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揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù)發(fā)展研究

2017-08-07 09:06:06來源:《環(huán)境科學(xué)與管理》 董龍標(biāo) 馮偉銘等 編輯:周末 關(guān)鍵詞:揮發(fā)性有機(jī)廢氣廢氣治理大氣防治閱讀量:33450

導(dǎo)讀: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。
  【中國環(huán)保在線 技術(shù)前沿】針對揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù)的發(fā)展問題,首先介紹了揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù),主要包括利用燃燒法處理揮發(fā)性有機(jī)廢氣,如利用直接燃燒法、催化燃燒法處理揮發(fā)性有機(jī)廢氣、生物法處理揮發(fā)性有機(jī)廢氣和吸附法處理揮發(fā)性有機(jī)廢氣,探討了揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù)進(jìn)展以及應(yīng)用,主要探討了微波催化氧化技術(shù)、活性炭纖維治理技術(shù)和生物治理技術(shù),并介紹了在揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理中的應(yīng)用、納米材料凈化技術(shù)的應(yīng)用和膜基吸收凈化技術(shù)在揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理的應(yīng)用。
 
  前言
 
  揮發(fā)性有機(jī)廢氣(以下簡稱VOCs)是一種有害氣體,它的沸點(diǎn)接近水的沸點(diǎn),有的VOCs沸點(diǎn)是在較高的溫度下,此時這些有機(jī)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(fā)有機(jī)化合物,這種有機(jī)揮發(fā)化合物會污染空氣,影響人類的健康。這些揮發(fā)性的有機(jī)化合物主要成分包括:硫烴、含氧烴、氮烴、鹵代烴、烴類等多環(huán)芳香烴,由于它們的性質(zhì)相似,它們很容易混合在一起,就會污染環(huán)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(jìn)入人體,對人的器官造成傷害。因此,在科技時代,必須對揮發(fā)性有機(jī)廢氣進(jìn)行治理,使有機(jī)廢氣控制在一定的濃度。
 
  1揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù)的分析
 
  在高科技時代,許多高科技產(chǎn)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(jī)物來進(jìn)行處理,在利用這些有機(jī)物時,就會使它們形成許多揮發(fā)性的有機(jī)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(jīng)過處理就隨意的排放到空氣中,就會污染環(huán)境,對人類的健康帶來嚴(yán)重的危害,對于常用的VOCs治理技術(shù)有以下幾種。
 
  1.1利用燃燒法處理揮發(fā)性有機(jī)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(jī)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(jī)物燃燒,當(dāng)這些有機(jī)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(jī)理,主要根據(jù)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(fā)性有機(jī)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(dāng)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,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(yōu)勢是:由于它們的投資費(fèi)用低,制備的設(shè)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(chǎn)物生成NOx化合物,這種化合物使燃燒結(jié)果產(chǎn)生二次污染物。
 
  1.1.2利用催化燃燒法處理揮發(fā)性有機(jī)廢氣
 
  催化燃燒法是在反應(yīng)系統(tǒng)加入某種催化劑,在催化劑的作用下,使VOCs能夠完全反應(yīng),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(jī)理,主要是可以降低VOCs的燃點(diǎn)。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(jī)物具有很強(qiáng)的選擇性,這樣Pt/H—Beta和PdO/H—Beta等催化劑,就容易使它們發(fā)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(jī)物發(fā)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(jìn)行比較,它們各自具有不同的優(yōu)勢,但催化燃燒法所需的燃燒溫度更低(200℃~400qC),這是它的優(yōu)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(huán)境得到保護(hù)。但是,現(xiàn)在使用的催化劑,由于它們的性能不穩(wěn)定,在某些條件下容易被含s、P、As等物質(zhì)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(yīng)進(jìn)行,就需要更換催化劑,這一過程,也需要付出昂貴的費(fèi)用。
 
  1.1.3利用生物法處理揮發(fā)性有機(jī)廢氣
 
  生物過濾法處理VOCs,這種有機(jī)廢氣,主要是工業(yè)生產(chǎn)、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(shù),近年來,隨著科學(xué)的發(fā)展,發(fā)現(xiàn)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(shè)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(nèi),已經(jīng)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(jīng)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(yōu)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(jié)果。這種方法如控制得當(dāng)對不同有機(jī)物的處理結(jié)果,可以達(dá)到40%一98%。生物過濾法的運(yùn)行成本很低,這有利于企業(yè)的應(yīng)用,但是由于這種方法的設(shè)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。
 

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