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揮發性有機廢氣治理技術發展研究

2017-9-6 11:25:32??????點擊:
針對揮發性有機廢氣治理技術的發展問題,首先介紹了揮發性有機廢氣治理技術,主要包括利用燃燒法處理揮發性有機廢氣,如利用直接燃燒法、催化燃燒法處理揮發性有機廢氣、生物法處理揮發性有機廢氣和吸附法處理揮發性有機廢氣,探討了揮發性有機廢氣治理技術進展以及應用,主要探討了微波催化氧化技術、活性炭纖維治理技術和生物治理技術,并介紹了在揮發性有機廢氣治理中的應用、納米材料凈化技術的應用和膜基吸收凈化技術在揮發性有機廢氣治理的應用。
 
  前言
 
  揮發性有機廢氣(以下簡稱VOCs)是一種有害氣體,它的沸點接近水的沸點,有的VOCs沸點是在較高的溫度下,此時這些有機廢氣的飽和蒸汽壓都會高于133.3Pa,在這樣的條件下,它們就可能成為揮發有機化合物,這種有機揮發化合物會污染空氣,影響人類的健康。這些揮發性的有機化合物主要成分包括:硫烴、含氧烴、氮烴、鹵代烴、烴類等多環芳香烴,由于它們的性質相似,它們很容易混合在一起,就會污染環境,這些VOCs同時能夠威脅人類的身體健康,在人們的呼吸中,進入人體,對人的器官造成傷害。因此,在科技時代,必須對揮發性有機廢氣進行治理,使有機廢氣控制在一定的濃度。
 
  1揮發性有機廢氣治理技術的分析
 
  在高科技時代,許多高科技產品的表面,都會利用涂漆、塑料、化工以及其它化工原料,都會使用許多有機物來進行處理,在利用這些有機物時,就會使它們形成許多揮發性的有機廢氣,它們不僅對工人帶來身體的傷害,而且,如果這些氣體不經過處理就隨意的排放到空氣中,就會污染環境,對人類的健康帶來嚴重的危害,對于常用的VOCs治理技術有以下幾種。
 
  1.1利用燃燒法處理揮發性有機廢氣
 
  燃燒法是利用VOCs的可燃性,由于它們自身可以燃燒,如果將這些有機物,在一定的溫度下,將它們通人到焚燒爐中,就可以使這些有機物燃燒,當這些有機物生成CO和HO,就可以將它們排放到空氣中。這種燃燒法的處理機理,主要根據燃燒溫度和燃燒方式的不同,一般可以將它們分成直接燃燒法、熱力燃燒法和催化燃燒法三種形式。
 
  1.1.1利用直接燃燒法處理揮發性有機廢氣
 
  直接燃燒法,就是使VOCs直接燃燒,其方法就是將VOCs直接通人到焚燒爐中,就可以使VOCs在高溫中燃燒。如果VOCs的濃度高,它們在爐中就可以很好的燃燒,生成CO2和H2O,當VOCs濃度低時,此時的燃燒由于不充分,就需要采取一定的措施,如加入輔助燃料,也會使VOCs燃燒完全,最終使VOCs完全生成CO2和H2O,這些CO2和H2O就可以排人空氣。這種方法的優勢是:由于它們的投資費用低,制備的設備比較簡單,在操作方面也比較方便,但是,利用這種燃燒的方法需要維持高溫燃燒(>1100~C)的條件,同時,在這種高溫條件下,就容易使產物生成NOx化合物,這種化合物使燃燒結果產生二次污染物。
 
  1.1.2利用催化燃燒法處理揮發性有機廢氣
 
  催化燃燒法是在反應系統加入某種催化劑,在催化劑的作用下,使VOCs能夠完全反應,生成CO2和H2O,然后將它們排人到空氣中的方法。這種催化劑的作用機理,主要是可以降低VOCs的燃點。目前使用的這種催化劑的類型較多,這些催化劑主要是貴金屬催化劑(如Pt、Pd)和非貴金屬催化劑(女口V、Ti、Fe、Cu等)。女口Pt/H—Beta和PdO/H—
 
  Beta等催化劑,它們在與VOCs接觸時,對氯化烴類的有機物具有很強的選擇性,這樣Pt/H—Beta和PdO/H—Beta等催化劑,就容易使它們發生催化分解作用]。而M.A.Centeno_3等人通過研究表明,利用催化燃燒的方法,可以使Au/TiOxNy催化劑對已烷、苯和丙醇等有機物發生很高的催化作用,在這種催化作用下,使VOCs得到完全燃燒。如果將催化燃燒法與熱力燃燒法進行比較,它們各自具有不同的優勢,但催化燃燒法所需的燃燒溫度更低(200℃~400qC),這是它的優勢。由于它們可以在較低溫度下燃燒,就可以避免NO二次污染物生成,使環境得到保護。但是,現在使用的催化劑,由于它們的性能不穩定,在某些條件下容易被含s、P、As等物質破壞,一旦催化劑的活性破壞,就使催化劑失去活性,如果一旦催化劑失去活性,為了保證反應進行,就需要更換催化劑,這一過程,也需要付出昂貴的費用。
 
  1.1.3利用生物法處理揮發性有機廢氣
 
  生物過濾法處理VOCs,這種有機廢氣,主要是工業生產、市政污水、污泥處理的主要來源。為了治理惡臭氣體,提出了生物過濾法這種技術,近年來,隨著科學的發展,發現這種處理方法對處理VOCs也有較好的效果。這種生物過濾法,可以處理較低濃度的VOCs,核心處理設備是生物濾床的作用(如圖1所示),VOCs可以在生物濾床中得到處理,使VOCs生成CO:和HO,這主要是由于在濾床內,已經裝有能形成生物膜的填料,這些填料可以使VOCs在濾床里被生物膜上的生物經過吸附作用,將VOCs分解成CO2和H2O,使它們排放到空氣中得到凈化。

 
  圖1生物過濾法工藝的流程圖
 
  這種生物過濾法決定它的處理效率的優劣,主要是對這種生物過濾操作條件的控制,因此,在利用這種方法時,只要把操作條件控制好,就可以得到較好的結果。這種方法如控制得當對不同有機物的處理結果,可以達到40%一98%。生物過濾法的運行成本很低,這有利于企業的應用,但是由于這種方法的設備龐大,而且,它對于處理VOCs還具有選擇性,這就減弱了這種方法的使用范圍。
文章鏈接:中國環保在線 http://www.hbzhan.com/news/detail/119181.html
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