有機(jī)廢氣處理工藝的比較

 

一、熱損傷法

 

熱破壞法是指直接和輔助燃燒有機(jī)氣體即VOC，或者利用合適的催化劑加速VOC的化學(xué)反應(yīng)，***終降低有機(jī)物濃度使其不再有害的處理方法。

 

熱銷(xiāo)毀法對(duì)低濃度有機(jī)廢氣的處理具有******的效果，因此在低濃度廢氣的處理中得到了廣泛的應(yīng)用。這種方法主要分為兩種，即直接火焰燃燒和催化燃燒。直接火焰燃燒有機(jī)廢氣的熱處理效率相對(duì)較高，一般達(dá)到99%。催化燃燒是指在催化床的作用下，加速有機(jī)廢氣的化學(xué)反應(yīng)。這種方法比直接燃燒花費(fèi)的時(shí)間少，但是沒(méi)有催化劑的輔助就不能工作。目前使用的催化劑***多是金屬和金屬鹽。這兩種催化劑雖然催化效果比較***，技術(shù)也比較成熟，但是價(jià)格比較高，所以處理成本比較高。近年來(lái)，催化劑的研究和開(kāi)發(fā)***多集中在非貴金屬催化劑的方向，并取得了很***進(jìn)展。此外，在催化有機(jī)廢氣的過(guò)程中，需要催化劑載體，催化劑載體在提高催化活性和穩(wěn)定性方面起著重要作用。目前，陶瓷***多用作催化劑載體，但在未來(lái)的催化劑研究中，應(yīng)加快高效活性催化劑及其載體的研發(fā)。

 

二、吸附法

 

吸附法在有機(jī)廢氣處理中主要適用于低濃度、高通量的有機(jī)廢氣。目前，有機(jī)廢氣的處理方法已經(jīng)相當(dāng)成熟，能耗低，但處理效率高，可以徹底凈化有害的有機(jī)廢氣。

 

但是，這種方法也存在設(shè)備體積***、工藝流程復(fù)雜等缺陷。如果廢氣中含有***量雜質(zhì)，很容易導(dǎo)致工人中毒。因此，吸附劑是該方法處理廢氣的關(guān)鍵。目前采用吸附法處理有機(jī)廢氣，經(jīng)常使用活性炭，主要是因?yàn)榛钚蕴康目捉Y(jié)構(gòu)更***，吸附能力更強(qiáng)。此外，經(jīng)過(guò)氧化鐵或臭氧處理后，活性炭的吸附性能會(huì)更***，有機(jī)廢氣的處理也會(huì)更安全有效。

 

三、生物法

 

從廢氣處理的基本原理來(lái)看，有機(jī)廢氣的生物處理是利用微生物的生理過(guò)程將有機(jī)廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物，如CO2、H2O等簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物。這是一種無(wú)害的處理有機(jī)廢氣的方法。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)完整的有機(jī)廢氣生物處理過(guò)程包括三個(gè)基本步驟:a)有機(jī)廢氣中的有機(jī)污染物***先與水接觸，可迅速溶解在水中；b)溶解在液膜中的有機(jī)物，在液體濃度較低的情況下，可以逐漸擴(kuò)散到生物膜中，然后被附著在生物膜上的微生物吸收；c)微生物吸收的有機(jī)廢氣在其自身的生理代謝過(guò)程中會(huì)發(fā)生降解，***終轉(zhuǎn)化為對(duì)環(huán)境無(wú)害的化合物。

 

四、變壓吸附分離純化技術(shù)

 

