挥发性有机物VOC处理进展概述
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挥发性有机污染物vocs治理进展及发展前沿思考摘要:随着全球变暖现象的到来,我国对于有机污染物治理问题也逐渐重视起来。
本文从四个方面出发,结合我国治理可挥发有机化合物的措施,对挥发性有机污染物vocs治理进展及发展进行了讨论和展望,以供其他学者参考。
关键词:有机污染物;vocs;治理引言:随着工业化的发展,有机污染物的排放量逐年增加,国内外的温室响应也越发加剧。
究其原因,与挥发性有机污染物的排放脱不开关系。
有机污染物具有一定的刺激性和毒性,对人类和大自然都有着不同程度的负面作用。
因此,对于有机污染物的智力工作一直很受重视。
有机污染物VOCS是一种具有挥发性的有机污染物,且vocs是致癌的主要原因,因此,当前人民对vocs的治理问题倍加关注[1]。
一、挥发性有机污染物vocs治理进展当前,有机污染物vocs等的排放不仅污染了大气环境,也对于人类的健康产生了威胁。
传统的气体净化方式有:热破坏法、生物膜法、光分解法等等,并且在以往的vocs治理中,也是采用这些方法来进行治理。
以下就是对于传统的气体治理技术的详细阐述:1.热破坏法在vocs的治理方法中,热破坏法是最基本的治理方法,同时它也是最常用的方法。
根据破坏性质的不同,可以直接分为接燃烧和催化燃烧两种。
Vocs的热破坏可能包含一些相关反应,如分解、聚合和自由基。
但是在热破坏法中,最重要的破坏机理还是对vocs的氧化法和热分解法。
2.生物膜法生物膜法是一种物力处理有机污染物的一种方式,其消除污染物的手段是将微生物附着在多孔介质材料的表面,并使有机污染物在填料床层中进行生物化处理,去除其内部的杂质,使之在空气中降解。
例如:将vocs利用生物膜法进行降解,其内部的杂质就会被吸附在孔隙表面,被微生物所消耗,从而将vocs降解成二氧化碳和水。
3.电晕法在vocs的治理方法中,电晕法也是常常使用的一种方式。
通过脉冲电晕法的方式去除vocs,其操作手段是运用脉冲窄的高压电去除vocs中的有害物质,增加内部的氧结构,最终实现有机物vocs的分解。
挥发性有机物治理:技术进展及政策探析一、本文概述随着工业化和城市化的快速发展,挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,简称VOCs)排放问题日益突出,已成为影响大气环境质量的重要因素。
VOCs不仅对人体健康产生直接危害,还会参与大气光化学反应,形成二次污染物,如臭氧和细颗粒物等,进一步加剧大气环境污染。
因此,对VOCs的有效治理具有重要的环境意义和社会价值。
本文旨在全面梳理和分析当前挥发性有机物治理领域的技术进展和政策措施,以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考。
文章首先介绍了VOCs的定义、来源和危害,然后重点阐述了VOCs治理技术的研发和应用现状,包括物理法、化学法和生物法等多种治理技术。
文章还深入探讨了VOCs治理政策的发展历程和实施现状,分析了政策制定和实施过程中面临的挑战和问题。
文章对挥发性有机物治理技术的发展趋势和政策走向进行了展望,提出了针对性的建议和思考。
通过本文的阐述和分析,我们希望能够为政府决策部门、科研机构和企业界提供有关VOCs治理的技术和政策支持,推动挥发性有机物治理工作的深入开展,为改善大气环境质量、保护人类健康和促进可持续发展做出积极贡献。
二、VOCs治理技术进展随着环境保护意识的日益增强,挥发性有机物(VOCs)的治理已成为全球关注的重要议题。
近年来,随着科学技术的进步,VOCs治理技术在不断取得新的突破,为有效控制和减少VOCs排放提供了有力的技术支撑。
吸附技术:吸附技术是VOCs治理中应用最广泛的技术之一。
