有機廢氣處理工藝的比較

 

一、熱損傷法

 

熱破壞法是指直接和輔助燃燒有機氣體即VOC，或者利用合適的催化劑加速VOC的化學(xué)反應(yīng)，***終降低有機物濃度使其不再有害的處理方法。

 

熱銷毀法對低濃度有機廢氣的處理具有******的效果，因此在低濃度廢氣的處理中得到了廣泛的應(yīng)用。這種方法主要分為兩種，即直接火焰燃燒和催化燃燒。直接火焰燃燒有機廢氣的熱處理效率相對較高，一般達到99%。催化燃燒是指在催化床的作用下，加速有機廢氣的化學(xué)反應(yīng)。這種方法比直接燃燒花費的時間少，但是沒有催化劑的輔助就不能工作。目前使用的催化劑***多是金屬和金屬鹽。這兩種催化劑雖然催化效果比較***，技術(shù)也比較成熟，但是價格比較高，所以處理成本比較高。近年來，催化劑的研究和開發(fā)***多集中在非貴金屬催化劑的方向，并取得了很***進展。此外，在催化有機廢氣的過程中，需要催化劑載體，催化劑載體在提高催化活性和穩(wěn)定性方面起著重要作用。目前，陶瓷***多用作催化劑載體，但在未來的催化劑研究中，應(yīng)加快高效活性催化劑及其載體的研發(fā)。

 

二、吸附法

 

吸附法在有機廢氣處理中主要適用于低濃度、高通量的有機廢氣。目前，有機廢氣的處理方法已經(jīng)相當(dāng)成熟，能耗低，但處理效率高，可以徹底凈化有害的有機廢氣。

 

但是，這種方法也存在設(shè)備體積***、工藝流程復(fù)雜等缺陷。如果廢氣中含有***量雜質(zhì)，很容易導(dǎo)致工人中毒。因此，吸附劑是該方法處理廢氣的關(guān)鍵。目前采用吸附法處理有機廢氣，經(jīng)常使用活性炭，主要是因為活性炭的孔結(jié)構(gòu)更***，吸附能力更強。此外，經(jīng)過氧化鐵或臭氧處理后，活性炭的吸附性能會更***，有機廢氣的處理也會更安全有效。

 

三、生物法

 

從廢氣處理的基本原理來看，有機廢氣的生物處理是利用微生物的生理過程將有機廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為簡單的無機物，如CO2、H2O等簡單的無機物。這是一種無害的處理有機廢氣的方法。一般來說，一個完整的有機廢氣生物處理過程包括三個基本步驟:a)有機廢氣中的有機污染物***先與水接觸，可迅速溶解在水中；b)溶解在液膜中的有機物，在液體濃度較低的情況下，可以逐漸擴散到生物膜中，然后被附著在生物膜上的微生物吸收；c)微生物吸收的有機廢氣在其自身的生理代謝過程中會發(fā)生降解，***終轉(zhuǎn)化為對環(huán)境無害的化合物。

 

四、變壓吸附分離純化技術(shù)

 

變壓吸附分離純化技術(shù)利用氣體組分可以吸附在固體材料上的***點。在有機廢氣分離凈化裝置中，氣體的壓力會發(fā)生一定程度的變化，有機廢氣將通過這種壓力變化得到處理。PSA技術(shù)主要采用物理方法凈化有機廢氣，使用的材料為沸石分子篩。沸石分子篩在吸附選擇性和吸附容量方面具有一定的***勢。在一定的溫度和壓力下，這種沸石分子篩可以吸附有機廢氣中的有機成分，然后將剩余的氣體輸送到下一個環(huán)節(jié)。吸附有機廢氣后，通過一定的工藝進行轉(zhuǎn)化，以維持和提高吸附劑的再生能力，使吸附劑可以再次投入使用，然后重復(fù)前面的工藝，反復(fù)循環(huán)，直到有機廢氣得到凈化。近年來，該技術(shù)已應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，在氣體分離方面取得了******的效果。該技術(shù)的主要***點是:能耗少、成本低、工藝操作自動化、分離提純后混合物純度高、環(huán)境污染小等。該技術(shù)對回收和處理有價氣體有很***的效果。

 

五、氧化法

 

熱氧化是有毒有害且不需要回收的VOC***適合的處理技術(shù)和方法。氧化法的基本原理:VOC與O2反應(yīng)生成CO2和H2O?；瘜W(xué)方程式如下:Acxhyoz+Bo2 → Co2+DH2O。從化學(xué)反應(yīng)方程來看，氧化反應(yīng)類似于化學(xué)燃燒過程，但由于其VOC濃度較低，在化學(xué)反應(yīng)中不會產(chǎn)生可見的火焰。一般來說，氧化法可以通過兩種方法保證氧化反應(yīng)的順利進行:a)加熱。使含有VOC的有機廢氣達到反應(yīng)溫度；b)使用催化劑。如果溫度相對較低，氧化反應(yīng)可以在催化劑表面進行。因此，有機廢氣處理的氧化法分為以下兩種方法:

 

(1)催化氧化法。目前，催化氧化中使用的催化劑有兩種，即貴金屬催化劑和非貴金屬催化劑。貴金屬催化劑主要包括鉑、鈀等。，它們以細顆粒的形式附著在催化劑載體上，催化劑載體通常是金屬或陶瓷蜂窩體或散裝填料；非貴金屬催化劑主要是通過將過渡元素金屬氧化物如二氧化錳與粘結(jié)劑按一定比例混合而制備的。為了有效防止催化劑中毒后失去催化活性，在處理前必須徹底去除能使催化劑中毒的物質(zhì)，如鉛、鋅、汞等。如果不能去除有機廢氣中的催化劑毒物和覆蓋物，這種催化氧化法不能用于處理VOC

 

(2)熱氧化法。目前熱氧化方法有三種:熱燃燒法、分區(qū)法和蓄熱法。三種方法的主要區(qū)別在于熱量回收的方式。這三種方法都可以與催化方法相結(jié)合，降低化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)溫度。

 

六、低溫等離子體法

 

低溫等離子體又稱物質(zhì)的***四種形式，由離子化的導(dǎo)電氣體組成，組合成分包括分子、電子、正離子、負(fù)離子、激發(fā)態(tài)的原子或分子、基態(tài)的原子或分子、質(zhì)子和光子。即由***量正負(fù)點狀粒子和中性粒子組成的分子以每秒300萬至3000萬次的速度反復(fù)轟擊異味氣體，使廢氣中的各種有害成分開始電離、裂解，使其發(fā)生氧化等一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，然后經(jīng)過反復(fù)的凈化過程，將廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。這種廢氣處理方法的應(yīng)用前景十分廣闊。但***部分還處于實驗階段，沒有有效的工業(yè)應(yīng)用，處理效率無法保證。