常見廢氣處理方法

 

廢氣處理繁瑣多樣，但從工藝原理上來(lái)說(shuō)，概括為活性炭吸附法、低溫等離子體法、光催化氧化法、生物處理法、燃燒法，即脫氣五法！

一、活性炭吸附法

1.污染原則

活性炭吸附法是目前應(yīng)用***廣泛的揮發(fā)性有機(jī)化合物處理方法，因?yàn)槠涑跏纪顿Y低。它通過(guò)活性炭的自然吸附能力吸附揮發(fā)性有機(jī)化合物。吸附飽和后，活性炭解吸再生或交由專業(yè)危險(xiǎn)廢氣公司處理。

2.實(shí)際應(yīng)用

使用活性炭吸附法處理VOCs的環(huán)保公司基本上都提到這類設(shè)備的去污效率在90%以上，但在實(shí)際的去污應(yīng)用過(guò)程中，去污效率在90%以上只是一個(gè)理論值。而且在不同的工作環(huán)境下，其去污效率遠(yuǎn)低于這個(gè)理論值。主要原因包括溫度、工作環(huán)境濕度、水霧、酸度、粉塵與吸附氣體的相互作用等。比如華南地區(qū)常年濕度***，溫度高，實(shí)驗(yàn)室活性炭實(shí)際吸附量不足50%。

3.主要問(wèn)題

活性炭吸附法處理?yè)]發(fā)性有機(jī)化合物的實(shí)際運(yùn)行維護(hù)成本很高。同時(shí)，自然吸附和解吸難以管理，適用性受多種因素影響，不適合含粉塵、水蒸氣、牛奶等廢氣的處理，難以穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)環(huán)保。而且***量飽和活性炭的處理更昂貴。這種方法只吸附和轉(zhuǎn)移污染物。如果不嚴(yán)格跟蹤飽和活性炭的轉(zhuǎn)移過(guò)程，很容易造成二次污染。但由于前期投入較少，企業(yè)自然選擇較多。雖然很難監(jiān)管(炭箱里沒(méi)有活性炭，活性炭設(shè)施太簡(jiǎn)單，幾乎不換炭，活性炭的選擇與實(shí)際設(shè)計(jì)不符，用量太小等。)，環(huán)保部門***終會(huì)采取行動(dòng)，存在巨***的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。而且容易造假來(lái)對(duì)付環(huán)境管理。(比如炭箱里沒(méi)有活性炭，活性炭設(shè)施太簡(jiǎn)陋，幾乎沒(méi)有換炭，活性炭實(shí)際工程與設(shè)計(jì)不符，消耗量太小等。

二、低溫等離子體技術(shù)

1.污染原則

在低溫等離子體廢氣處理設(shè)備的介質(zhì)阻擋放電(DBD)過(guò)程中，等離子體中產(chǎn)生了電子、離子、臭氧和激發(fā)態(tài)分子等具有高化學(xué)活性的粒子。理論上，有機(jī)廢氣與這些活性基團(tuán)發(fā)生高能反應(yīng)，其中一部分會(huì)被裂解，***終轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，從而達(dá)到凈化廢氣的目的。

2.實(shí)際應(yīng)用

***內(nèi)生產(chǎn)的污染控制設(shè)備采用低溫等離子體技術(shù)，環(huán)保公司制造了該設(shè)備的去污參數(shù)，基本上提到該設(shè)備的去污效率達(dá)到80%以上。***量可用于VOCs處理的低能等離子設(shè)備只能用于控制油煙污染。在工業(yè)VOCs處理的實(shí)際過(guò)程中，這種低溫等離子體技術(shù)設(shè)備對(duì)有機(jī)廢氣的降解基本無(wú)效，會(huì)產(chǎn)生污染副產(chǎn)物，降解效率較低。然而，揮發(fā)性有機(jī)化合物的易燃性因其安全性而備受關(guān)注。

3.主要問(wèn)題

目前廣泛使用的低功率低溫等離子體，過(guò)去用于廚房行業(yè)的油煙處理。不適合VOCs處理，產(chǎn)生副產(chǎn)物和***量臭氧，會(huì)造成VOCs燃弧、著火等問(wèn)題。

因?yàn)榈入x子體技術(shù)在短時(shí)間內(nèi)處理包括芳香族化合物在內(nèi)的有機(jī)廢氣的效率非常低，主要產(chǎn)生中間產(chǎn)物。如果在穩(wěn)定的有機(jī)廢氣中使用***功率等離子體，一定時(shí)間內(nèi)就會(huì)達(dá)到處理效果。但工業(yè)生產(chǎn)高速排放的VOCs廢氣處理效率很低，很多中間副產(chǎn)物會(huì)二次產(chǎn)生，導(dǎo)致VOCs成分更加復(fù)雜(這些副產(chǎn)物可能危害更***)，設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生***量無(wú)用的臭氧。而且***部分有機(jī)廢氣都是易燃易爆化合物。等離子體運(yùn)行時(shí)很容易引爆VOCs。天津爆炸事件使社會(huì)對(duì)其安全性產(chǎn)生了質(zhì)疑，因此該技術(shù)在各地被禁止，并日益增多。

三、光催化氧化

1.污染原則

光催化廢氣處理設(shè)備技術(shù)是利用***殊的紫外波段，在催化劑的作用下，催化氧氣生成臭氧、羥基自由基和負(fù)氧離子，然后氧化還原VOCs分子的處理方式。

