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探讨有机废气的处理
2018-12-08
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大气污染是我国目前突出的环境问题之一,工业废气是大气污染物的重要来源。大量工业废气排入大气,必然使大气环境质量下降,给人体健康带来严重危害。工业废气中难处理的是有机废气,有机废气通过呼吸道和皮肤进入人体后,能给人的呼吸、血液、肝脏等系统和器官造成暂时性病变,尤其是苯并花类多环芳烃能使人体直接致癌,己经引起人类的高度重视。工业生产中会产生各种有机物废气,主要包括各种烃类、醇类、醛类、酸类、酮类和胺类等,这些有机废气会造成大气污染,危害人体健康,而且还会造成浪费,所以有机废气的处理与净化势在必行。进入21世纪,随着社会经济的发展和人们环保意识的增强,人们对环境质量提出了   高的要求。目前我国的环境问题依然十分突出,己严重地制约了经济发展和人民生活水平的提高,其中有毒有机物对环境污染非常严重,该类污染物具有排放量大、污染面广和难以降解的特点,对它们的污染控制一直是环保工作者研究的重点课题。
  一、有机废气的来源及特点
  有机废气主要来源于石油和化工行业生产过程中排放的废气,特点是数量较大,有机物含量波动性大、可燃、有一定毒性,有的还有恶臭,而氯氟烃的排放还会引起臭氧层的破坏。石油和化工工厂及石化产品的存储设施,印刷及其他与石油和化工有关的行业,使用石油、石油化工产品的场合和燃烧设备,以石油产品为燃料的各种交通工具都是有机废气的源头。有机废气一般都存在易燃易爆、有毒有害、不溶于水、溶于有机溶剂、处理难度大的特点。
  二、有机废气的危害
  有机废气对人体的危害是多方面的,不同行业有机物废气的毒性也是各不相同的,其中工业废气中10种常见的有机废气对人体的危害主要表现为:苯类有机物多损害人的神经,造成神经系统障碍,当苯蒸气浓度过高时(空气中含量达2%),可以引起致死性的急性中毒。多环芳烃有机物有强烈的致癌性。苯酸类有机物能使细胞蛋白质发生变形或凝固,致使全身中毒。发生睛类有机物中毒时,可引起呼吸困难、严重窒息、意识丧失直至死亡。有机物硝基苯影响神经系统、血相和肝、脾器官功能,皮肤大面积吸收可以致人死亡。芳香胺类有机物致癌,二苯胺、联苯胺等进入人体可以造成缺氧症。有机氮化合物可致癌。有机磷化合物降低血液中胆碱脂酶的活性,使神经系统发生功能障碍。有机硫化合物中,低浓度硫醇可引起不适,高浓度可致人死亡。含氧有机化合物中,吸入高浓度环氧乙烷可致人死亡;丙烯醛对粘膜有强烈的刺激;戊醇可以引起呕吐、腹泻等。
  三、有机废气处理的方法
  对有机废气的治理,人们早有研究,而且己经开发出一些卓有成效的控制技术,如广泛采用并且研究较多的有燃烧法、吸收法、吸附法等,近年来形成的新控制技术有生物膜法和等离子体分解法等。
  1、燃烧法
  直接火焰燃烧是一种有机物在气流中直接燃烧和辅助燃料燃烧的方法。多数情况下,有机物浓度较低,不足以在没有辅助燃料时燃烧。直接火焰燃烧在适当温度和保留时间条件下,可以达到99%的热处理效率。
  催化燃烧是有机物在气流中被加热,在催化床层作用下,加快有机物化学反应(或破坏效率的方法),催化剂的存在使有机物在热破坏时比直接燃烧法需要   少的保留时间和   低的温度。催化剂在催化燃烧系统中起着重要作用。用于有机废气净化的催化剂主要是金属和金属盐,金属包括贵金属和非贵金属。目前使用的金属催化剂主要是Pt、Pd,技术成熟,而且催化活性高,但价格比较昂贵而且在处理卤素有机物,含N、S、P等元素时,有机物易发生氧化等作用使催化剂失活。非金属催化剂有过渡族元素钻、稀土等。近年来催化剂的研制无论是国内还是国外进行得较多,而且多集中于非贵金属催化剂并取能得了很多成果。
