摘要:随着科学技术的迅猛发展,对自然与人的和谐提出了更高的要求,由于大量有机废气的排放会污染人类生存环境,进入二十一世纪以来,人类发展中的主要问题就是如何处理有机废气。尤其是在全球倡导环保的情况下,加强废气污染处理,减轻环境污染程度,实现绿色生产是目前摆在人类面前的重要课题。
关键词:有机废气;治理技术
引言:
有机废气是我国大气污染主要来源之一,其主要来源于工业废气,包括石油化工、塑胶制造、纸张印刷、涂染工艺、家具制作、玩具制作、电线加工等各种行业。废气的种类主要包括了各种烃类、醇类、醛类、酸类、酮类和胺类等。有机废气组成也是多种多样的,其中包括毒性污染物质,对人体的危害极大,可能给人类的呼吸、血液、肝脏等系统和器官造成暂时性或永久性病变,甚至致癌。另外,有机废气也会破坏臭氧层,还会引起温室效应。因此,研发治理有机废气的技术势在必行。
1.有机废气的主要来源
造成大气污染的原因有很多,其中有机废气排放是一种最为常见的污染形式,废气多数来自石油化工类的行业。还有各种交通工具在使用过程中也会排放尾气,居于第三位的是发电设备,热电厂在发电过程中会产生有机废气,而且废气比较容易扩散,废气含量不易掌握,使治理难度增加,对水土和环境影响较大,酸雨的形成和有机废气的排放有着直接关系,处理好有机废气排放是我们必需要面对的重要问题,对未来的环境发展起到关键作用。
2.有机废气处理技术概述
2.1液体吸收法
这种方式是利用物理化学原理,通过吸收剂和空气充分接触,有机废气经过吸收剂时产生分离,吸收剂起到了过滤有害气体的作用。在实际使用过程中还可以回收解析出来的有害物质,这样吸收剂能反复使用,节约能源。分解有害气体大致可以分为两种方式,一种是化学方法,一种是物理方法。多数有害气体都能通过水来吸收,所以物理方法就是依靠水来处理、回收有害气体。但不是所有的有机气体都能溶于水,对于那些不能用水处理的有机气体可以采用化学方法解决,利用溶剂产生的化学作用来清理污染的气体。
2.2吸附法
吸附法的原理是将气体中的有毒分子吸收并固定在固体表面,通过将气态分子转化成固态来达到净化的目的。吸附法具有能耗低、净化彻底等特点,有很好的经济效益和环境效益,因此得到广泛应用。吸附剂是决定吸附法处理效果的主要因素,其中最常用的是活性炭。活性炭具有吸附剂应有的特点,如内表面积大、化学性质稳定等,因此吸附性能好,去除效率高,被广泛应用。活性炭也分不同的种类,各
个种类各具特性,因此针对不同的有机废气,需要选择合适的活性炭以达到最佳吸附效果。
2.3冷凝法
冷凝法的原理是根据有机物质处于不同温度时饱和蒸气压也会有差异的特性,通过降低系统温度或者增强系统压力,使废弃物冷凝,从蒸汽状态的废气中分解出来。冷凝可以通过在恒定压力下降低温度来实现,也可以通过在恒定温度下提高压力来实现,目前前者应用得更多。冷凝法可以完成较高程度的净化,但是实际应用中,由于操作难度大、处理费用高,应用并不是特别广泛,通常与吸附、燃烧等其他方法配合使用,用在废弃物浓度高、环境温度较低的场合。
2.4生物膜法
生物膜法是有机废气处理研究的前沿性课题,简单来说,生物膜法是指利用微生物降解来进行有机废弃物处理的方法。其具体的实现过程是在多孔性介质的表面培养适量的微生物,当有机废气通过填料床层时,其中的大部分污染物会被微生物降解,变成水、二氧化碳等物质。用生物膜法治理有机污水已经有了很长的历史,但是用其治理有机废气才刚刚起步,仍处于探寻摸索的理论阶段,尚未应用于生产实践中。尽管如此,业界专业人士都非常看好生物膜法,认为它所特有的优异性必定使其在将来拥有广阔前景。
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2.5微波催化氧化法
