有机废气VOCs处理技术综述.docx

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1、有机废气（VOCS）处理技术总述这些年跟着经济的开展，化工企业的不少新起,在加之环保出资力度的不行,导致了不少工业有机废气的排放,使得大气环境质量降低,给人体安康来严重危害， 给国民经济构成宏大损失,因此,需要加大对有机废气的处理.对有机废气的管理,大家 早就有研讨,而且现已开宣布一些行之有效的操控技能,如广泛选用而且研讨较多的有热损坏法、冷凝法、吸收法等，这些年构成的新操控技能有生 物膜法、电晕法、等离子体分解法等.这篇文章将对上述方法作较为详细的介绍.有机废气处理技术1 .热破坏法热损坏是如今运用比照广泛也是研讨较多的有机废气管理方法,特殊是对低浓度有机废气,有机化合物的热损坏可分为直接火

2、焰燃烧和催化燃烧.直接火焰 燃烧是一种有机物在气流中直接燃烧和辅佐燃料燃烧的方法.多数情况下,有机 物浓度较低,缺乏以在没有辅佐燃料时燃烧.直接火焰燃烧在恰当温度和保存时刻条件 下,可以到达99%的热处理功率.催化燃烧是有机物在气流中被加热在催化床层效果下， 加速有机物化学反响（或者损坏功率的方法），催化剂的存在使有机物在热损坏时比直接 燃烧法需要更少的保存时刻和更低的温度.催化剂在催化燃烧体系中起着重要效果.用于有机废气净化的催化剂主要是金属和金属盐,金属包含贵金属和非贵金属.如今运用的金属催化剂主要是Pt、Pd,技能老练，并且催化活性高，但价格比照贵重并且在处理卤素有机物，含N、S、P等元

3、素时,有机物易发作氧化等效果使催化剂失活.非金属催化剂有过渡族元素钻、稀土 等.这些年催化剂的研发无论是国内还是国外发展得较多，并且多集中于非贵金属催化剂并取能得了许多效果.例如V205+M0X （M:过渡族金属）+贵金属制 成的催化剂用于管理甲硫醇废气Pt+Pd+Cu催人剂用于管理含 有机醇废气.由于有机废气中常浮现杂质，很容易导致催化剂中毒，导致催化剂中毒的毒物（抑 制剂主要有磷、铅、钿神、锡、汞、亚铁离子锌、卤素等.催化剂载体起到节约催化剂, 增大催化剂实用面积，使催化剂具有必然机械强度,减少烧结,进步催化活性和稳定性的 效果.能作为载体的资料主要有AL203、铁锐、石棉、陶土、活性炭、

4、金属等，最常用的 是陶瓷载体通常制成网状、球状、柱状、峰窝状.别的这些年研讨较多且成功的有丝光沸石等.对催化燃烧而言,往后研讨 的要点与热门仍将是探索高效高活性的催化剂及其载体，催化氧化机 理2 .液体吸收法液体吸收法是运用液体吸收液与有机废气的类似相溶性原理而到达处理有机废气 的意图.普通为强化吸收作用用液体石油类物质、外表活性剂和水构成 的混合液来作为吸收液.这些年，日本人研讨运用了用环糊精作为有机卤化物的吸收资料,根据环糊精对有机卤化物亲合性极强的原理,将环糊精的水溶液作为吸收剂 对有机卤化物气体发展吸收.这种吸收剂具有无毒不污染,捕集后解吸率高，回收节省能 源,可反复运用的长处.吸附法

5、的使用广泛,具有能耗低、工艺老练、去掉率高、净化彻底、易于推行的长 处,有极好的环境和经济效益.缺陷是设备宏大,流程复杂，当废气中有胶粒物质或者别的杂质时,吸附剂易中毒.吸附法首要用于低浓度,高通量可挥法性 有机物(VOCs)的处理.决议吸附法处理VOCs的关键是吸附剂,吸附剂应具有密布的 细孔构造、内外表积大、吸附功能好、化学性质稳定、不易破碎、对空气阻力小等功 能，常用的有活性炭、氧化铝、硅胶、人工沸石等.如今,大都选用活性炭,其去掉效率高.活性炭有粒状和纤维状两类.颗粒状活性炭 构造气孔均匀，除小孔外，还有10 100nm的中孔和1.55皿1的大孔，处理气体从外向内分散，吸附脱附都较慢；

