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关于VOC气体危害及废气处理技术
发布日期:2020-06-26 18:38

  关于 VOC 气体风险及废气处置手艺 家喻户晓,工业出产历程中会发生大量对大气情况有风险的无机气体。以后,中国的大 气情况已遭到严峻污染,北方很多地域呈现了严峻雾霾气候。在这种环境下,必需加大无机 废气处置手艺的研发力度,通过提高废气处置手艺来低落其对大气情况的风险。本文从 VOC 气体的风险入手,阐发了其有关处置手艺。 1、VOC 及其风险概述 1.1VOC 概述 挥发性的无机化合物,简称为 VOC(Volatile Organic Compounds)),在工业出产中, 凡是作为溶剂来利用,利用之后便分发到大气中。现阶段,其使用比力普遍的范畴包罗石油 化工、印刷、人造革及电子元器件、烤漆和医药等。 1.2VOC 风险概述 从化学物质的性子来看,在工业出产等范畴,正常用作溶剂的次要包罗脂肪族化合物、 卤代烃和芬芳族化合物等。这些无机溶剂若是挥发到大气情况中,不只会对大气情况形成严 重污染,并且人体呼入被污染的气体后,对人体康健发生风险。好比苯,它每每被看成一种 溶剂来利用,作为溶剂挥发到大气情况中,不只能够被人体的皮肤所接收,并且还可通过呼 吸体系进入人体内部,形成慢性或急性中毒,不外人体的大部门中毒均是因为呼入有毒气体 形成的。 苯类化合物不只会对人体的中枢神经形成必然的损害,并且还可能形成神经体系的障 碍,进入人体后还会风险血液和造血器官,若是环境比力严峻,以至会有出血症状或患上败 血症。氧化感化下,苯在生物体内可氧化成苯酚,从而形成肝功效非常,对骨骼的发展发育 十分晦气,诱发再生妨碍性血虚。若是苯蒸汽浓渡过高,生物可能因急性中毒而灭亡。因而, ACGIH 把苯列为潜在致癌物质。卤代烃类化合物会激发神经症候群和血小板的削减、肝脾肿 大等不良情况,并且很有可能致癌。所以,必需节制 VOC 的排放,这不只是对情况担任,也 是对咱们的生命康健担任。 2、VOC 废气处置手艺 以后,VOC 废气处置手艺次要包罗热粉碎法、变压吸附分手与净化手艺、吸附法和氧化 处置方式等。 2.1 热粉碎法 热粉碎法是指间接和辅助燃烧无机气体,也就是 VOC,或操纵符合的催化剂加速 VOC 的 化学反映,最终到达低落无机物浓度,使其不再拥有风险性的一种处置方式。 热粉碎法对付浓度较低的无机废气处置结果比力好,因而,在处置低浓度废气中获得了 普遍使用。这种方式次要分为两种,即间接火焰燃烧和催化燃烧。间接火焰燃烧对无机废气 的热处置效率相对较高,正常环境下可到达 99%。而催化燃烧指的是在催化床层的感化下, 加速无机废气的化学反映速率。这种方式比间接燃烧用时更少,可是若是分开催化剂辅助, 则无奈阐扬感化。现阶段,可作为催化剂利用的多数是金属、金属盐。这两种催化剂的催化 结果虽说比力好,手艺也曾经相当成熟,可是其价钱却比力高,所以处置本钱也就比力高。 近年来,催化剂研制多集中在非贵金属催化剂标的目的,取得了比力大的进展。 别的,在催化无机废气历程中,还必要有催化剂的载体,其起着提高催化活性和不变性 的主要感化。以后,多以陶瓷作为催化剂载体,但在将来的催化剂钻研傍边,应加速研发高 效活性催化剂及其载体。 2.2 吸附法 无机废气中的吸附法次要合用于低浓度、高通量无机废气。现阶段,这种无机废气的处 理方式曾经相当成熟,能量耗损比力小,可是处置效率却很是高,并且能够完全净化无害有 机废气。实践证实,这种处置方式值得推广使用。 可是这种方式也具有必然缺陷,它必要的设施体积比力复杂,并且工艺流程比力庞大; 若是废气中有大量杂质,则容易导致事情职员中毒。所以,利用此方式处置废气的环节在于 吸附剂。以后,采用吸附法处置无机废气,多利用活性炭,次如果由于活性炭细孔布局比力 好,吸附性比力强。 别的,颠末氧化铁或臭氧处置,活性炭的吸附机能将会更好,无机废气的处置将会愈加 平安和无效。 2.3 生物处置法 从处置的根基道理上讲,采用生物处置方式处置无机废气,是利用微生物的心理历程把 无机废气中的无害物质转化为简略的有机物,好比 CO2、H2O 和其它简略有机物等。这是一 种有害的无机废气处置体例。 