低濃度、大風(fēng)量有機廢氣治理工藝及其應(yīng)用

隨著我國節(jié)能減排工作的不斷推進，對氮氧化物、二氧化硫等污染物進行了有效的控制和治理。但是對于低濃度、大風(fēng)量有機廢氣的治理還沒有引起人們的重視，這種污染物是空氣中細顆粒物的重要組成部分，因此需要進行有效的處理。目前，針對低濃度、大風(fēng)量有機廢氣的處理工藝也比較多，下文將進行具體的分析。
一、低濃度、大風(fēng)量有機廢氣的治理工藝
1.1 吸附處理工藝
吸附處理工藝的主要原理就是利用多孔固體吸附劑來處理有機廢氣，這樣就能夠通過化學(xué)鍵力或者是分子引力充分吸附有害成分，并且將其吸附在吸附劑的表面，從而達到凈化低濃度、大風(fēng)量有機廢氣的目的。目前，吸附處理工藝已經(jīng)能夠應(yīng)用到各種有機溶劑的回收中，比如噴漆、電子等行業(yè)，可以有效的回收四氯化碳以及苯等有機溶劑。隨著吸附處理工藝設(shè)備以及吸附劑的不斷發(fā)展，開始使用了沸石或者是活性炭纖維等，使得吸附處理工藝的應(yīng)用范圍得到了進一步的擴大。
目前，國外處理低濃度、大風(fēng)量有機廢氣的時候使用的是轉(zhuǎn)輪吸附設(shè)備，其能夠同時完成脫附以及再生，但是這種核心技術(shù)僅僅是掌握在發(fā)達國家手中。很多國內(nèi)的企業(yè)也采購了進口的轉(zhuǎn)輪，并且對其進行組裝，但是其產(chǎn)品質(zhì)量沒有較高的保障。使用轉(zhuǎn)輪吸附設(shè)備，需要投入較大的成本。一般情況下，可回收的低濃度、大風(fēng)量有機廢氣處理中可以使用吸附技術(shù)，但是如果低濃度、大風(fēng)量有機廢氣沒有回收價值的話，還需要再進行處理。因此吸附技術(shù)是一種單元技術(shù)，還需要和催化燃燒、焚燒等工藝結(jié)合起來進行使用。
1.2 臭氧氧化處理工藝
通常情況下，臭氧進行自解的速率常數(shù)為0.0012~1s 之間，其受到紫外線或者是催化劑的作用能夠快速的分解，并且產(chǎn)生高活性的原子氧。這種原子氧可以氧化臭味的物質(zhì)，從而達到除臭的目的。一般情況下，使用臭氧氧化技術(shù)也能夠處理一些可以產(chǎn)生臭味的無機物質(zhì)或者有機物質(zhì)，從而實現(xiàn)除臭的效果。但是臭氧自身就是一種臭味物質(zhì)，因此使用這種處理方式的時候，還需要解決殘余臭氧的處理問題，這樣才能夠保證更好的處理低濃度、大風(fēng)量有機廢氣。
1.3 低溫等離子處理工藝
低溫等離子處理工藝主要是利用放電來產(chǎn)生很多的高能粒子，然后對分子進行降解、氧化、裂解以及電離。近年來，低溫等離子處理工藝成為國內(nèi)外重視的一個重點問題。將低溫等離子處理工藝應(yīng)用到低濃度、大風(fēng)量有機廢氣處理中，具有處理量大、低能耗等優(yōu)點。但是，這種處理工藝在應(yīng)用的過程中會產(chǎn)生很多副產(chǎn)物，不能夠完全將有機廢氣降解為水和二氧化碳。根據(jù)相關(guān)的調(diào)查研究顯示，使用直流電暈放電產(chǎn)生的等離子體來對苯進行降解，降解率比較高，但是也會產(chǎn)生一些副產(chǎn)物，包括HCOOH、HCN、C2H2、CO 以及CO2 等。同時，低溫等離子處理工藝應(yīng)用過程中不能夠有水蒸氣的存在，因此還需要投資一些除濕設(shè)備，成本比較高。
1.4 生物處理工藝
