摘要;大多数企业在其生产活动过程中都不免产生一定量的废气,这些产生的废气直接排放到大气中就不可避免地对空气造成污染,当前的事实是工业生产所产生的废气种类繁多,随着各个国家对环境保护的意识加强,废气治理技术也得以快速地发展,目前针对同一种废气存在着多种治理技术,不同治理技术的性能也会千差万别的。本论文主要介绍了工业废气中有机废气的来源及其危害,并对当前存在的废气治理技术进行了分析,研究不同技术所存在的优势和不足,文章最后对高效率的有机废气处理技术进行了介绍,展望未来有机废气治理技术的前景。
关键词:有机废气;治理;生物法;活性炭
有机废气是我国大气污染主要来源之一,随着工业的快速发展,有机废气的排放量迅速增加,排放种类也变得复杂,包括了各种烃类、醇类、醛类、酸类、酮类和胺类等。行业来源也日益广泛,涵盖了石油化工、塑胶、玩具、电线加工、家具、印刷、涂料等。有机废气组成也变得日趋复杂,通常含有烃类化合物、含氧有机化合物、含氮、硫、卤素及含磷有机化合物等一种或多种毒性污染物质。有机废气通过呼吸道和皮肤进入人体后,可能给人的呼吸、血液、肝脏等系统和器官造成暂时性或永久性病变,尤其是苯并芘类多环芳烃能使人体直接致癌。同时,有机废气也是形成光化学烟雾;造成臭氧层空洞;引起温室效应和恶臭污染等环境问题的罪魁祸首。在日常生活中,人们经常遭受工业有机废气的袭击,随着民众环保意识的提高,居民的相应投诉也越来越多。因此,研发治理有机废气的技术及设备迫在眉睫。
1.有机废气治理技术概述
根据有机废气的成分特性,研究人员目前已经研发出了许多适用的治理技术。按照污染物的去向形式,可将有机废气治理技术分为两大类:一是浓缩回收。浓缩回收是指采用吸收、吸附、冷凝、膜分离等方法将有机废气中低浓度的挥发性有机物浓缩回收再生;二是分解消除。分解消除是指利用光、电、热、催化剂、等离子体或微生物等作用将有机废气中低浓度的挥发性有机物彻底分解转化成水和二氧化碳等物质,从而达到去毒化的目的。
在实际应用中,工业有机废气处理常用的方法有吸附法、吸收法、催化燃烧法、热力燃烧法等。近年来又出现了一些新技术,如生物法、电晕法、光分解法等离子体分解法。虽然有机废气治理技术目前已经多样化,但每种治理方法都存在一定的适用性和局限性,而且不同排放源的废气组成也千差万别。因此,对于企业来说,统筹考虑有机污染物的种类、性质、浓度、净化要求和经济性等因素,综合选择适当的有机废气治理方法显得至关重要。本文首先介绍了有机废气最为常用的碳吸附和热燃烧技术,随后综述了生物法新兴技术的研究进展,最后针对当前有机废气治理存在的问题,提出了相应的研究方向。
2. 有机废气治理技术现状
目前而言,治理有机废气比较普遍的方法有吸附法、吸收法、氧化法等。这些方法虽然目前使用广泛,不可回避一个问题是效率不高,经济性低,因此在有限的环境治理投入下,带来的环境改善效果也很有限。
(1)活性炭吸附法。吸附是指液体或气体附着集中于固体表面的作用,一般的活性碳都能发生这种作用。根据选取的吸附材料以及吸附机理的不同,吸附法又可分成化学吸附和物理吸附。化学吸附利用的是疏水键去除有机污染物的,例如用酚醛树脂吸附剂去除邻苯二甲酸二甲酯类物质。但是化学吸附剂,更多的是运用在去除水相污染物当中,用来去除有机废气的情况比较少见,究其原因是吸附剂与气体接触时间不够长,无法进行有效的反应,导致吸附效果达不到预期。这就使得人们在实际生产中选择物理吸附材料处理有机废气,比如活性炭、沸石等。选择这种孔状结构,比表面积大,物理吸附能力强的吸附剂符合去除有机气体的要求。实验数据表明,纤维吸附材料与蜂窝状、颗粒状吸附材料相比,具备更快的传质速率,因此,常常选择纤维吸附材料,以提高去污效率。
