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江蘇天瑞儀器股份有限公司作者
工業(yè)廢氣污染是我國目前主要的污染來源之一，如不及時(shí)進(jìn)行治理，被人體吸收后，容易產(chǎn)生疾病，影響人們的身體健康。因此，必須采取有效的措施，對(duì)廢氣進(jìn)行治理，特別是有機(jī)廢氣，以提升空氣質(zhì)量，減小疾病的發(fā)生。文章對(duì)治理有機(jī)廢氣的技術(shù)和方法進(jìn)行分析探討。
一、有機(jī)廢氣的主要構(gòu)成及特點(diǎn)
通過對(duì)大部分有機(jī)廢氣的成分進(jìn)行分析，可以得出，其構(gòu)成主要包括：甲醛、苯、甲苯、二甲苯等苯系物、丙酮丁酮、乙酸乙酯、油污、糠醛、苯乙烯、丙烯酸、樹脂、添加劑、漆霧以及一些含碳?xì)溲醯挠袡C(jī)氣體等。有機(jī)廢氣具有以下特點(diǎn)：有毒、易爆、易燃、不溶于水、可溶于有機(jī)溶體、處理困難。如果不對(duì)其進(jìn)行有效治理，會(huì)對(duì)人們身體健康構(gòu)成威脅。通過采取相應(yīng)的治理技術(shù)，可以有效地處理有機(jī)廢氣，經(jīng)處理后的一些物質(zhì)，還能進(jìn)行再利用。
二、有機(jī)廢氣的處理技術(shù)和方法
經(jīng)過多年研究，目前已有多種技術(shù)和方法可有效處理有機(jī)廢氣，并取得了良好的效果。
1、光分解法
采用這種方法治理有機(jī)廢氣，可通過以下方面實(shí)現(xiàn)：一是采用光照分解，當(dāng)光照波長達(dá)到相應(yīng)值時(shí)，就可以分解有機(jī)廢氣；二是加入催化劑，通過光照的形式進(jìn)行有機(jī)廢氣的分解。例如，用185mm的紫外線照射有機(jī)氯化物和氟氯烴時(shí)，能在很短時(shí)間內(nèi)將其進(jìn)行分解。在進(jìn)行光分解過程中通常會(huì)產(chǎn)生某些中間物質(zhì)，但這些東西可能透過延長光的照射或采用氫氧化鈉溶液處理掉；三是通過光催化降解，該技術(shù)是通過紫外線對(duì)TiO2進(jìn)行照射激活，使H2O生成為OH-自由基，這些自由基會(huì)將有機(jī)廢氣化解為CO2和H2O。
當(dāng)我們選擇催化劑消除有機(jī)廢氣時(shí)，可以采用常見的熒光燈作為光源，把有機(jī)廢氣中的惡臭進(jìn)行消除，或者降低其污染濃度。但就目前經(jīng)驗(yàn)而言，采用催化劑進(jìn)行降解的技術(shù)及效果還有待提高。
2、吸附法
?。?）直接吸附法
采用活性炭，直接吸附有機(jī)廢氣。其吸附率非常高，可達(dá)到96%以上，該方法投資小，簡單。但當(dāng)活性炭處于吸附飽和狀態(tài)時(shí)，其吸附有機(jī)廢氣的程度會(huì)大為下降，僅為吸附35%左右，吸附“三苯”廢氣只能達(dá)到20%~25%，也就是說一噸活性炭吸附的“三苯”氣體只有200-250kg。但處于飽和的活性炭是無法重生的，如果要提高活性炭吸附效果，需要進(jìn)行更換活性炭，這樣處理成本較高，且存在二次污染問題。
?。?）吸附—再生法
該法利用纖維活性炭或顆?；钚蕴康任絼┪接袡C(jī)廢氣，接近飽和后用過熱蒸汽反吹活性炭進(jìn)行脫附再生，水蒸氣與脫附出來的“三苯”氣體經(jīng)冷凝、分離，可回收“三苯”液體。采用這種方法具有脫附快，冷凝吸附效果好等優(yōu)點(diǎn)，但其存在明顯不足：如必須具有相應(yīng)的蒸汽、腐蝕性高；以及需要二次分離回收液、必須把活性炭當(dāng)中殘留的水分弄干后，再進(jìn)行二次吸附，成本高。
采用這種方法，適用于濃度高，風(fēng)量小，有一定回收利用價(jià)值的廢氣治理，否則不宜選擇該工藝，此外，該技術(shù)還有待進(jìn)一步完善和提高。
?。?）吸附—催化氧化。
采用新型活性碳吸附濃度低的有機(jī)廢氣，待吸附達(dá)到相應(yīng)飽和度后再利用熱空氣對(duì)其進(jìn)行加熱，脫離吸附中的“三苯”等廢氣，之后通過催化燃燒方法，實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢氣凈化處理的目的，此外，還可以對(duì)熱氣體進(jìn)行循環(huán)使用和余熱利用。
采用這種方法，可以綜合使用各個(gè)吸附方法，有效解決大風(fēng)量、低濃度的有機(jī)廢氣問題，這種方法在國內(nèi)屬于比較成熟的方法。由于有機(jī)廢氣含有多種雜質(zhì)如磷、鉛、錫、汞等，容易導(dǎo)致催化劑中毒。
