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廢氣處理

技術(shù)解析丨低濃度VOCs廢氣處理技術(shù)及其應用探究

發(fā)布時(shí)間: 2020-03-13 09:40 2512 次瀏覽

VOC_s是一類(lèi)疏水及持久性有機污染物，大多具有致癌、致畸、致突變性，對環(huán)境具有潛在危害，多種VOC_s已被國家環(huán)保局列為優(yōu)先控制和優(yōu)先監測的污染物，如鹵代烷烴、氯烯烴、氯芳烴、芳烴及其氧化物和氮化物等。隨著(zhù)化工行業(yè)的發(fā)展，VOC_s排放量與日俱增，具有范圍廣、排放量大等特點(diǎn)，其處理已成為目前國內外研究的熱點(diǎn)之一。

1、我國VOC_s排放現狀

由于VOC_s的排放狀況比較復雜，在我國當前的污染檢查和統計中，并沒(méi)有將其列入檢查范圍。在常規檢測中，也沒(méi)有將其收入檢測目錄。這導致目前為止，我們國內仍然沒(méi)有有效的VOC_s監測機制，對其排放狀況和排放來(lái)源的統計缺乏數據，以至于我們只能通過(guò)估算來(lái)進(jìn)行VOC_s排放狀況統計。清華大學(xué)和同濟大學(xué)等高校的科研人員曾經(jīng)對人為排放源進(jìn)行過(guò)估算，結果表明在所有人為排放中，工業(yè)排放占據******，達到了54.5%，其中，又分為四個(gè)部分，其各個(gè)部分的VOC排放狀況如圖1所示。

2、低濃度VOC_s廢氣處理技術(shù)

2.1蓄熱式焚燒技術(shù)

蓄熱式焚燒設備的形式常見(jiàn)有二室和三室結構，處理大風(fēng)量時(shí)也可以設計成五室七室等結構。以三室結構為例：低濃度VOC_s先通過(guò)已經(jīng)蓄熱的******蓄熱槽吸熱，在燃燒室中焚化后再經(jīng)過(guò)******蓄熱槽放熱加熱蓄熱槽。此外，第三蓄熱槽同時(shí)以小風(fēng)量風(fēng)機將風(fēng)管與蓄熱槽內殘VOC氣體吹入燃燒室內燃燒裂解,吹掃風(fēng)量依爐膛溫度進(jìn)行調節，可避免吹掃風(fēng)量過(guò)大造成爐膛溫度大幅降低，造成能源浪費。三槽切換依序為進(jìn)氣→吹除→排氣→進(jìn)氣之順序進(jìn)行。整個(gè)進(jìn)排氣室間的切換是以提升閥切換進(jìn)行批次操作。燃燒室通常保持在800-850℃并達某一段滯留時(shí)間去氧化有機廢氣。燃燒室與蓄熱室是一高效率燃燒設備，VOC破壞去除效率一般能達到99.9%以上。同時(shí)該設備一般設置緊急排放風(fēng)門(mén)，防止爐膛超溫損壞蓄熱材。RTO爐采用的是微正壓設計，當爐膛壓力超過(guò)預設壓力時(shí)，為防止回火或發(fā)生******危險，緊急風(fēng)門(mén)也會(huì )打開(kāi)。同時(shí)，為防止閥門(mén)超溫損傷，閥門(mén)設有空氣降溫管線(xiàn)；為******煙氣溫度，緊急排放閥門(mén)后設有噴槍給煙氣降溫。燃燒器安裝于中間燃燒室上，有合適的天然氣燃料串組件，含入口過(guò)濾網(wǎng)的助燃風(fēng)機與安全控制。燒嘴結構搭配陶瓷內襯，需周邊填實(shí)。燒嘴結構并配備有目視鏡以清楚地觀(guān)察主火火焰，以利于燃料氣和空氣的配比調整。并搭配火檢檢查火焰狀態(tài)。

2.2光催化氧化技術(shù)

光催化氧化技術(shù)指的是通過(guò)光的作用而形成化學(xué)反應，讓揮發(fā)性有機廢氣包含的有害物質(zhì)向無(wú)害化合物進(jìn)行不斷轉化，讓揮發(fā)性有機廢氣自身污染性大大降低。起初，光催化氧化技術(shù)主要在處理廢水的方面應用，后來(lái)逐漸開(kāi)始應用到處理廢氣。現階段國內外的大量專(zhuān)家學(xué)者都對應用光催化氧化技術(shù)的應用展開(kāi)了大量研究，其研究結果表明:若催化劑的選擇合理，應用光催化氧化技術(shù)可以讓揮發(fā)性有機廢氣去除污染物的比率高達50%-70%，具有明顯的處理效果。應用光催化氧化技術(shù)時(shí)，特定波長(cháng)的光照條件下，可借助催化劑具備的光催化性，讓表面揮發(fā)性有機化合物進(jìn)行氧化還原反應，然后使有機物***終氧化成為H2O、CO2與無(wú)機小分子物質(zhì)。通過(guò)UV紫外線(xiàn)的光束對揮發(fā)性有機廢氣進(jìn)行照射，將其中的二甲苯、甲苯、苯等分子鏈結構進(jìn)行裂解，讓高分子化合物的分子鏈經(jīng)過(guò)紫外線(xiàn)高能光束的照射，向低分子的化合物進(jìn)行轉變與裂解，比如H2O與CO2等。同時(shí)，該光束還能將空氣氧分子有效分解成游離氧，游離氧自身正負電子不具有平衡性，和氧分子相互結合后會(huì )有臭氧形成。由于臭氧自身氧化作用較強，因此，能夠充分清除低濃度的揮發(fā)性有機廢氣。按照揮發(fā)性有機廢氣濃度高度與風(fēng)量大小，光催化氧化過(guò)程中為了讓設備的使用壽命、處理效果得到******，需要進(jìn)行廢氣源預處理的工作，將酸性的氣體預處理后方可讓其進(jìn)入到凈化設備中。酸性氣體能夠很好地溶于水中，因此，預處理的工藝應采用弱堿性水洗裝置。