6、而纤维活性炭孔径分布均匀，孔径小且绝大大都是L5s3nm的 微孔，由于小孔都向外,气体分散间隔短，因此吸附脱附快.经过氧化铁或者氢氧化钠或 者臭氧处理的活性炭通常具有非常好的吸附功能.4 .冷凝法冷凝法是利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸汽压这一性质，采用降低系统温度或者进步系统压力，使处于蒸汽状态的污染物冷凝并从废气中别离出来的过 程.冷凝过程可在恒定温度的条件下用进步压力的方法来实现,也可在恒定压力的条件下用降低温度的方法来实现,普通多采用后者.利用冷凝的方法,能使废气得 到很高程度的净化,但是高的净化要求,往往是室温下的冷却水所不能到达的.净化要求 愈高,所需冷却的温度愈低,必要时还得增

7、大压力,这样就会增加处理的难度和费用.因 此，冷凝法往往与吸附、燃烧和其他净化手段结合使用，以回收有价值的产品.生物净化本质上是一种氧化分解过程：附着在多孔、潮湿介质上的活性微生物以 废气中有机组分作为其生命活动的能源或者养分，转化为简单的无机物（C02、H20）或者细胞组成物质.现阶段主要工艺包括：生物过滤床、生物滴滤床以及 生物洗涤床.1）生物过滤床生物过滤床是一种在其中填入具有吸附性滤料（如泥炭、土壤、活性炭等物质）的净化装置.挂生物膜前，在过滤床中掺入pH缓冲剂和N、P、K等 营养元素（如NH4N03和K2HP03）,当具有一定湿度的废气进入生物滤床,通过约0.51m厚的生物活性填料层

8、时，滤料中的微生物（主要是细菌、放线菌、原生动物、藻类等） 即可通过接触而捕获废气中的有机物并将其作为自身生长的碳源.因此,废气通过生物 过滤床后即可被净化,而滤料层中的微生物在生化降解污染物的过程中不断生长繁殖， 从而使生物滤池的操作得以持续发展.滤料使用一年后普通呈酸性,要定期发展维护和保养.（2）生物滴滤床生物滴滤池与生物滤池的构造相似,不同之处在于其顶部设有喷淋装 置.生物滴滤床使用的是粗碎石、塑料蜂窝状填料、塑料波纹板填料、陶瓷、不锈钢拉 西环、树皮、活性炭纤维、微孔硅胶等一类不具吸附性的填料,填料的外表是微生物形成的几毫米厚的生物膜.废气通过滴滤池时,废气中的污染物 被微生物降解,

9、生物滴滤池在营养供给和微生物生长环境的调节方面具有优势,可承受比生物滤池更大的污染负荷，同时具有很大的缓冲才干,操作 条件也易于限制,可通过调节循环液的pH,参加K2HP04、NH4N03等物质得以实现.(3)生物洗涤塔生物洗涤塔通常由一个装有的洗涤器和一个具有活性污泥的生物反响器构成.洗涤器里的喷淋装置将循环液逆着气流喷洒，使废气中的污染物与填料外表的水接触,被水吸收而转入液相,从而实现质量传递过程.吸收了废气组分 的洗涤液,流入活性污泥池中，通入空气充氧后再生,被吸收的气态污染物通过微生物氧 化作用，被活性污泥悬浮液从液相中除去,生物洗涤塔工艺中的液相是流动的,这有利于 限制反响条件,便于

10、添加营养液、缓冲剂和更换液体，除去多余的产物.不同成份、浓度及气量的气态污染物各有其有效的生物净化系统.生物洗涤塔适宜于处理净化气量较小、浓度大、易溶且生物代谢速率较低的废气；对 于气量大、浓度低的废气可采用生物过滤床；而对于负荷较高以及污染物降解后会生成 酸性物质的那末以生物滴滤床为好.6 .脉冲电晕法脉冲电晕法根本原理是通过前沿陡峭、脉宽窄(纳秒级)的高压脉冲电晕放电,能在常温、常压下获得非平衡等离子体,即产生大量高能电子和0、H0等活性粒子, 与有害份子发展氧化降解反响,使污染物最终转化为无害物. 1988年以来,美国就开展 了电晕法降解低浓度的挥发性有机物的研究.研究说明在环境通常温度