(2)吸收法。吸收法一般情况是指的是液体吸收法,其基本的原理是废气和吸收剂接触很充分,吸收剂对于有害物质进行吸收,再经过接吸收过程,从吸收剂中除去废气并提取吸收剂,这样就使得吸收剂能够被循环利用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前废气处理设备中喷淋装置是使用吸收的原理进行制作的。物理吸收剂是利用的物质具备相似相容的物质特性,比如常见的吸收剂水,可以用于去除那些易溶于水的气体,像丙酮、甲醇、醚,但是对于水溶性差的物质水无法起到作用。这就需要使用化学吸附的方法,其主要的原理是吸附剂上面的基团与有机废气发生,就当前国内外对吸收法的应用,可以获得以下经验总结。一是国内外研究者研究了不同溶剂吸收法对各种有机废气污染成分的处理效果,吸收剂主要包括有机溶剂、表面活性剂和水,还包括新型环保型吸收剂环糊精;因此废气种类不同,采用的吸附剂的种类也就不同。
(3)催化氧化燃烧法。对于处理那些有毒、有害、没有回收价值的气体,如VOCs,氧化法是最佳的处理手段。该方法的基本原理是VOCs同氧气发生氧化反应生成水和二氧化碳,氧化反应就好比燃烧过程一样,最后得到的成分是对空气无害的水和二氧化碳。通常采用以下两种方法促使氧化反应的顺利进行:一种是加热升温,即热氧化法,使得废气达到氧化反应必需的最低温度;另一种是催化氧化,催化氧化是指不改变反应的温度和压强,向反应环境中添加金属催化剂,例如Pt、Pd、Ni等,废气中的有机污染物同氧化剂发生的氧化反应,催化剂的存在可以大大降低催化燃烧所需要的温度。如何获得高效的催化剂是催化氧化法的关键。近些年来,人们一直致力与整体催化剂的研究,同颗粒状催化剂比较,其在传质、传热、压降性能等诸多方面表现出优点。
3.治理废气新技术
(1)光催化氧化法
二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)、硫化镉(CdS)等半导体能够在光照作用下将其吸收的光能转化为化学能,激发一种高能粒子———“电子-空穴”对,这种粒子在于周遭的水和氧气发生反应以后,能产生一种自由基活性物,这种物质拥有极强的氧化能力。早在1976年,凯里等人就实现了二氧化钛在紫外光下催化脱氯了废水中含有的多氯联苯。
(2)UV 光催化技术
高能高臭氧的UV紫外线光束照射有机废气后能使其产生裂解,如三甲胺、甲硫氢、二甲二硫及苯乙烯等废气,其中苯、二甲苯中的分子链在高能的紫外线光下会降解成水和二氧化碳等低分子的化合物。另外,通过高能UV光可以使废气中的细菌的核酸遭到破坏,之后臭氧会对其形成氧化反应,从而达到彻底脱臭和灭杀细菌的作用。
除了以上两种技术,还有将各种传统技术综合使用的处理技术、低温等离子体等净化技术,以及膜分离法,膜隔离法就是指利用气体中不同组分具有不同的透膜而过的能力这一特性来展开,基于这种能力的不同,利用具有半渗透性的膜,使气体组分以不同的速度透过它,可以轻松的将废气中含有的VOCs分离出来。这些技术的发展都有效加快了有机废气的治理进程。
结语;有机废气的处理一直以来都是影响大气环境的关键因素,工业高速发展以来,人们排放到大气中的有机气体不论是量还是类,都发生了质的变化,环境治理刻不容缓。减少环境污染最有效的途径就是从源头入手,降低有机气体的排放,这就需要高效、节能、经济的有机废气处理手段,因此在传统的处理技术上,研发新的处理技术就显得格外重要了。相信随着科学技术的不断发展,创新性的有机废气处理技术也会被应用到工业生产中去,降低甚至消除大气中有机气体的排放指日可待。
参考文献;
(1)挥发性有机废气治理技术进展分析_陈哲铭
(2)浅析有机废气治理技术_赖耀强
(3)探究挥发性有机废气治理技术的现状与进展_杨飞
(4)有机废气处理技术研究进展_彭雅丽
(5)有机废气治理技术的研究进展_高宏俊
(6)有机废气治理技术研究进展_伍建军
论文作者:赖绍生
论文发表刊物:《基层建设》2016年30期
论文发表时间:2017/1/12
标签:废气论文; 技术论文; 气体论文; 吸附剂论文; 方法论文; 催化剂论文; 是指论文; 《基层建设》2016年30期论文;