活性炭、分子筛等吸附材料因其高吸附性能和低成本而受到广泛关注。
然而,吸附剂的再生和更换问题限制了其长期应用。
为此,研究者们正在探索新型的吸附材料和再生技术,以提高吸附效率和延长使用寿命。
催化氧化技术:催化氧化技术通过催化剂的作用,将VOCs在较低的温度下氧化成无害的二氧化碳和水。
近年来,纳米催化剂、光催化剂等新型催化剂的出现,为催化氧化技术提供了新的发展方向。
挥发性有机物废气处理技术进展与前瞻摘要:挥发性有机化合物(VOC)是导致空气污染的一种复杂物质,同时它们对人类健康也有害。
随着我国环境形势日益严峻,挥发性有机气体的治理已成为我国环境管理的一个重要领域。
目前,我国已有大量企业单位对挥发性有机物进行了研究,并取得了许多优秀的研究成果。
本文阐述了VOC的危害,分析了VOC 的控制措施,并探讨了未来的管理前景。
关键词:挥发性有机物;进展;前瞻引言VOC废气是高污染气体。
大量排放会对大气造成严重污染,影响人类生存环境。
同时,VOC废气中所含的大部分物质都是有毒的。
当人体吸入时,对人体健康甚至生命安全都可能构成严重威胁。
因此,无论是环保还是国民健康,国内的医药化工企业都必须重视VOC废气的处理。
需要了解相关的烟气处理技术,然后选择相应的VOC烟气处理技术。
结合实际情况和需要,了解挥发性有机物废气净化技术,需要进行相应的研究。
1.VOC废气的危害性1.1环境污染性脂肪族化合物、卤代烃、芳烃和其他化学溶剂通常用于制造药物和化学品。
这些溶剂属于挥发性有机化合物化学品,在这类物质生产结束时将释放大量挥发性有机化合物废气。
VOC废气排放将这些物质挥发掉,大部分会通过蒸发释放到大气中,造成大气污染,将导致大自然部分功能受损甚至丧失部分功能。
在这种情况下,被污染的大气的功能性会减弱,势必会对人类环境产生影响,说明VOC 的废气对环境污染比较严重,对全人类构成威胁。
1.2致病致死率高VOC废气中的大部分物质对人体都是有毒的。
吸入后,它们会导致中毒或神经损伤、导致疾病或留下永久性损伤,例如VOC废气中的苯化合物。
这可能会造成损坏,影响人体中枢神经系统,引起神经功能紊乱,损害人体血液和器官,引起败血症等严重疾病。
如果情况足够严重,可能会在短时间内导致死亡。
VOC废气的致病性和致死性非常高,必须妥善处理。
2.挥发性有机物废气处理技术进展2.1热破坏法热破坏法有两种形式,即:(1)直接燃烧处理形式,这种形式的热破坏法是直接用火焰燃烧VOCs的废气,利用高温破坏VOCs物质,或促进有毒物质转化为无害物质。
挥发性有机物(VOCs)治理技术研究进展及探讨挥发性有机物(VOCs)是指在常温常压下易挥发的有机化合物,其主要来源包括工业生产、交通尾气、油漆涂料、化学品生产等。
这些化合物对人体健康和环境造成严重的危害,因此VOCs治理技术一直是环境领域的研究热点之一。
本文将对VOCs治理技术的研究进展和探讨进行分析和总结。
一、VOCs的危害VOCs具有高挥发性和毒性,对人体健康和环境造成严重的危害。
长期暴露在VOCs环境中容易导致呼吸道疾病、免疫系统紊乱、甚至诱发癌症。
同时VOCs还是大气污染的主要来源之一,对大气环境造成严重的污染。
二、VOCs治理技术研究进展1.物理吸附技术物理吸附技术是利用吸附剂吸附VOCs,常用的吸附剂有活性炭、分子筛等。
物理吸附技术具有操作简单、效果稳定等优点,但是存在着吸附剂再生困难、废气处理成本高等缺点。
2.化学氧化技术化学氧化技术主要包括催化氧化和非催化氧化两种方式,通过氧化降解VOCs。
催化氧化技术具有高效、能耗低等优点,但催化剂的选择和稳定性是一个挑战;非催化氧化技术虽然操作简单,但是对VOCs的选择性较差。
3.生物治理技术生物治理技术利用生物反应器中的微生物降解VOCs,具有处理效率高、成本低、对VOCs选择性较好等优点。
但是生物反应器中的微生物对环境条件要求严格,对VOCs的适用范围有限。