微波空气净化方法的前身是填料吸附——解析技术,就是转变传统意义上的解吸方式的做法,使其成为微波解吸的方法。利用微波处理废气只需消耗少量能源即可,还可以节约解吸时间,吸附剂在使用二十多次后依然可以继续使用,其吸附能力不会改变。当前这一方法在处理废水过程中得到了普遍应用,在应用有机废气的处理方面国外出现了一些成功事例,但我国还没有在此方面取得成功。
2.6燃烧法
处理浓度较高与温度较高的有机废气时不易于使用活性碳。因此可以使用催化燃烧法,这一方法的选择还主要取决于催化剂,如果温度条件不变,利用催化剂与有机废气的反应,可以有效分解废气,在反应过程中还会产生大量的热量,因此催化燃烧法不但投资较低而且也有利于保护环境,同时在反应中产生的热量也可以得到利用,属于一种经济合理的处理手段。虽然催化燃烧法的优点很多,但需要解决催化剂的开发与研制。我国当前的催化剂还达不到催化活性高、起燃点低、稳定安全、价格合理的标准,因此虽然催化燃烧法具有较高的处理效率,但大面积推广与应用还有待加强,发展中纳米粒子催化剂有更广阔的应用前景,可推动我国工业废气处理水平的不断提高。
3.有机废气治理新技术的研究进展
3.1光催化氧化分解技术
光催化氧化分解技术是一种新型的治理技术,近年来应用越来越广泛。该技术属于分解消除的类型,它是指在一定波长光照下,并用吸附剂进行吸附,利用催化剂的催化作用,使吸附在吸附剂表面的 VOCs 发生氧化还原反应,最终将有机废气转化为 CO2、H2O 及其他有机物质。净化率一般都在90%~95%。光催化氧化有一定的优势,反应所需的催化剂无毒,而且可以循环使用,反应温度和压力比较好控制,耗能也较低,操作简便,无副产物生成,成本也少,对几乎所有污染物都适用。但是光催化氧化也有一定的局限性,需要一定的反应条件,达不到反应所需的条件就不会起作用。
3.2电晕技术
电晕技术是在高压脉冲电晕放电的情况下,温度和压力为常温、常压,对有机废气进行氧化、降解反应,最终将有害物质分子转化为高能电子和 O、OH 等活性粒子,这些活性粒子都为无害物。
3.3变压吸附技术
变压吸附的基本原理是利用气体组分在不同吸附剂上吸附特性的差异,以及吸附量随压力不同而变化的特性,通过压力变换实现气体的分离或提纯。变压吸附由于采用了压力涨落的循环操作,强吸附组分在低分压下脱附,吸附剂(硅胶、活性炭、分子筛等)得以再生。在加压下进行吸附,减压下进行解吸。
3.4低温等离子处理技术
低温等离子处理技术是通过外加电场的作用,利用介质放电产生大量的高能粒子,有机污染物分子与这些高能粒子发生一系列复杂的等离子体物理化学反应,最终将有机的有毒污染物分解为无毒无害物质,又可以叫做非平衡等离子体技术。低温等离子技术主要有电子束照射法、介质阻挡放电法等。近年来,低温等离子处理技术随着科技的发展与广泛的应用已经取得了较大成就。
结束语:
化工行业高速发展壮大的当代社会,应深入研究有机废气的处理技术,才能实现对环境的保护。在工业有机废气的处理过程中,不同组分的有机废气有不同的处理方法,应了解污染物的类型和其成分,在进行选择合理的净化手段。为了继续节约成本、提升效果,还应不断地开发新的工艺。在传统技术基础上研发新的技术,不但要进行经济建设,还要重视环境保护。只有研发更好的技术,才能实现化工行业的可持续发展,才能增强其综合竞争力。
参考文献:
[1]高宏俊.有机废气治理技术的研究进展[J].资源节约与环保,2013,06:148-149.
[2]王洪艳,黄鑫宗,李绍森.有机废气处理技术新进展[J].广东化工,2014(12)
论文作者:周玉霞
论文发表刊物:《基层建设》2017年第18期
论文发表时间:2017/10/13
标签:废气论文; 技术论文; 吸附剂论文; 气体论文; 方法论文; 催化剂论文; 分解论文; 《基层建设》2017年第18期论文;