2.3低溫等離子體催化技術(shù)

不同于傳統的活性炭吸附等方式，該技術(shù)利用等離子體與催化手段的結合，能夠完成許多傳統方式難以解決的問(wèn)題。將等離子體運用于低濃度VOC_s廢氣排放處理始于20世紀80年代，那時(shí)候只是將等離子體技術(shù)進(jìn)行單一使用，雖然也起到了一定的凈化效果，但是效率比較低，而且成本也高。在后續應用中，人們發(fā)現將催化技術(shù)與等離子體技術(shù)相結合，能夠在凈化低濃度VOC_s廢氣排放物時(shí)產(chǎn)生極高的效用，由此形成了現在使用的低溫等離子體催化技術(shù)。其不僅克服了高能耗的問(wèn)題，還能夠節省大量的時(shí)間，擁有較高的凈化效率。

2.4生物處理技術(shù)

與上述的廢氣處理技術(shù)相比，生物處理技術(shù)是一種無(wú)污染、無(wú)害的有機廢氣處理方式。該技術(shù)是通過(guò)微生物的生理過(guò)程來(lái)處理廢氣的，即將有機廢氣中的有害物質(zhì)轉化為二氧化碳、水等簡(jiǎn)單無(wú)機物。通常情況下，生物處理技術(shù)主要包括以下幾個(gè)步驟：其一，低濃度VOC_s廢氣中的有機污染物與水接觸并發(fā)生反應，迅速溶解于水中；其二，在液膜中溶解的有機物，當液態(tài)濃度較低時(shí)，會(huì )向生物膜進(jìn)行擴散，進(jìn)而被附著(zhù)在生物膜上的微生物吸收；其三，微生物吸收有機廢氣后，經(jīng)過(guò)自身的生理代謝，轉化為對環(huán)境無(wú)害的化合物質(zhì)，從而實(shí)現有機廢氣的降解。

3、低濃度VOC_s廢氣處理工程技術(shù)的應用發(fā)展

******，利用生物分子轉換。通過(guò)充分利用生物分子的轉換過(guò)程使得VOC_s廢氣能夠獲得更高效的處理，同時(shí)將內部中大量有害的物質(zhì)氣體轉化成可二次利用的成分然后通常重新組織的方式，這種治理技術(shù)在當前的發(fā)展中，適用性非常廣泛，相比上述技術(shù)由于需要投入大量的運營(yíng)成本相比，其運營(yíng)成本較低，系統整體的運行特征非常便捷，能夠適應不同類(lèi)型VOC_s廢氣的治理工程中，針對可以促進(jìn)有害物質(zhì)在進(jìn)行二次利用的優(yōu)勢，在當前的發(fā)展背景中，******符合綠色環(huán)保的理念，因此，市場(chǎng)的推廣價(jià)值較高。******提取并分離有害物質(zhì)治理。提取并分離有害物質(zhì)治理指的是提取并分離低濃度VOC_s廢氣中的有害物質(zhì)，并回收剩余氣體中的有用成分，減******害廢氣對環(huán)境造成的污染，這項技術(shù)投入的資金比較多，適用于大范圍的工業(yè)區。隨著(zhù)現代化社會(huì )的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平得到了很大提升，這項技術(shù)將有更加廣闊的適用范圍。第三，光解技術(shù)。光分解技術(shù)采取新型低濃度VOC_s廢氣治理方案，利用光的分解作用協(xié)同催化共同對廢氣進(jìn)行處理。半導體材料為常見(jiàn)的催化劑，具有較強的催化能力，并且無(wú)需花費較高成本，具有安全******的優(yōu)點(diǎn)，對多種行業(yè)較為適用。現階段科學(xué)家對新一代催化劑材料進(jìn)行研究，科學(xué)技術(shù)在不斷發(fā)展過(guò)程中，納米材料進(jìn)入人們眼簾。納米材料也是催化劑研究的主要方向，該材料比半導體材料更加******，能夠實(shí)現環(huán)保的目標，為未來(lái)光分解治理低濃度VOC_s廢氣的******催化劑，是低濃度VOC_s廢氣治理的跨越性******。

4、結束語(yǔ)

VOC_s是有機化合物，具有揮發(fā)性質(zhì)的物體的一種總稱(chēng)。VOC_s常常作為一種有機溶劑使用在工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中，因為其具備的揮發(fā)性能，在生產(chǎn)過(guò)程使用中對環(huán)境造成巨大的污染，對人體造成危害。研究低濃度揮發(fā)性有機廢氣處理技術(shù)與應用具有重要的意義。研究人員應對當前揮發(fā)性有機廢氣的概況有一個(gè)全面了解，能夠將生物技術(shù)、光催化氧化技術(shù)、低溫等離子體技術(shù)等多種技術(shù)充分應用到處理低濃度揮發(fā)性有機廢氣的過(guò)程中，從而實(shí)現VOC_s污染的有效治理，使排放的VOC_s濃度符合國家規定的標準。

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