2.實(shí)際應(yīng)用

***多數(shù)用于處理VOCs的紫外光催化處理設(shè)備，都是參考過(guò)去除臭殺菌的技術(shù)原理。通常采用雙波長(zhǎng)紫外管轉(zhuǎn)化臭氧，普通二氧化鈦材料作為催化劑，雖然號(hào)稱去污效率在80%以上。其實(shí)現(xiàn)在使用的UV光催化VOCs處理設(shè)備效率低，沒(méi)有計(jì)算技術(shù)的控制，會(huì)***量產(chǎn)生臭氧和中間副產(chǎn)物。

3.主要問(wèn)題

在紫外光催化氧化技術(shù)的應(yīng)用中，包括紫外燈管的波長(zhǎng)、光催化材料、反應(yīng)時(shí)間、相對(duì)濕度、塵埃粒子等，是VOCs處理成敗的瓶頸因素。目前普遍認(rèn)為，VOCs可以完全降解為無(wú)毒無(wú)害的CO2和H2O等。但由于使用中反應(yīng)時(shí)間較短，揮發(fā)性有機(jī)化合物在光催化氧化反應(yīng)中會(huì)產(chǎn)生更多的酮類、醛類等惡性中間體和***量的臭氧。

近年來(lái)，工業(yè)城鎮(zhèn)臭氧超標(biāo)的原因之一是濫用等離子體和產(chǎn)生臭氧的紫外光催化氧化設(shè)備。由于這兩種設(shè)備都是試圖將空氣中的氧氣轉(zhuǎn)化為臭氧，然后通過(guò)化學(xué)反應(yīng)消化工業(yè)廢氣的技術(shù)，由于反應(yīng)條件的限制，臭氧轉(zhuǎn)化為自由基和負(fù)氧離子的效率極低，而且由于反應(yīng)時(shí)間太短，設(shè)備產(chǎn)生的臭氧***部分不能代替VOCs處理直接排放。

四、生物處理方法

1.污染原則

微生物對(duì)廢氣中污染物的消化代謝本質(zhì)上是一個(gè)生化分解過(guò)程，通過(guò)附著在介質(zhì)上的活性微生物吸收有機(jī)廢氣，將污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)害的水、二氧化碳等無(wú)機(jī)鹽。

2.實(shí)際應(yīng)用

以污染物為微生物的食物來(lái)源，生物處理方法包括由烴和氧組成的各種有機(jī)化合物、簡(jiǎn)單的有機(jī)硫化物、有機(jī)氮化物、硫化氫、氨等無(wú)機(jī)化合物。要求氣量小，濃度低，連續(xù)排氣，廢氣處理容器***。雖然處理過(guò)程相對(duì)環(huán)保，但由于操作維護(hù)復(fù)雜、生物營(yíng)養(yǎng)繁瑣等原因，生物處理方法效果不佳。因?yàn)槠浔O(jiān)管難度***，所以還是比比皆是。

3.主要問(wèn)題

適用性差:只適用于***定污染物，生物菌容易死亡，在處理可溶性物質(zhì)和可降解污染物時(shí)會(huì)受到限制；生物很容易被新陳代謝阻斷；生物法所用填料的比表面積和孔隙率直接影響反應(yīng)器的生物量、整個(gè)填充床的壓降以及填充床是否容易堵塞，難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制；各種運(yùn)行參數(shù)的控制能力難以提高，維護(hù)成本高，故障難以控制；培養(yǎng)菌株難度***:難以篩選出高效降解各種VOCs氣體的***勢(shì)菌株；反應(yīng)位點(diǎn)限制:反應(yīng)裝置占地面積***，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)。所以生物法的應(yīng)用中不乏裝飾。

五、燃燒法

1.污染原則

燃燒方法分為再生燃燒技術(shù)(RTO)和催化燃燒技術(shù)(RCO)。原理是有機(jī)廢氣通過(guò)直接燃燒或催化劑低溫燃燒徹底降解為水和二氧化碳。

2.實(shí)際應(yīng)用

燃燒法作為目前處理效率和效果相對(duì)理想的工藝，雖然價(jià)格相對(duì)較高，運(yùn)行成本也不低，但已經(jīng)得到了一些城市***多數(shù)專家和環(huán)保部門的認(rèn)可，甚至被制定為主要處理工藝。

3.主要問(wèn)題

因?yàn)樾顭崾饺紵?RTO)的燃燒室溫度一般不低于750℃，甚至高達(dá)1000℃，會(huì)產(chǎn)生燃料型氮氧化物。氮氧化物根據(jù)形成機(jī)理的不同可分為三種:熱型、快速型和燃料型，其中燃料型占60%-95%。在生成燃料型氮氧化物的過(guò)程中，空氣中含有氮或氮的有機(jī)化合物被熱裂解生成氮、氯化萘、HCN等中間產(chǎn)物基團(tuán)，然后被氧化成氮氧化物。粗略計(jì)算，一套20萬(wàn)m3/h的蓄熱式燃燒設(shè)備，其氮氧化物排放量相當(dāng)于一臺(tái)35 t/h的燃煤流化床鍋爐。

在有機(jī)廢氣的催化燃燒設(shè)備(RCO)過(guò)程中，由于采用自來(lái)水作為噴淋水進(jìn)行預(yù)處理，水中的氯離子和有機(jī)物攜帶的氯離子在催化燃燒室(200~500℃)中容易產(chǎn)生二惡英。但VOCs處理設(shè)備上沒(méi)有高溫高溫裝置來(lái)促進(jìn)二惡英的分解，因此氣體燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的二惡英會(huì)直接排放到***氣中。