因此，在應(yīng)用催化劑時(shí)，應(yīng)加上一定的載體，減小使用催化劑的同時(shí)，增大其使用面積，減少燒結(jié)，提高催化劑的穩(wěn)定性。通常使用的催化劑載體有石棉、陶土、活性炭等物質(zhì)，具體應(yīng)用時(shí)可根據(jù)實(shí)際條件進(jìn)行選擇。
3、催化燃燒技術(shù)的工藝特點(diǎn)及技術(shù)進(jìn)展
依據(jù)有機(jī)廢氣預(yù)熱方法及富集方法，催化燃燒分為以下3種：
?。?）預(yù)熱式：這是催化燃燒的常見方式。有機(jī)廢氣溫度在100℃以下，濃度也較低，熱量不能自給，因而在進(jìn)入反應(yīng)器前需要在預(yù)熱室加熱升溫。燃燒凈化后氣體在熱交換器內(nèi)與未處理廢氣進(jìn)行熱交換，以收回有些熱量。該技能一般選用煤氣或電加熱升溫至催化反應(yīng)所需的起燃溫度。
?。?）自身熱平衡式：當(dāng)有機(jī)廢氣排出溫度高于起燃溫度（在300℃擺布）且有機(jī)物含量較高，熱交換器收回有些凈化氣體所發(fā)生的熱量，在正常操作下可以保持熱平衡，無需彌補(bǔ)熱量，一般只需要在催化燃燒反應(yīng)器中設(shè)置電加熱器供起燃時(shí)運(yùn)用。
?。?）吸附-催化燃燒：當(dāng)有機(jī)廢氣的流量大、濃度低、溫度低、選用催化燃燒需耗很多燃料時(shí)，可先采用吸附手法將有機(jī)廢氣吸附于吸附劑上進(jìn)行濃縮，再經(jīng)過熱空氣吹掃，使有機(jī)廢氣脫附濃縮成高濃度有機(jī)廢氣（可濃縮10倍以上），再進(jìn)行催化燃燒。此時(shí)，不需要彌補(bǔ)熱源，就可保持正常運(yùn)行。
?。?）催化燃燒技術(shù)的研討進(jìn)展
跟著工業(yè)生產(chǎn)的迅猛發(fā)展，有機(jī)廢氣的品種也日益繁多，因而，人們也在不斷的研發(fā)催化燃燒的一些新工藝、新技術(shù)，以進(jìn)一步增強(qiáng)有機(jī)廢氣的處理效率。催化燃燒技術(shù)涉及化工、環(huán)境工程、催化反應(yīng)和自動(dòng)檢測(cè)控制等范疇，在中國尚處于發(fā)展階段。其今后的發(fā)展方向?yàn)椋?）進(jìn)一步加強(qiáng)催化劑功能，研發(fā)具有抗毒性、大空速、大比表面積及低起燃點(diǎn)的非貴金屬催化劑，以降低造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用。2）催化燃燒裝置應(yīng)向大型化、整體型和節(jié)能型方向發(fā)展。
5、生物法
生物凈化就是通常所說的一種氧化的過程：生物凈化依附在活性微生物以及潮濕介質(zhì)上的有機(jī)物質(zhì)作為生命的能源進(jìn)行及時(shí)的轉(zhuǎn)化，一般將其轉(zhuǎn)化為無機(jī)物（CO2、H2O）和常見的細(xì)胞物質(zhì)?，F(xiàn)階段的生物凈化的工藝主要包括三種：生物過濾法、生物滴濾床和生物洗滌床。
三、總結(jié)
1、在眾多有機(jī)廢氣處理技術(shù)中，生物處理技術(shù)是具有較好應(yīng)用前景的技術(shù)，其運(yùn)轉(zhuǎn)成本低、能耗小，不產(chǎn)生明顯的二次污染，可治理各種規(guī)模的中、低濃度有機(jī)廢氣，隨著其技術(shù)的不斷提高，已越來越引起人們的重視，并廣泛地應(yīng)用在工業(yè)有機(jī)廢氣治理中。對(duì)生物處理技術(shù)的研究重點(diǎn)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)填料性能、設(shè)備結(jié)構(gòu)和工藝條件的改進(jìn)，以及對(duì)不同菌種處理能力的研究。
2、吸附技術(shù)是目前治理有機(jī)廢氣中較為成熟和成型的技術(shù)之一，但其存在處理設(shè)備容量不足，吸附劑需要再生等問題，限制了技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。
3、催化燃燒技術(shù)投資少、設(shè)備簡單、操作方便，凈化*，可以處理低、高濃度的有機(jī)廢氣，是目前應(yīng)用廣泛的、經(jīng)濟(jì)有效的處理技術(shù)。今后該技術(shù)的研究方向重點(diǎn)應(yīng)放在如何防止催化劑因非VOC物質(zhì)造成的失活和重金屬造成的中毒等。
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