變壓吸附分離純化技術(shù)利用氣體組分可以吸附在固體材料上的***點(diǎn)。在有機(jī)廢氣分離凈化裝置中，氣體的壓力會(huì)發(fā)生一定程度的變化，有機(jī)廢氣將通過(guò)這種壓力變化得到處理。PSA技術(shù)主要采用物理方法凈化有機(jī)廢氣，使用的材料為沸石分子篩。沸石分子篩在吸附選擇性和吸附容量方面具有一定的***勢(shì)。在一定的溫度和壓力下，這種沸石分子篩可以吸附有機(jī)廢氣中的有機(jī)成分，然后將剩余的氣體輸送到下一個(gè)環(huán)節(jié)。吸附有機(jī)廢氣后，通過(guò)一定的工藝進(jìn)行轉(zhuǎn)化，以維持和提高吸附劑的再生能力，使吸附劑可以再次投入使用，然后重復(fù)前面的工藝，反復(fù)循環(huán)，直到有機(jī)廢氣得到凈化。近年來(lái)，該技術(shù)已應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，在氣體分離方面取得了******的效果。該技術(shù)的主要***點(diǎn)是:能耗少、成本低、工藝操作自動(dòng)化、分離提純后混合物純度高、環(huán)境污染小等。該技術(shù)對(duì)回收和處理有價(jià)氣體有很***的效果。

 

五、氧化法

 

熱氧化是有毒有害且不需要回收的VOC***適合的處理技術(shù)和方法。氧化法的基本原理:VOC與O2反應(yīng)生成CO2和H2O?；瘜W(xué)方程式如下:Acxhyoz+Bo2 → Co2+DH2O。從化學(xué)反應(yīng)方程來(lái)看，氧化反應(yīng)類(lèi)似于化學(xué)燃燒過(guò)程，但由于其VOC濃度較低，在化學(xué)反應(yīng)中不會(huì)產(chǎn)生可見(jiàn)的火焰。一般來(lái)說(shuō)，氧化法可以通過(guò)兩種方法保證氧化反應(yīng)的順利進(jìn)行:a)加熱。使含有VOC的有機(jī)廢氣達(dá)到反應(yīng)溫度；b)使用催化劑。如果溫度相對(duì)較低，氧化反應(yīng)可以在催化劑表面進(jìn)行。因此，有機(jī)廢氣處理的氧化法分為以下兩種方法:

 

(1)催化氧化法。目前，催化氧化中使用的催化劑有兩種，即貴金屬催化劑和非貴金屬催化劑。貴金屬催化劑主要包括鉑、鈀等。，它們以細(xì)顆粒的形式附著在催化劑載體上，催化劑載體通常是金屬或陶瓷蜂窩體或散裝填料；非貴金屬催化劑主要是通過(guò)將過(guò)渡元素金屬氧化物如二氧化錳與粘結(jié)劑按一定比例混合而制備的。為了有效防止催化劑中毒后失去催化活性，在處理前必須徹底去除能使催化劑中毒的物質(zhì)，如鉛、鋅、汞等。如果不能去除有機(jī)廢氣中的催化劑毒物和覆蓋物，這種催化氧化法不能用于處理VOC

 

(2)熱氧化法。目前熱氧化方法有三種:熱燃燒法、分區(qū)法和蓄熱法。三種方法的主要區(qū)別在于熱量回收的方式。這三種方法都可以與催化方法相結(jié)合，降低化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)溫度。

 

六、低溫等離子體法

 

低溫等離子體又稱(chēng)物質(zhì)的***四種形式，由離子化的導(dǎo)電氣體組成，組合成分包括分子、電子、正離子、負(fù)離子、激發(fā)態(tài)的原子或分子、基態(tài)的原子或分子、質(zhì)子和光子。即由***量正負(fù)點(diǎn)狀粒子和中性粒子組成的分子以每秒300萬(wàn)至3000萬(wàn)次的速度反復(fù)轟擊異味氣體，使廢氣中的各種有害成分開(kāi)始電離、裂解，使其發(fā)生氧化等一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，然后經(jīng)過(guò)反復(fù)的凈化過(guò)程，將廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)。這種廢氣處理方法的應(yīng)用前景十分廣闊。但***部分還處于實(shí)驗(yàn)階段，沒(méi)有有效的工業(yè)應(yīng)用，處理效率無(wú)法保證。