4.膜分离技术膜分离技术通过选择性透过膜的方式分离VOCs,具有操作简单、节能环保等优点。
但是目前膜材料的制备和膜分离工艺的优化仍需进一步研究。
5.催化还原技术催化还原技术是利用还原剂还原VOCs,具有操作简单、成本低等优点。
但是对还原剂的选择和处理后的废弃物处理仍是一个问题。
三、VOCs治理技术的探讨1.多技术联合应用目前针对VOCs治理技术的研究多集中在单一技术的研究上,很少有多技术联合应用的研究。
实际废气排放中VOCs的种类繁多,不同的VOCs可能需要不同的处理技术,多技术联合应用可能是未来的研究方向。
挥发性有机物(VOCs)治理技术研究进展及探讨挥发性有机物(VOCs)是指在常温下易挥发的有机化合物,它们在大气中的存在对人类健康和环境造成了严重影响。
VOCs的治理技术一直是环境保护领域的热门研究课题。
本文将对VOCs治理技术的研究进展进行梳理和探讨,以期为相关领域的研究和实践提供一定的参考和借鉴。
一、VOCs的来源和影响VOCs主要来源于工业生产、机动车尾气、溶剂使用、印刷、油漆等过程,同时也包括一些天然来源,如植物挥发的芳香物质。
VOCs对环境和人体健康的影响主要体现在以下几个方面:1. 大气污染: VOCs是造成大气污染的主要原因之一。
在大气中,VOCs会与氮氧化物等其他污染物发生复杂的化学反应,产生臭氧、低级别臭氧和其他有害化合物,从而危害人们的健康。
2. 环境污染: VOCs释放到土壤和水体中后,不仅会影响土壤和水质的生态平衡,还会对生物体造成伤害。
3. 人体健康: 长期暴露在VOCs环境中会对人体的呼吸道、肝脏、中枢神经系统等造成危害,甚至引发癌症。
有效治理VOCs对保护环境和人类健康具有重要意义。
二、VOCs治理技术概述VOCs的治理技术主要包括以下几种类型:1. VOCs的控制技术: 包括在源头减排、装置改进、设备污染物排放标准控制等措施。
通过技术手段降低VOCs的排放浓度和总量,是最有效的治理手段之一。
2. VOCs的捕集和回收技术: 如吸附、凝结、吸收等技术,可直接从废气中捕集VOCs并进行回收利用,减少了对环境的污染。
3. VOCs的燃烧和氧化技术: 包括焚烧、催化氧化等方法,在高温条件下将VOCs转化为二氧化碳和水,减少了有害物质的排放。
4. 生物处理技术: 利用微生物对VOCs进行降解处理,将VOCs转化为无害的物质,是一种绿色环保的治理方法。
以上技术各有其适用的场景和局限性,需要根据实际情况选取合适的技术手段进行治理。
1. 燃烧和氧化技术的发展: 随着催化剂和燃烧技术的不断进步,VOCs的高效燃烧和氧化技术已经成为了一种较为成熟和可靠的治理手段。
挥发性有机物(VOCs)治理技术研究进展及探讨挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs)是指在特定条件下易挥发成气体的有机化合物。
这些化合物具有高挥发性和有毒性,对人体健康和环境造成潜在的危害。
挥发性有机物广泛存在于工业排放、汽车尾气、室内装饰材料、清洁用品和化妆品等生产和使用过程中。
对挥发性有机物进行有效的治理具有重要意义。
本文将对挥发性有机物治理技术的研究进展进行探讨,并就其存在的问题及未来发展方向进行分析。
一、VOCs的危害及治理意义挥发性有机物对人体健康和环境造成的危害不容忽视。
VOCs具有较强的毒性和刺激性,长期接触会对呼吸系统、神经系统、肝肾功能等造成损害,严重者甚至会导致癌症。
VOCs是光化学反应的主要前体物质,对大气环境产生负面影响,形成臭氧和细颗粒物,影响大气质量。
VOCs也是温室气体的重要来源,对气候变化产生影响。
有效治理VOCs具有重要意义。
目前,国内外已经广泛开展了挥发性有机物治理技术的研究,涉及到了多个领域,包括工业生产、交通运输、建筑装饰、清洁用品生产等。
下面将重点介绍VOCs治理技术的研究进展及探讨。