11、和压力下,该法 能到达较好的效率.7 .膜别离法膜别离法的根本原理是基于气体中各组分透过膜的速度不同，每种组分透过膜的速度与该气体的性质、膜的特性与膜两边的气体分压有关.膜别离法净化有机废 气是根据有机蒸气和空气透过膜的才干不同,而将二者分开的.常用膜别 离工艺有:蒸气浸透、气体膜别离和膜基吸收法.膜别离技术用于气体净化上的优点是投 资费用低、别离因子大、别离效果好（即净化效果好），而且膜法净化操作简单、限制 方便、操作弹性大.8 .光分解法光分解VOCs有两种形式：一种是直接光照在波长适宜时,VOCs分解;另一种是催化 剂存在下,光照VOCs使之分解.有研究说明，有机氯化物和氟氯姓:在185

12、nm紫外光照射下，两种物质都能在极短的 时间内分解，卤代物的分解速度大于氟氯姓：；三氯乙烯几秒钟内即能分解成氧气、氯 气、氟气等.光分解可产生中间产物,可通过氢氧化钠溶液处理或者延长滞留时间等手段 最终去除.光催化降解技术原理是光催化剂如Ti02在紫外线的照射下被激活，使 H20生成0H自由基,然后0H自由基将有机污染物氧化成C02和H20.用Ti02催化剂时可采用普通的荧光灯为光源来消除恶臭和非常低浓度的污染物.受催 化剂降解效率的影响，光催化氧化法在工业上的应用还待开辟.9 .等离子体分解法等离子体分解氯氟烧的技术已到实用阶段，植松信行研究了利用等离子体 的化学作用分解氯氟姓:之类难分解气

13、体为无害物的应用.此技术可在短期内发展大量 的氯氟烂等气体的处理.此过程采用二个系统,一系统利用高频等离子体急速加热，使 温度达10000C利用等离子体的化学作用与水蒸汽接触发展分解的超高温加水系统；第 二个系统是将高温分解的排气急冷到80C下的排气系 统.该系统是由氯氟烧和水蒸汽的供给装置、等离子体发生装置、反响炉、冷 却罐以及排水处理装置等构成.10 .微波催化氧化技术微波空气净化技术是由填料吸附-解吸技术开展而来,是将传统解吸方式转变为微 波解吸，微波能的应用大大减少了能量的消耗，并缩短理解吸时间，而且吸附剂经20次 解吸后根本上保持原有吸附才干.微波解吸技术对空气的净化根本上与其在水处

14、理中的 应用类似,解吸原理都可以用“容器加热理论和“体积加热理论加以解释.国内外 在水处理中均有此方面的成功应用，而在空气净化中的应用，国外已有小规模的成功范例，国内尚处于起步阶段.11 .变压吸附别离与净化的技术变压吸附别离与净化的技能（PSA）是利用气体组分在固体吸附资料上吸附特性的 区别,经过周期性的压力改变进程完成气体的别离与净化.PSA技能是一种物理吸附法.通常选用沸石份子筛作为吸附剂（吸附容量大、吸附选择性强）.在常温及必然压力条件下,可把有机废气中吸附在沸石份子筛上,没有被吸附的气 体进入下一个工段.吸附有机废气今后的吸附剂经过降压抽真空把有机物解吸，使吸附 剂再生.再生后的吸附

15、剂从头去吸附废气中的有机物，以此循环往复.PSA技能是近几十年来在工业上新崛起的气体别离技能,具有能耗低、出 资少、流程简单、自动化程度高、商品纯度高、无环境污染等优点，是各种气体别离与 回收的较抱负的方法,极富有市场竞争力,在不久的将来将会在工业上敏捷推行.12 .臭氧分解法 臭氧分化法国内未见报导，国外对此技能的研究也还很少.有研究标明03可用 于净化地上废气，即能分化土壤中非挥发性有机物多环芳香有机物、脂肪族有机物、酚和杀虫剂，此刻用地上气作03载体.别的，研究人员还特殊注意了 03处理后土 壤的微生物状况改变，成果显现细菌削减99%,呼吸功能下降.为此，研究人员经过用纯 02和未反响的03的分化限制技能，削减03处理对土壤的生态系统的影响，然后到达平 安的意图.13 .电化学氧化法电化学氧化技能是选用一种内装专利膜和AgN03-HN03溶液的化学电池，在温度为 50 100c和常压的条件下发展氧化，在阳极,VOCs恶臭气体转化为C02和H20;在阴极, 生成亚硝酸,经处理后可循环运用.该法的典型特色：VOCs恶臭物质去掉率高,可达99% 以上,但运转费用亦高较高