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有机物废气处理“七大"方法

日期: 2018-12-11
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目前,异味废气处理的传统方法有燃烧法、吸收法、吸附法、生物法、光催化法、低温等离子法等。

1)燃烧法


燃烧法主要有根据燃烧的温度及辅助介质不同又分为直接燃烧法和催化燃烧法两种。


催化燃烧法较适合于高浓度、小风量废气的净化,在处理低浓度的废气时,由于要维持300~400℃的催化燃烧温度,需借助于活性炭吸附等浓缩工艺来提高废气的燃烧热值,但废气中的水气、油污及颗粒物易引起活性炭吸附容量下降及催化剂中毒失活等问题,使得该方法的推广和使用在一定程度上受到了限制。


有机物废气处理“七大



直接燃烧法是投加辅助燃料与废气一起送入焚烧炉燃烧,直接焚烧工艺成熟,控制一定的温度条件下污染物去除效率高,焚烧彻底,但在使用过程中一般会有一下问题:


①若焚烧含氯、溴代有机物和芳烃类物质时极易产生二恶英类强致癌物质,尤其在焚烧炉启动和关闭过程中更易产生,为避免二恶英类物质产生,须提高燃烧温度在1200℃以上,若保持如此高的燃烧温度不仅运转费用高,而且对焚烧炉的要求也大大提高。


②焚烧含氯代有机物时会产生氯化氢腐蚀问题,尤其是在高温状态下,氯化氢的腐蚀性能大大增强,不仅对管道存在腐蚀,更严重的是会引起焚烧炉的腐蚀。


③焚烧时存在爆炸的潜在危险,尤其是易挥发性可燃气体,若达到其爆炸极限遇明火则有可能引起爆炸。


另外,若废气中含有卤素、氮元素和硫元素的情况下,采用燃烧法极易产生二次污染物质二恶英、氮氧化合物和硫氧化合物。


2)吸收法


利用污染物质的物理和化学性质,使用水或化学吸收液对废气进行吸收去除的方法。该方法在设计操作合理的情况下去除效率很高,运转管理方便,但对设备及运行管理要求极高,而且只有能溶解于吸收液或能与吸收液反应的污染物才能被有效去除。


3)吸附法


该方法是当污染物质通过装有吸附剂(如活性炭、疏水分子筛等)的吸附塔时,利用该吸附剂对污染物的强吸附力,从而达到净化废气的目的。该方法设备简单,去除效果好,多用于净化工艺的末级处理。该方法缺点是对高浓度废气处理效率低、占地面积大、气阻大、吸附剂需经常更换或再生等缺点,而且吸附剂脱附后的气体难于收集而最终又排回大气中,是一种不彻底的解决途径。


4)吸附再生法


低温加热再生法。对于吸附沸点较低的低分子碳氢化合物和芳香族有机物的  饱和炭,一般用 100~200℃蒸汽吹脱使炭再生,再生可在吸附塔内进行。脱附后的有机物蒸汽经冷凝后可回收利用。常用于气体吸附的活性炭再生。


吸附净化原理及工艺流程


吸附:


有机废气经过滤器除去固体颗粒物质,由上而下进入吸附罐,有机物被活性炭捕集、吸附并浓缩,净化的空气从罐体下部经主风机排入大气。


解吸:


当活性炭吸附有机物达到饱和状态后,停止吸入有机废气。通过活性炭床向上送入蒸汽进行吹脱,将有机物自活性炭中逐出,即解吸。罐中活性炭恢复其活性,即再生。


热风干燥及冷却:


用蒸汽解吸后的活性炭层中,约留有80~90%的蒸汽凝液,填充了活性炭内孔,从而降低了炭层的活性。因此,通入热空气对炭层进行干燥。然后关闭蒸汽阀门,再通入常温空气,冷却至25℃左右,活性炭恢复如初,以备再循环使用。


有机溶剂回收:


利用有机溶剂露点温度较高的特点,将蒸汽和有机溶剂的混合物引入冷凝器,使其冷凝,冷凝液经疏水阀进入分离器,利用溶剂比水轻的特点,分离回收。


凝水净化:


为保证冷凝水的洁净,避免有机溶剂的凝水排入水体,在分离器内分离后的水中通入压缩空气,使水中有机溶液剂充分解脱。被压缩空气逐出的含有机物空气折返废气系统,重新吸附。净化后的冷凝水,排入下水道。