  2、吸收法
  利用液体吸收液与有机废气的相似相溶性原理而达到处理有机废气的目的。通常为强化吸收效果用液体石油类物质、表面活性剂和水组成的混合液来作为吸收液。近年来,日本学者研究利用了用环糊精作为有机卤化物的吸收材料,根据环糊精对有机卤化物亲合性极强的原理,将环糊精的水溶液作为吸收剂对有机卤化物气体进行吸收。这种吸收剂具有无毒不污染,捕集后解吸率高,回收节省能源,可反复使用的优点。此外,该处理方法投资费用较少,运行成本也较低,因而在一些中小型企业中的应用比较广泛。
  3、吸附法
  吸附法的应用广泛,具有能耗低、工艺成熟、去除率高、净化彻底、易于推广的优点,有很好的环境和经济效益。缺点是设备庞大,流程复杂,当废气中有胶粒物质或其他杂质时,吸附剂易中毒。活性炭吸附塔主要用于低浓度,高通量可挥法性有机物(VOCs)的处理。决定吸附法处理VOCs的关键是吸附剂,吸附剂应具有密集的细孔结构、内表面积大、吸附性能好、化学性质稳定、不易破碎、对空气阻力小等性能,常用的有活性炭、氧化铝、硅胶、人工沸石等。
  目前,多数采用活性炭,其去除效率高。活性炭有粒状和纤维状两类。颗粒状活性炭结构气孔均匀,除小孔外,还有10~100nm的中孔和1.5~5μm的大孔,处理的气体从外向内扩散,吸附脱附都较慢;而纤维活性炭孔径分布均匀,孔径小且绝大多数是1.5~3nm的微孔,由于小孔都向外,气体扩散距离短,因而吸附脱附快。经过氧化铁或氢氧化钠或臭氧处理的活性炭往往具有   好的吸附性能。
  4、生物法
  生物净化实质上是一种氧化分解过程:附着在多孔、潮湿介质上的活性微生物以废气中有机组分作为其生命活动的能源或养分,转化为简单的无机物(CO2、H2O)或细胞组成物质。现阶段主要工艺包括:生物过滤床、生物滴滤床以及生物洗涤床。废气通过生物过滤床后即可被净化,而滤料层中的微生物在生化降解污染物的过程中不断生长繁殖,从而使生物滤池的操作得以持续进行。滤料使用一年后一般呈酸性,要定期进行维护和保养。
  5、等离子体分解法
  等离子体分解氯氟烃的技术己到实用阶段,技术可在短时间内进行大量的氯氟烃等气体的处理。此过程采用二个系统,一系统利用高频等离子体急速加热,使温度达10000℃利用等离子体的化学作用与水蒸汽接触进行分解的超高温加水系统;   个系统是将高温分解的排气急冷到80℃下的排气系统。该系统是由氯氟烃和水蒸汽的供给装置、等离子体发生装置、反应炉、冷却罐以及排水处理装置等构成。
  对于有机气体的净化处理,无论是广泛采用的传统处理方法,还是新开发的处理技术,都要考虑到应用的实效性。目前,除了推广传统工艺外,应重点开发新的技术,以达到提高去除效率、降低投资运行费用,减少二次污染的目的。随着有机产品的大量使用,有机物污染己引起世界各国的高度重视,控制该类污染己成为各国的一项义不容辞且刻不容缓的任务。我国是一个发展中,面临经济发展和环境保护的双重任务。为促使经济、社会、环境的协调发展,开发经济有效的有机物的净化处理技术己成为我国解决有机物污染的重要课题。在目前己经开发应用的处理技术中,先进氧化方法降解有机气体适合我国国情,在国内有机废气治理领域   具发展前途。 

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