二、VOCs治理技术的研究进展1. 生物技术治理在VOCs的生物技术治理领域,主要采用生物滤池、生物膜反应器、生物填料床等技术。
这些技术通过生物材料吸附和分解VOCs,将其转化为无害物质。
生物技术治理VOCs具有高效、低能耗、无二次污染等优点,适用于风险较低的VOCs治理场景。
该技术在印刷、喷漆、化工等行业得到了广泛应用。
2. 物理化学方法治理物理化学方法主要包括吸附、氧化、催化等技术。
常见的技术包括活性炭吸附、催化氧化、低温等离子等技术。
这些技术可以高效地去除VOCs,适用于高浓度、高流量的VOCs 治理场景。
物理化学方法可以实现VOCs的资源化利用,减少二次污染。
在工业废气处理方面得到了广泛应用。
综合技术治理是指将生物技术、物理化学方法结合起来,形成一套完整的VOCs治理系统。
挥发性有机物(VOCs)治理技术研究进展及探讨1. 引言1.1 研究背景挥发性有机物(VOCs)是指在常温下易挥发成气体状态的有机化合物,它们广泛存在于涂料、油漆、清洁剂、汽油等各类工业产品和生活用品中。
大量的VOCs排放对环境和人体健康造成危害,诸如对臭氧层的破坏、雾霾的形成、致癌物质的释放等问题引起了人们的高度关注。
目前,全球范围内VOCs的排放已经成为一个迫在眉睫的环境问题。
随着国内外环保意识的提高和相关法规的不断完善,VOCs治理技术也日益成熟和多样化。
各种新型的治理技术不断涌现,包括物理治理技术、化学治理技术、生物治理技术等,各具特点和优势。
仍然存在一些挑战和难点,如治理成本高、技术难度大、效果难以保证等问题,亟待进一步研究和探讨。
对VOCs治理技术的研究进展进行全面深入的探讨,对于促进我国VOCs治理技术的发展,提升治理效率和治理水平具有重要意义。
本文将对VOCs的来源及危害、常见的VOCs治理技术、物理治理技术的研究进展、化学治理技术的研究进展、生物治理技术的研究进展等方面进行详细阐述和分析,旨在为相关领域的研究者和决策者提供参考和借鉴。
1.2 研究意义挥发性有机物(VOCs)是一种对环境和人类健康造成严重危害的有机化合物。
这些化合物通常来自于工业生产、交通运输、建筑施工、家庭用品和化妆品等多个方面。
VOCs对大气和水质造成污染,同时也会引发空气中的细颗粒物形成和光化学反应,加剧空气污染的程度。
针对VOCs的治理技术不断发展和完善,对于减少大气污染、改善环境质量、保护人类健康具有重要意义。
通过研究VOCs治理技术的进展,我们可以更好地了解各种治理技术的优缺点、适用范围和效果,为环境保护政策的制定和执行提供科学依据。
我们有必要深入探讨VOCs治理技术的研究进展,以促进环境保护工作的开展,提高环境质量,保障人类健康。
仅仅依赖于政府的监管和规范已经不足以解决VOCs污染问题,需要不断创新和完善治理技术,实现VOCs的有效控制和减排。
挥发性有机废气治理技术的现状与进展挥发性有机废气是指在工业生产和生活中产生的含有易挥发性有机化合物的废气。
这些废气中的挥发性有机化合物对环境和人体健康都有很大的危害,因此对其进行治理是非常必要的。
目前,关于挥发性有机废气治理技术的研究已取得了一些进展。
目前,挥发性有机废气的治理技术主要分为两大类:物理吸附技术和化学吸附技术。
物理吸附技术主要是利用吸附剂将挥发性有机化合物吸附到表面上,并通过再生来实现废气中有机化合物的去除。
目前比较常用的物理吸附技术有活性炭吸附和分子筛吸附。
活性炭吸附具有吸附效果好、操作简单等优点,已经在一些企业和工厂中得到了广泛应用。
分子筛吸附技术是通过选择合适的分子筛对废气中的有机化合物进行吸附和分离,具有分离效果好、再生能力强的特点,但是目前仍面临成本高和再生难等问题。
化学吸附技术是指利用化学反应将挥发性有机化合物转化为无害物质。
其中比较常用的技术包括催化氧化、非催化氧化、湿式催化氧化等。
催化氧化是指利用催化剂催化废气中的有机化合物氧化为无害物质,如常用的铜铝催化剂可以将有机化合物转化为水和二氧化碳。
