浅谈有机废气处理技术及其展望 贺玉宽
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浅谈有机废气处理技术及其展望贺玉宽
摘要:当前废气处理的难点问题之一是有机废气治理问题。随着国内经济的迅
猛发展,众多化工企业不断涌现,由于每年大量的有机废气排放,对我国生态环
境造成了严重影响。首先,本文对几种传统的有机废气处理技术做了简要分析,
阐述了其应用现状和存在的一定局限性。最后,对于近年来出现的几类新型有机
废气处理技术的发展前景进行了一定的展望。
关键词:化工业有机废气处理技术展望
引言
随着近几年我们国家经济技术的飞速发展,我国已经成为了一个世界经济大国。随着我国的综合国力逐渐增长,我国的各个行业都有着突飞猛进的发展,但
是随着工业的进步环境污染问题就越来越严重,特别是大气污染问题。为了响应
国家政策持续化发展,我们不能只顾着眼前的利益而破坏环境,所以从现在起我
们必须重视这个问题。我们应该研究更加科学有效的方法来处理这些问题。
一、有机废气处理技术概述
1、活性炭法
活性炭材料具有比较好的吸附功能,能够通过自身的吸附作用去除对象中的
有害成分。结合活性炭的这个功能,可以将其应用于有机废气处理之中。结合吸
附品的具体吸附原理,可将其进一步细分为基于物理原理的吸附与基于化学原理
的吸附。其中以后者原理是以吸附品的疏水键来清除有机污染,主要适用于水体
污染,因此对于有机废气,通常使用的是物理吸附。通常较为常用的材料包括活
性炭、沸石等,此类材料的结构通常为孔状,因此其吸附表面积非常大。不少实
践已经证明,在吸附体的内部结构上,纤维状的吸附效果最佳,因此在对有机废
气进行处理时应以纤维状材料为首选。
2、吸收法
这种方法是以液体的吸收剂与有机废气充分接触,实现废气中有害成分的有
效吸收。吸收剂的作用是可逆的,在去除其中的有害组分之后,还能够继续使用。通常这种方法是以水喷淋的方式实现吸收剂和有害废气的充分接触,其原理是化
学中的相似相溶。例如,通过水的作用来吸收丙酮、甲醇、醚等有害物质,通过
活性基团来吸收水溶性尚差的“三苯”物质等。
3、生物法
这种处理方法首先以一定的介质培养微生物,并使之处于适合微生物生长的
温湿度环境,有机废气中的碳氮等元素能够在微生物的作用之下逐步发生分解,
并最终转化为无害的二氧化碳、水、无机盐等。随着环保的呼声日益迫切,这种
方法正在得到大力的推广。
4、RTO蓄热式焚烧技术
其基本原理是在高温下(≥760℃)将有机废气氧化生成CO2和H2O,从而净
化废气,并回收分解时所释出的热量,以达到环保节能的双重目的,是一种用于
处理中高浓度挥发性有机废气的节能型环保装置。该装置中的蓄热式陶瓷填充床
换热器可使热能得到最大限度的回收,热回收率大于95%,处理VOC时不用或使
用很少的燃料。若处理低浓度废气,可选装浓缩装置,以降低燃烧消耗。
二、有机废气治理技术现状
1、活性炭吸附的限制。使用活性炭吸附污染物是通过将气相的污染物吸附到活性炭中,从根本上没有解决污染的问题。当污染物中只有一种有机气体时,活
性炭的吸附效果较为明显,但当多种有机气体混合在一起,同时存在污染物中时,活性炭的吸附作用便会大幅降低。活性炭吸收污染物一定程度后达到饱和,处理
活性炭的方式主要有两种,一是再生,二是废气。再生主要是指提取用过的活性
炭中的有效部分,重复使用,但是使用过的活性炭有效部分较少,大部分被损坏,而且在不断再生的过程中它的吸附作用逐渐下降,再次使用产生的尾气会造成二
次污染。废弃主要是指把吸附过后的活性炭以填埋或烧掉的方式处理掉,这种方
式会造成资源的直接浪费,不利于环境友好型的社会发展。
2、生物法的限制。微生物在高分子材料中进行降解时,如对苯类物质和PAEs进行降解,速度会非常慢,原因是微生物的酶靠近化合物的分子内部是非常
困难的,有机物中的复合物分子和聚合物对这种降解作用具有抵抗作用。这些客
观条件在很大程度上限制了生物处理法的应用。
3、吸收液吸收效率低。液相吸收法是一种物理或化学转变,把污染物从气相转变到液相,大风量低浓度的有机废气或高浓度有机废气通过气态污染物液相喷
淋吸收针的治理效果比较好,但针对低风量低浓度有机废气的治理仍存在一定缺陷。
4、RTO蓄热式焚烧技术的限制。RTO蓄热式焚烧技术采用陶瓷蓄热体,装置
重量大,体积大,只能放在室外,要求连续操作,一次性投资费用相对较高,且
不能彻底净化处理含硫含氮含卤素的有机物
三、有机废气处理技术展望
随着科学技术的持续发展,不少国家对废气废水的处理技术均进行了深入的
研究,并不断开发出更加有效的新技术,下面进行阐述。
3.1生物膜法。人们利用有机生物在自然界中处理废物,特别是通过微生物讲解过程,是一种优异的处理手段,在有机污水处理中,利用生物膜法对其处理已
经有100多年的发展历史,然而在工业废气处理中,特别是在有机废气的分解、
净化方面存在着一定的局限性。作为有机废气治理研究前沿性课题的生物膜法,
理论知识得到认可,虽然在有机废气治理方向还没有被应用于生产实践,但是得
到了业界专业人士的一致好评,定位其具有广泛的应用前景。在具有多孔介质的
表面进行生物培养,通过对填料层中的有机气体进行降解,转化掉绝大多数被污
染的材料,被称为生物膜法,其结果是把有机废气转化为二氧化碳、水和非酸碱
性的盐类。
3.2 UV光催化技术。有机废气通过高能高臭氧的UV紫外线光束照射能产生
裂解,如三甲胺、甲硫氢、二甲二硫及苯乙烯等废气,在高能的紫外线光下,苯、二甲苯中的高分子链可以被降解成二氧化碳和水等低分子类的化合物。此外,细
菌的核酸被高能UV光照射后会遭到破坏,遭到破坏的细菌对臭氧氧化失去抵抗
能力,以达到完全的脱臭和杀灭细菌的作用。
3.3等离子体技术
这种技术的目标是构建一个等离子体,构建方法一般是以高压放电的模式瞬
间生成活性离子。这些活性离子能够使有机废气中的碳氢键和碳碳键发生断裂,
从而有效地改善有机废气的污染性,并产生无害的二氧化碳和水,因为此法成本低、技术要求不高,因此正在得到大规模的推广使用。
3.4微波催化氧化技术
有机废气的微波催化氧化技术是由填料吸附/微波解吸技术发展而来,并将
一般的热解吸方式转变为微波解吸,降低了能耗、缩短了解吸所需的时间,而且
吸附剂反复使用20次,还可以保持原有吸附能力。国外已经有微波催化氧化技