附后的氣體難于收集而最終又排回大氣中,是一種不徹底的解決途徑。

四、吸附再生法

低溫加熱再生法。對于吸附沸點較低的低分子碳氫化合物和芳香族有機物的  飽和炭,一般用 100200℃蒸汽吹脫使炭再生,再生可在吸附塔內進行。脫附后的有機物蒸汽經冷凝后可回收利用。常用于氣體吸附的活性炭再生。

吸附凈化原理及工藝流程

吸附:

有機廢氣經過濾器除去固體顆粒物質,由上而下進入吸附罐,有機物被活性炭捕集、吸附并濃縮,凈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后,停止吸入有機廢氣。通過活性炭床向上送入蒸汽進行吹脫,將有機物自活性炭中逐出,即解吸。罐中活性炭恢復其活性,即再生。

熱風干燥及冷卻:

用蒸汽解吸后的活性炭層中,約留有8090%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,通入熱空氣對炭層進行干燥。然后關閉蒸汽閥門,再通入常溫空氣,冷卻至25℃左右,活性炭恢復如初,以備再循環使用。

有機溶劑回收:

利用有機溶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,使其冷凝,冷凝液經疏水閥進入分離器,利用溶劑比水輕的特點,分離回收。

凝水凈化:

為保證冷凝水的潔凈,避免有機溶劑的凝水排入水體,在分離器內分離后的水中通入壓縮空氣,使水中有機溶液劑充分解脫。被壓縮空氣逐出的含有機物空氣折返廢氣系統,重新吸附。凈化后的冷凝水,排入下水道。

連續吸附措施:

在連續生產的工廠中,吸附系統也需相應連續工作,可在廢氣凈化系統設計中,選用雙罐系列,以便吸附、再生交替連續使用。

再生周期:

再生周期應根據凈化后排氣中有害氣體濃度而定。當有害氣體濃度接近超標數值時,即應停止吸附,進行再生。幫系統初始工作階段需及時測定排出口有害氣體濃度,以便掌握合理吸附再生周期。

活性炭再生設備的優劣主要體現在:吸附恢復率、炭損率、強度、能量消耗、輔料消耗、再生溫度、再生時間、對人體和環境的影響、設備及基礎投資、操作管理檢修的繁簡程度。

此外,任何活性炭低溫加熱再生裝置中都需要妥善解決的是防止炭粒相互粘結、成塊造成堵塞通道,甚至導致運行癱瘓的現象。

五、生物法

生物法是近年來研究較多的一種處理工藝,該方法最突出的優點是處理成本低廉、基本無二次污染。生物法雖然在凈化低濃度有機污染物時效果明顯,具有能耗低的優點,但存在氣阻大、降解速率慢、設備體積龐大、易受污染物濃度及溫度的影響,而且該法僅適用于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定難度。

六、光催化技術

光敏半導體催化氧化或納米金屬氧化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于污染物質與催化劑表面界面擴散速率,而且催化劑價格昂貴、很容易中毒失效,目前光催化技術很難用于大規模工業化應用,多局限于實驗研究及小風量應用階段。

七、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,間隙間通過的氣體被電離的過程。由于放電電壓較高38000v,電子在與空氣中的氮氣碰撞產生大量的氮氧化物,造成二次污染。

臭氧發生器與低溫等離子放電技術和放電原理一樣,而放電電壓3500v,幾乎無氮氧化物產生。(老式工頻臭氧發生器35000v,使用一段時間后,罐體內會產生大量氮氧化物溶膠,3500v放電,無任何殘余物)

2、粉塵類物質,無論怎么過濾去除,總會有部分殘余。由于廢氣是流經低溫等離子放電區域的,淀粉、糊精等物質會粘附在內外電極表面,從而使低溫等離子放電性能大大降低或導致設備損壞。

水冷式工業用大型臭氧發生器設備本身與廢氣無任何關聯,不會導致這一問題發生。(如果選用老式內置式臭氧發生器,放置于廢氣流通通道中,會和所謂的低溫等離子一個性質,同樣會因為電極結垢而損壞)

3、低溫等離子脈沖電源技術不穩定,一組一電源,多組累加進行放電,相互中頻干擾大,電源易損。臭氧發生器一機一電源,即使100kw機器,也是一個控制柜,一臺變壓器,一臺放電室,技術成熟,可以長時間24小時連續穩定運行。

4、低溫等離子1m3/h廢氣耗電約2-5w10000m3廢氣耗能約20-50KW1.2kg/h臭氧發生器能耗為16kw,處理廢氣量約30000-50000m3/h10000m3能耗為3-5kw

5、低溫等離子名義上是電離廢氣,實際是電離空氣產生臭氧,利用臭氧的強氧化性來進行廢氣處理。

6、低溫等離子的放電效果和空氣的濕度有極大的關系,濕度越大能耗越大,大量能量會被水分子吸收,從而降低電離效果。而臭氧產生是自己一套完整而成熟的系統,不受濕度和溫度的影響。

7、低溫等離子處理廢氣,廢氣直接經過放電系統,對于易燃易爆氣體帶來很大安全隱患,容易造成火災等重大安全事故,實例有小鳥電動車噴漆廢氣采用低溫等離子體發生爆炸。防爆環境絕對不允許使用。而臭氧投加是以管道形式把臭氧氣體通入氧化塔體中,臭氧發生系統內部與廢氣無任何接觸,沒有任何安全隱患。

8、臭氧的產生要求干燥空氣,空氣露點在-40℃以下,產生的臭氧量能達到20-30mg/L。而常規空氣不經過干燥處理,產生量只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。而對于臭氧的氧化性能要求濕度越大,氧化效果越好

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