非催化氧化是指在非催化条件下进行氧化反应,如光氧化和等离子体氧化。
湿式催化氧化是指将废气与液体媒介接触,通过液体中的催化剂催化废气中的有机化合物氧化,并将废气中的有机化合物转化为无害物质。
除了上述的物理吸附和化学吸附技术外,还有一些其他的挥发性有机废气治理技术也正在被研究和应用。
例如生物滤床技术是通过微生物对有机化合物进行降解来实现废气净化的技术,具有能耗低、操作简单等优点。
冷凝吸附技术是通过将废气冷凝成液态然后进行吸附处理,具有处理效果好、对废气流量变化适应性强等特点。
还有电化学氧化、膜分离等技术也在不断发展和应用中。
挥发性有机废气治理技术目前已取得了一些进展,但仍面临一些挑战。
例如成本高、处理效果不稳定、设备维护难等问题仍需要解决。
未来的发展方向包括提高治理技术的效率和稳定性、降低成本、开发新型吸附剂和催化剂等。
挥发性有机废气治理技术的现状与进展【摘要】挥发性有机废气是工业生产过程中常见的污染物之一,对环境和人体健康造成潜在危害。
本文首先介绍了挥发性有机废气治理技术的发展历程,包括传统技术和新兴技术的应用情况。
随后详细讨论了常见的挥发性有机废气治理技术,以及在实践中的改进和创新。
通过多个应用案例分析,展示了挥发性有机废气治理技术的有效性和重要性。
探讨了技术的发展趋势,未来发展方向以及面临的挑战和解决方法。
挥发性有机废气治理技术的不断完善和创新对减少环境污染,提高工业生产的可持续性具有重要意义,希望未来能够更加深入地研究和推广这一技术。
【关键词】挥发性有机废气治理技术、发展历程、常见技术、改进与创新、应用案例、发展趋势、重要性、未来发展方向、挑战与解决方法。
1. 引言1.1 研究背景现在请你输出关于的内容。
1.2 问题提出挥发性有机废气治理技术在环境保护和生态建设中具有重要意义,为减少大气污染、改善空气质量发挥着重要作用。
在挥发性有机废气治理技术的应用过程中,我们也面临着一系列问题,如技术成本高、运行稳定性差、废气治理效果不理想等。
这些问题不仅对环境造成了影响,也影响了工业生产的可持续发展。
急需研究和探索更加有效的挥发性有机废气治理技术,以解决目前存在的问题,提高废气治理效率,降低治理成本,实现环境保护和经济发展的双赢局面。
为了解决挥发性有机废气治理技术中的问题,需要从技术创新、政策支持、产业发展等多方面加以解决。
只有不断进行技术创新,不断完善治理技术,才能更好地实现挥发性有机废气的有效治理。
政策和法规的支持也是推动挥发性有机废气治理技术发展的关键。
我们需要各方共同努力,共同推动挥发性有机废气治理技术的进步,为环境保护和可持续发展贡献力量。
2. 正文2.1 挥发性有机废气治理技术的发展历程挥发性有机废气治理技术的发展可以追溯到20世纪60年代。
当时,随着工业化进程的加快,挥发性有机物排放成为环境污染的重要源头。
挥发性有机物(VOCs)治理技术研究进展及探讨挥发性有机物(VOCs)是一类对环境和人体健康有危害的化学物质,因其易挥发、难以隔离的特性,治理难度较大。
近年来,随着社会经济和科技的发展,VOCs治理技术也不断更新和完善,下面就这方面的研究进展和探讨进行分析。
一、VOCs的主要来源VOCs主要来源于化学生产、石化、印刷、染色、涂装、清洗、美容美发、室内装修等多种工业和日常生活活动中。
其中,石化和化学生产等工业领域是VOCs排放的重要来源。
此外,VOCs排放还受气象条件、温度、湿度、风向、大气变化等自然因素的影响。
1.生物技术生物技术主要利用微生物代谢作用降解有机物,包括有机废气生物治理、微生物土壤肥料、污水生物处理和生物吸附。
生物技术具有利用成本较低、对环境友好等优点,已成为一种较为流行的VOCs治理技术。
2.吸附技术VOCs吸附技术主要使用吸附剂吸附挥发性有机物。
常见的吸附剂有活性炭、沸石、氧化铝等。
