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VOCs有机废气处理常用10大工艺及原理图

发表时间:2022-02-21 18:56作者:科源

摘要:近年来我们的科技和工业快速发展,如何处理工业活动过程中产生的有机废气已经被列为我们国的重要课题。多种工业领域的快速发展一方面促进了我们经济的快速增长,另外一方面,也为我们的环境治理工作带了严峻的挑战。目前,我国涉及有机废气排放的行业众多,排放总量巨大。据统计,我们VOCs排放相关行业包括石油炼制、石油化工、机械设备制造、化工制药、印刷和包装印刷等二十几个行业,仅2020年有机废气排放总量就达到了1140万吨。

在此背景下,需要我们采取更科学的治理措施,全面提升其在实践中的处理水平,采用适当的工艺或结合多种工艺对有机废气进行处理。本文整理了有机废气处理的10种工艺。



1.吸附法

   

目前,吸附法是一种应用较为广泛的有机废气处理方法。其原理是通过吸附能力较强的物质,比如沸石分子筛及活性炭等,吸附废气中的有机污染物,将空气与有机气体分开,从而处理好有机废气,而吸附剂还能够进行循环利用。一般情况下,吸附法 主要适用于气体污染物,特别是浓度中低等、流量大的气体污染 物,其应用十分广泛,制造工艺也已经发展成熟。相关科研人员 还发现纤维状的吸附剂结构,具有最佳的吸附效果。


2. 吸收法


一般情况下,吸收法包括物理和化学吸收法。其中物理吸收法是利用洗涤装置中的溶剂将废气中的有害成分吸收掉,利用溶剂与有机分子的物理性质差异,分离和处理有害气体。比如,利用水吸收丙酮、甲醇及醚等,并利用活性基因将水溶性差的“三苯”等吸收掉。但是,针对净化要求高、废气量大的有机废气, 物理吸收法存在局限性,而化学吸收法是利用溶剂中的化学物质和废气进行化学反应,来实现废气的处理。相较于物理吸收法,化学吸收法具有更高的吸收效率,但是,化学吸收法通常用于处理无机废气。


3. 催化燃烧法

催化燃烧法,其优点很多,比如节约能源、起燃温度低、不产生二次污染、适用面广及经济等。燃烧有机废气时,应通过催化剂的助燃,使气流中的有机废气迅速燃烧,可用于处理烃类废气和恶臭气体,具有完全处理的效果。该方法以其可以有效处理 有机废气的特点,广泛应用于处理工业废气。


4. 生物氧化法

该方法是有机废气经过盛有液体的处理器,因为其在气液中 不一样的溶解度,将有机废气转化为液态,然后利用处理器中的 微生物,通过代谢作用分解有机物,并将其转换为无机物。该方 法具有投资低、设备简单及无二次污染等特点,而受实用性与经 济性等的限制,该方法还在起步阶段。


5. 低温等离子体技术


该技术实际作用发挥中对电场有着较强的依赖性,且在高频 放电状态下会产生瞬间高能,从而将有机废气分子化学键打开, 采用分解的方式得到无害或单质的有机废气分析,且在等离子体 氧化性强的自由基、正负离子等作用下,实现对有机废气分子的 氧化处理。同时,基于低温等离子体技术的有机废气处理,由于 最终可生成二氧化碳、氮气等无机物质,且实践应用效果良好, 使得这类技术在有机废气处理方面有着良好的应用前景。


6. 变压吸附技术

该技术基本原理为: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。同时,变压吸附由于采用了压力涨落的循环操作方式,使得强吸附组分在低分压下脱附,吸附剂得以再生利 用。在此期间,可在加压下进行吸附,减压下进行解吸。实践中 若进行基于变压吸附技术的有机废气处理,则需要在硅胶、氧化 铝、活性炭、分子筛等吸附剂的配合作用下,对有机废气进行高 效处理。除此之外,由于变压吸附技术在有机废气处理应用中具 有一次性投资成本经济性良好、能耗低、处理效果好等优点,且 能得到纯度高的副产品,使得该技术在有机废气处理应用中有着 良好的应用价值,能够为相关企业的生产效益增加提供保障。


7. 纳米 TiO2 光催化技术

结合有机废气处理作业落实的实际要求,可在纳米技术的支持下,对其进行针对性处理。实践中若能将纳米 TiO2 光催化技术应用于有机废气处理中,则能够将其转化为二氧化碳、水等无机小分子物质,还可以去除氯仿、多氯联苯、有机磷化合物、多环芳烃等难降解或用其他方法难以去除的有机废气,可避免有机废 气处理中二次污染问题的发生。同时,由于这类技术应用过程中 具有成本低、操作便捷、化学活性高等优点,从而增加了其在有 机废气处理方面的应用优势。因此,有机废气处理过程中应给予 纳米 TiO2 光催化技术的选择与使用更多的关注,确保废气处理技 术运用有效性。


8. 膜生物反应器

现阶段随着我国膜生物技术的快速发展及新材料研制水平的日益提升,使得性能可靠的膜生物反应器在有机废气处理方面的应用得到了更多的关注。在膜生物反应器应用过程中,可实现对膜技术与传统微生物废气处理技术的融合使用,使得有机废气处理中的环保效果得以增强,并保持其良好的降解效果,全面提高 有机废气处理工作效率。实践中若采用膜生物反应器对有机废气 进行处理时,则需要根据实际情况,对该方法应用中的成本经济 性、阻力、水溶性污染物去除效率低等问题进行充分考虑,并加 大该技术的理论研究力度,做好其在有机废气处理应用方面的实 践作用效果评估工作,促使我国在有机废气处理方面的技术手段 更加丰富。


9. 膜分离法

所谓膜分离法,其原理主要是由于其他内部具有多个不同的 组成部分,这些部分在进行膜穿透的时候,实际速度有着非常大的差异。究其原因主要是各类气体在进行膜穿透的时候,往往与 其自身性质、特性以及气体分压有着极为重要的联系。在使用膜 分离法进行气体净化的时候,其主要依靠蒸气和空气在进行膜渗 透的时候,两者自身能力有着非常大的差别,从而起到分离的效 果。一般情况下,应用率最高的工艺主要包括膜分离、膜吸收以及蒸汽渗透。膜分离的工艺本身最大的优势便是前期资金成本的 投入非常低,整体效果非常好,同时分离出来的因子也相对较大。 不仅如此,这种方式还具有非常强的可操作性,控制方式也十分 简便,从而降低了人为误操作出现的概率。


10. 微波催化法

所谓微波催化法,其主要是基于早期的填料吸附方式经过一 系列演变得出,从而将原本的解吸方式逐步改为微波解吸的形式, 从而可以大幅度降低能量损耗,同时还能使得原本的解吸时间得 以有效缩短。一般而言,只要吸附的次数超过了 20 此之后,其吸 附能力便会完全恢复。微波接吸技术的基本原理和早期的水处理 方法非常相近,基本上都可以通过“体积加热”以及“容器加热” 的形式予以解释。目前来看,基本上国内外的许多实践活动都已 经开始应用这种模式,尤其是在对于空气进行净化的方面,许多 西方国家现如今已经出现了大量成功案例。然而,由于起步相对较晚的原因,我国当前的研究工作仍然处于初期阶段。


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