连续吸附措施:


在连续生产的工厂中,吸附系统也需相应连续工作,可在废气净化系统设计中,选用双罐系列,以便吸附、再生交替连续使用。


再生周期:


再生周期应根据净化后排气中有害气体浓度而定。当有害气体浓度接近超标数值时,即应停止吸附,进行再生。帮系统初始工作阶段需及时测定排出口有害气体浓度,以便掌握合理吸附再生周期。


活性炭再生设备的优劣主要体现在:吸附恢复率、炭损率、强度、能量消耗、辅料消耗、再生温度、再生时间、对人体和环境的影响、设备及基础投资、操作管理检修的繁简程度。


此外,任何活性炭低温加热再生装置中都需要妥善解决的是防止炭粒相互粘结、成块造成堵塞通道,甚至导致运行瘫痪的现象。


5)生物法


生物法是近年来研究较多的一种处理工艺,该方法最突出的优点是处理成本低廉、基本无二次污染。生物法虽然在净化低浓度有机污染物时效果明显,具有能耗低的优点,但存在气阻大、降解速率慢、设备体积庞大、易受污染物浓度及温度的影响,而且该法仅适用于亲水性及易生物降解物质的处理,对疏水性和难生物降解物质的处理还存在一定难度。


6)光催化技术


光敏半导体催化氧化或纳米金属氧化物光催化也是近年来的研究热点,但该技术的降解效率受控于污染物质与催化剂表面界面扩散速率,而且催化剂价格昂贵、很容易中毒失效,目前光催化技术很难用于大规模工业化应用,多局限于实验研究及小风量应用阶段。


7)低温等离子法


1、低温等离子是内外电极在高压状态下进行间隙放电,间隙间通过的气体被电离的过程。由于放电电压较高38000v,电子在与空气中的氮气碰撞产生大量的氮氧化物,造成二次污染。


臭氧发生器与低温等离子放电技术和放电原理一样,而放电电压3500v,几乎无氮氧化物产生。(老式工频臭氧发生器35000v,使用一段时间后,罐体内会产生大量氮氧化物溶胶,3500v放电,无任何残余物)


2、粉尘类物质,无论怎么过滤去除,总会有部分残余。由于废气是流经低温等离子放电区域的,淀粉、糊精等物质会粘附在内外电极表面,从而使低温等离子放电性能大大降低或导致设备损坏。


水冷式工业用大型臭氧发生器设备本身与废气无任何关联,不会导致这一问题发生。(如果选用老式内置式臭氧发生器,放置于废气流通通道中,会和所谓的低温等离子一个性质,同样会因为电极结垢而损坏)


3、低温等离子脉冲电源技术不稳定,一组一电源,多组累加进行放电,相互中频干扰大,电源易损。臭氧发生器一机一电源,即使100kw机器,也是一个控制柜,一台变压器,一台放电室,技术成熟,可以长时间24小时连续稳定运行。


4、低温等离子1m³/h废气耗电约2-5w,10000m³废气耗能约20-50KW。1.2kg/h臭氧发生器能耗为16kw,处理废气量约30000-50000m³/h,10000m³能耗为3-5kw。


5、低温等离子名义上是电离废气,实际是电离空气产生臭氧,利用臭氧的强氧化性来进行废气处理。


6、低温等离子的放电效果和空气的湿度有极大的关系,湿度越大能耗越大,大量能量会被水分子吸收,从而降低电离效果。而臭氧产生是自己一套完整而成熟的系统,不受湿度和温度的影响。


7、低温等离子处理废气,废气直接经过放电系统,对于易燃易爆气体带来很大安全隐患,容易造成火灾等重大安全事故,实例有小鸟电动车喷漆废气采用低温等离子体发生爆炸。防爆环境绝对不允许使用。而臭氧投加是以管道形式把臭氧气体通入氧化塔体中,臭氧发生系统内部与废气无任何接触,没有任何安全隐患。


8、臭氧的产生要求干燥空气,空气露点在-40℃以下,产生的臭氧量能达到20-30mg/L。而常规空气不经过干燥处理,产生量只有标准产量的十分之一。这就是水分子对能量损耗的最好说明。而对于臭氧的氧化性能要求湿度越大,氧化效果越好。


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