吸附技术具有操作简单、成本较低等优点,但其吸附效率取决于吸附剂的选择和使用方式。
3.光催化技术光催化技术利用光催化剂催化氧化VOCs,将其转化为CO2、H2O等无害物质。
光催化技术具有高效、低能耗、无二次污染等优点,但存在光催化剂选择、催化剂失活等问题。
4.等离子技术等离子技术采用等离子体发生器产生等离子体,引发VOCs氧化转化为无害物质。
等离子技术具有高效、低能耗、无副产物等优点,但操作复杂,易造成二次污染等问题。
三、未来VOCs治理技术的发展趋势未来VOCs治理技术的发展趋势是偏向高效、低能耗、环保友好的技术。
其中,光催化技术和催化氧化技术已成为VOCs治理技术的发展方向,但其关键技术仍需加以完善和研究。
此外,研发新型吸附剂和大气清洁器材等技术也有望成为未来的研究热点,为VOCs治理提供更多的选择。
总之,随着社会经济的快速发展,VOCs治理技术也在不断更新和完善,已经成为环境保护领域的重要议题。
挥发性有机物VOC处理进展概述挥发性有机物VOC处理进展概述一、有机废气的各种净化方法1.1吸附法吸附法是一种从有机废气中去除可吸附的VOC组分或回收溶剂的一种传统方法。
吸附操作的原理是在气相中需要分离的气体组分(吸附质)可以选择性的与固体表面(吸附剂)相结合,然后再经解吸又回到气相中,通常吸附分为物理吸附和化学吸附两种。
VOC的净化主要采用物理吸附的方法,与其他方法相比,吸附法可以吸附浓度很低的(甚至痕量)组分,经解吸后可大大增浓,因而可以从废气中出去溶剂蒸气和最后经分离来回收溶剂。
它有很多优点:不需要水,不需要辅助燃料,而且能适应废气浓度的变化和吸附卤代烃类和含无机物的挥发组分。
典型的吸附等温曲线如图3所示,工业上吸附等温曲线方程常用经验公式表示,其中与最事实最吻合的是由布鲁诺(Brunauer)、埃麦特(Emmet)和泰勒(Teller)于1938年在兰米尔方程基础上提出的描述多分子层吸附理论的方程(BET方程)。
在实际应用过程中,当气体混合物通过填装固体吸附剂的床层时,要分离组分被吸附在固体表面上;当吸附剂达到饱和时,被吸附的物质通过加热或减压而解吸,在这个过程中吸附剂得到再生。
由于吸附剂的吸附容量较低,因此至少需要两套吸附器来完成吸附、解吸的连续操作过程。
若用热空气或过热蒸汽来解吸,则不仅可以使床层温度升高,而且可使要吸附的气体组分的分压降低;分离出的气体组分就处于热空气或水蒸气中,经冷却、冷凝分离。
在用水蒸气解吸的情况下,由于大部分的VOC在水中的溶解度极低,经冷凝而成为两相,因此很容易分离。
有机废气净化常用的吸附剂是活性炭或活性焦炭,因为它们不仅具有较大的比表面积,而且对非极性物质具有优异的吸附性能,而对极性物质如水的吸附性能很差,因而就有可能方便的用水蒸气再生。
图3 典型的吸附等温曲线1.2吸收法与吸附法类似,吸收法是通过所要分离的气体组分(吸收质)先与液相(吸收剂)结合,随后可通过再生方法(解吸)回到气相中,吸收的过程也可以分为物理的和化学的两种。
吸收法对溶剂的要求是:具有较大的溶解度,而且对吸收质具有较高的选择性;蒸汽压尽可能的低,避免引起二次污染;吸收剂要便于使用、再生;具有良好的热稳定性和化学稳定性;耐水解,不易氧化;着火温度高;毒性低,不易腐蚀设备;价格便宜。
常用的吸收剂有水、洗油(碳氢化合物)、乙二醇醚等。
吸收法也有很多的缺点:一般投资费用大,而用于吸收剂循环运转的操作费用也较高。
此外,如果废气中的有机物成分复杂,则难以再生利用或必须添加许多分离设备;还可能产生废水造成二次污染。
目前,吸收装置大多用于废气中含无机污染物的净化,如HCl、SO2、NOx和NH3等。
仅在少数情况下用吸收装置来净化有机废气。
1.3冷凝法冷凝法主要是分离气体中的冷凝组分,目前主要用于回收废气中有价值的溶剂,而不是单独通过冷凝法来达到环保要求的排放限值。
原理是:根据物质在不同温度下具有不同饱和蒸汽压的性质,借降温或升压,使废气中需要分离的有机组分的分压等于该温度下的饱和蒸汽压,则有机组分冷凝成液体从气相中分离出来。