生物處理工藝主要是通過微生物來將廢氣中的有機物作為能源和碳源，然后將其分解為水和二氧化碳。這種工藝的適用范圍主要是與氣體的組成成分有關(guān)系。其中生物過濾塔以及生物滴濾能夠適用低濃度、大風(fēng)量有機廢氣，并且有著較為廣泛的應(yīng)用范圍。生物滴濾處理工藝還適用于一些非有機物，包括氨、硫化氫等。生物處理工藝雖然使用起來比較簡單，但是風(fēng)量比較大的話，傳統(tǒng)的生物過濾器的尺寸還需要增大，沒有較強的去除能力。同時，反應(yīng)器中的微生物會有一段適應(yīng)期，不能夠快速地進行處理，這樣導(dǎo)致其應(yīng)用范圍受到限制。
二、催化燃燒和活性炭吸附在低濃度、大風(fēng)量有機廢氣處理中的應(yīng)用
2.1 吸附氣體流程
噴涂過程中產(chǎn)生的有機廢氣中含有一些漆霧，為了防止活性炭出現(xiàn)失活的情況，需要使用干式過濾器進行預(yù)處理，只有通過過濾只有的有機廢氣才能夠從風(fēng)管進入到活性炭吸附床中。當?shù)蜐舛取⒋箫L(fēng)量有機廢氣進入到吸附床之后，活性炭就能夠吸附廢氣中的有機物質(zhì)，并且將其附著在活性炭的表面，達到凈化氣體的目的。經(jīng)過凈化之后的氣體會隨著風(fēng)機進入到空氣中。
2.2 催化氣體流程
通過風(fēng)管能夠?qū)⒌蜐舛?、大風(fēng)量有機廢氣引入到催化燃燒機床中，低濃度、大風(fēng)量有機廢氣首先需要進入換熱器，然后才能夠進入到預(yù)熱器中。隨后經(jīng)過電加熱器的作用將其加熱到300℃左右。將低濃度、大風(fēng)量有機廢氣通過催化劑，這樣有機物在燃燒的過程中會產(chǎn)生二氧化碳和水，并且釋放出大量的熱，再次升高氣體的溫度。最后，換熱器能夠?qū)⒏邷貧怏w和冷風(fēng)進行換熱，并且回收一部分的熱量，通過風(fēng)機將凈化過的氣體排放到空氣中。
三、低濃度、大風(fēng)量有機廢氣處理的最新工藝研究
3.1 微波催化氧化處理工藝
微波催化氧化處理工藝是目前低濃度、大風(fēng)量有機廢氣處理工藝中技術(shù)含量比較高的一種工藝，其對傳統(tǒng)的吸附技術(shù)進行了改進，從而提高了低濃度、大風(fēng)量有機廢氣處理的效果。如果能夠?qū)⑦@種技術(shù)廣泛的應(yīng)用，就能夠?qū)⒌蜐舛?、大風(fēng)量有機廢氣的處理從吸附處理轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒉ㄎ庵卫恚軌蛱岣咛幚淼馁|(zhì)量。這種工藝能夠縮短處理的時間，還能夠降低成本以及資源浪費。這種處理技術(shù)能夠連續(xù)使用很多次，并且不會隨著次數(shù)的增多而降低效果。
3.2 活性炭纖維治理工藝
這種處理工藝相對于傳統(tǒng)的碳吸附工藝，吸附效果更好?；钚蕴坷w維治理工藝主要是利用活性炭纖維的吸附能力來處理低濃度、大風(fēng)量有機廢氣?；钚蕴坷w維具有微孔豐富、表面積大、吸附容量大并且吸附速度快等特點，這些對于低濃度、大風(fēng)量有機廢氣的處理都有著很大的作用。因此將活性炭纖維處理工藝應(yīng)用到低濃度、大風(fēng)量有機廢氣的處理中，優(yōu)勢比較大。
四、總結(jié)
隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，石油、印刷、噴漆等行業(yè)在生產(chǎn)的過程中會產(chǎn)生一些低濃度、大風(fēng)量有機廢氣，對自然生態(tài)環(huán)境造成了很大的破壞，還會影響到人們的身體健康。目前，低濃度、大風(fēng)量有機廢氣的處理工藝有低溫等離子處理工藝、吸附處理工藝、生物處理工藝以及催化燃燒處理工藝等，并且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，也出現(xiàn)了一些比較先進的處理工藝，比如活性炭纖維治理工藝等。
來源：《環(huán)境與發(fā)展》