冷凝法对高沸点的有机物效果较好,而对低沸点的则较差。
大部分达不到规定的排放限值[1]。
图4 各种有机物的蒸汽浓度与温度的关系及排放限值一般冷凝法处理有机废气的流量和VOC的含量的范围是:流量小于3000Nm3/h,废气中VOC约占0.5%~10%。
原则上,只有当废气处理量较小且可冷凝物质的浓度相对较高时才采用冷凝法。
有机废气在低温下冷凝,其中所含水分、CO2和其他组分会冻结,从而导致装置部分堵塞,影响传热效果,必须加以清理。
此外,有机组分浓度常处于爆炸浓度范围内,因此对设备的安全等级要求极高。
1.4膜分离法膜分离法也称渗透法,在有机废气净化中,是借载体空气和有机蒸汽不同的渗透能力,或膜对气体混合物中分子的不同选择性而将其分开。
和冷凝法一样,膜分离法在空气净化领域内主要用于回收有价值的有机化合物,而不是以空气净化、达到排放标准为目的单独用来处理有机废气。
有机废气的浓度从没标准立方米10g到几百克,废气处理量为100~2000Nm3/h1.5生物降解法有机废气的生物降解处理本质上是按照废水生化处理的原理进行的,利用微生物将废气中所含的有机物氧化降解为二氧化碳和水,废气中的有机物为微生物提供能量和养分。
目前废气生化处理的设备主要有三种类型:膜生化反应器、生化过滤器和生化洗涤器。
如同废水的生化处理,要使微生物能发挥作用,而且具有一定的降解速度必须具备以下条件:废气中的有机物能溶于水;有机物是可降解的;废气温度在5~60℃;废气中不含有毒物质。
1.6光催化氧化法当紫外光灯的最大发射波长与VOC的最大吸收相一致时,VOC借紫外光直接通过自由基链连锁反应降解,这种借紫外光产生的反应成为光氧化或光解。
紫外光的强度越大,空气中的氧越容易生成臭氧,产生的臭氧分解为自由基,从而加剧了光解过程。
空气中的水分也能在紫外线的作用下产生OH,同样参与VOC的氧化。
光催化氧化法是借具有光催化性能的催化剂,将吸附在催化剂表面的VOC氧化为CO2和H2O。
经典的光催化剂都是半导体,由于TiO2对紫外线有很高的吸收率,还有较高的催化活性和化学稳定性所以最常用,此外还有ZnO、SnO2、Fe2O3、CdS、ZnS、WO3、PbS等。
1.7热力燃烧法因为有机废气中所含的可燃物浓度极低,不能着火和依靠自身来维持燃烧,所以必须借辅助燃料燃烧产生的热量来提高废气温度,使废气中的VOC 氧化并转化成无害物质。
济南化纤总公司化工一厂[2]利用该原理,采用焚烧炉进行PTA装置的废气处理,设A、B、C三个炉膛按焚烧、排放、反吹顺序切换运转,焚烧后废气通过烟囱排向大气。
此方法可有效的去除PTA尾气中的乙酸甲酯、对二甲苯和CO等污染物,但是对溴化物的去除率偏低,仅有57%,而且焚烧温度达800℃,需要消耗大量的燃油,运行费用较高,操作不当会引起安全隐患,并且可能产生NOx等二次污染物。
故现在已经逐步被淘汰。
1.8蓄热燃烧法(Regenerative Thermal Oxidizer,RTO)热力燃烧法的运行费用中,一个重要部分是来自辅助燃料的消耗。
所以运行成本过高,经济上不合算。
在许多情况下采用的是蓄热燃烧法其特点是氧化尾气的热裂解和传热在同一设备——充填有高效传热陶瓷的加热炉内实现,也叫蓄热式热氧化法。
基本原理是把有机废气加热到适当温度(800 ℃),使废气中的挥发性有机物在燃烧室内氧化成二氧化碳和水,氧化产生的高温气体流经热交换室,使特制的陶瓷块升温蓄热,充分利用废弃燃烧产生的热量,将这些热量用来加热后续进入的尾气,从而节省加热废气的燃料(甚至不需要燃料)。
由于过程的热效率很高(95%左右),通常只需要补充少量燃料或不补充燃料,大大节约了运行成本,RTO的操作维护十分简单、可靠,不需要经常更换部件,使用寿命较长。
缺点是容积较大,一次性投资费用高。
图5 典型的两室蓄热式燃烧器1.9催化氧化法催化燃烧是在较低的温度下(250~400℃),利用催化剂使有机物无焰燃烧氧化,转化为二氧化碳和水。
操作安全、稳定,没有频繁切换的大型阀组,操作费用低,不产生二次污染。
因此,催化燃烧是最受生产者欢迎的控制PTA 废气排放的技术。
由于 PTA 废气中的溴化物对传统催化燃烧催化剂有毒害,国外开发的催化燃烧系统可以有效控制溴甲烷、苯及其它 VOC,并且符合世界上最严格的德国TA Luft 环境规定的要求。
催化燃烧可控制99%的 PTA 废气排放。
PTA 废气催化燃烧过程中产生的热量又可以用来预热催化燃烧反应器入口尾气,充分利用反应自身产生的能量。
催化氧化法以转化温度低以及高选择性等优点,被认为是最可行最经济有效的VOC处理方法,得到了广泛的应用。
二、PTA生产工艺及主要污染物分析精对苯二甲酸(PTA)是一种重要的大宗有机工业原料,在化工、轻工、电子、材料、建筑等与国民生活和经济相关的各个方面都有十分广泛的应用。
从下游延伸产业链来看,PTA的应用相对集中。
从全球的PTA应用方向情况,90%的产量用于生产苯二甲酸乙二醇脂(简称聚酯,PET),剩下的不到10%用于生产聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和其他后续产品的原料。
而从我国目前的应用情况来看,PTA的下游延伸产品主要是聚酯纤维。
其中,75%的PTA用于生产聚醋纤维(polyeste fibre,俗称涤纶);20%用于生产瓶级聚醋,这些主要作为各种软饮料尤其是碳酸饮料包装的主要材料;5%用于膜级聚酷,这些主要应用在包装材料、胶片和磁带等产品中。
图1 PTA的结构示意图我国目前引进的PTA生产工艺主要有AMOCO(BP)工艺、三井工艺、DUPONT 工艺[3]。
三种工艺的生产路线大致相同,主要有两部分组成:一是PX氧化反应单元,二是CTA加氢精制反应单元,现在先进的PTA生产装置还采用共沸精馏溶剂脱水过程回收醋酸。
PTA生产工艺可根据制备步骤的不同分为一步法与二步法两种类型。
一步法是指PX直接经过氧化反应,即得到目标产物PTA;而二步法是指对二甲苯(PX)先经过空气氧化,得到粗对苯二甲酸(CTA),然后再对CTA进行精制后得到PTA。
一步法与二步法的主要区别在于:一步法制得的PTA中,杂质4-羧基苯甲醛(4-CBA)的含量为200mg/kg~300mg/kg;而二步法制得的PTA 中,4-CBA的含量在25mg/kg以下。
目前工业生成PTA比较先进的工艺是高温液相氧化法,生产过程的主要反应是对二甲苯(PX)的氧化反应,即以PX为原料,醋酸为溶剂,在以钴、锰催化剂和以溴为促进剂的作用下,在高温高压下与氧气在反应器内发生一系列反应生成粗对二甲酸(CTA),其反应简式如下图所示。
图2 PX氧化反应生成CTA方程式对于我国现有的PTA生成装置来说,氧化废气是其排出的数量最大的有害气体。
其主要成分是氮气,约占总体积的94%,有机物的总质量浓度超过1000mg/m3,溴化物的浓度约为100 mg/m3,CO的质量浓度约为5000 mg/m3,此外还含有CO2、O2等。
表1 PTA装置氧化废气的组分及浓度测定值(mg/m3)序号甲烷溴甲烷甲酸甲酯乙酸甲酯甲醇苯甲苯对二甲苯醋酸1 49.3 38.4 5.9 7.2 4.3 5.1 4.3 109.2 127.22 47.4 30.1 5.4 6.5 4.6 5.0 17.1 103.7 134.1从表1中可以看出,PTA尾气中含有甲烷、醇类、酯类、苯的同系物以及含溴有机物等,这些物质都属于VOCs。
VOCs不仅对环境会产生严重的危害,更重要的是绝大多数VOCs对人体健康十分不利,VOCs与臭氧等物质能发生光化学反应,产生光化学烟雾;更有一些VOCs易燃易爆,给企业生产带来诸多安全隐患;多数VOCs有异味,会对人体某些器官产生危害,导致器官发生病变,甚至是致癌。