正常环境下,一个完备的生物处置无机废气历程包罗 3 个根基步调:a)无机废气中的有 机污染物起首与水接触,在水中能够敏捷消融;b)在液膜中消融的无机物,在液态浓度低的 环境下,能够逐渐扩散到生物膜中,进而被附着在生物膜上的微生物接收;c)被微生物接收 的无机废气,在其本身心理代谢历程中,将会被降解,最终转化为对情况没有损害的化合物 质。 2.4 变压吸附分手与净化手艺 变压吸附分手与净化手艺是操纵气体组分可吸附在固体资料上的特征,在无机废气与分 离净化安装中,气体的压力会呈现必然的变迁,通过这种压力变迁来处置无机废气。 PSA 手艺次要使用的是物理法,通过物理法来实现无机废气的净化,利用资料次如果沸 石分子筛。沸石分子筛,在吸附取舍性和吸附量两方面有必然劣势。在必然温度和压力下, 这种沸石分子筛能够吸附无机废气中的无机身分,然后把残剩气体输送到下个关键中。在吸 附无机废气后,通过必然工序将其转化,连结并提高吸附剂的再生威力,进而可让吸附剂再 次投入利用,然后反复上步调工序,轮回频频,直到无机废气获得净化。 近年来,该手艺起头在工业出产中使用,对付气体分手有优良结果。该手艺的次要劣势 有:能源耗损少、本钱比力低、工序操作主动化及分手净化后夹杂物纯度比力高、情况污染 小等。利用该手艺对付收受接受和处置有必然价值的气体结果优良,市场成长前景广漠,成为未 来无机废气处置手艺的成长标的目的。 2.5 氧化法 对付有毒、无害,并且不必要收受接受的 VOC,热氧化法是最适合的处置手艺和方式。氧化 法的根基道理:VOC 与 O2 产生氧化反映,天生 CO2 和 H2O,化学方程式如下: 从化学反映方程式上看,该氧化反映和化学上的燃烧历程相雷同,但其因为 VOC 浓度比 较低,在化学反映中不会发生肉眼可见的火焰。正常环境下,氧化法通过两种方式可确保氧 化反映的成功进行:a)加热。使含有 VOC 的无机废气到达反映温度;b)利用催化剂。若是温 度比力低,则氧化反映可在催化剂概况进行[7]。所以,无机废气处置的氧化法分为以下两 种方式: a)催化氧化法。现阶段,催化氧化法利用的催化剂有两种,即贵金属催化剂和非贵金属 催化剂。贵金属催化剂次要包罗 Pt、Pd 等,它们以细颗粒情势依靠在催化剂载体上,而催 化剂载体凡是是金属或陶瓷蜂窝,或散装填料;非贵金属催化剂次如果由过渡元素金属氧化 物,好比 MnO2,与粘合剂颠末必然比例夹杂,然后制成的催化剂。为无效预防催化剂中毒 后损失催化活性,在处置前必需完全断根可使催化剂中毒的物质,好比 Pb、Zn 和 Hg 等。如 果无机废气中的催化剂毒物、覆盖质无奈断根,则不成利用这种催化氧化法处置 VOC; b)热氧化法。热氧化法以后分为三种:热力燃烧式、间壁式、蓄热式。三种方式的次要 区别在于热量收受接受体例。这三种方式均能催化法连系,低落化学反映的反映温度。 热力燃烧式热氧化器,正常环境下是指气体点火炉。这种气体点火炉由助燃剂、夹杂区 和燃烧室三部门构成。此中,助燃剂,好比自然气、石油等,是辅助燃料,在燃烧历程中, 点火炉内发生的热夹杂区可对 VOC 废气预热,预热后便可为无机废气的处置供给足够空间、 时间,最终实现无机废气的有害化处置。 在供氧充沛前提下,氧化反映的反映水平——VOC 去除率——次要取决于“三 T 前提”: 反映温度(Temperat)、时间(Time)、湍流夹杂环境(Turbulence)。这“三 T 前提”是彼此联 系的,在必然范畴内,一个前提的改善可使别的两个前提低落。热力燃烧式热氧化器的错误真理 在于:辅助燃料价钱高,导致安装操作用度比力高。 间壁式热氧化器指的是在热氧化安装中,插手间壁式热互换器,进而把燃烧室排出气体 的热量传递给氧化安装进口处温度比力低的气体,预热完成后便可促成氧化反映。现阶段, 间壁式热互换器的热收受接受率最高可达 85%,因而大幅低落了辅助燃料的耗损。正常环境下, 间壁式热互换器有三种情势:管式、壳式和板式。因为热氧化温度必需节制在 800℃~1000℃ 范畴内,因而,间壁式热互换必需由不锈钢或合金资料制成。所以间壁式热互换器的造价相 当高,而这也是其错误真理地点。别的,资料的热应力也很难消弭,这是间壁式热互换的别的一 个错误真理。 蓄热式热氧化器,简称为 RTO,在热氧化安装入彀入蓄热式热互换器,在完成 VOC 预热 后便可进行氧化反映。现阶段,蓄热式热氧化器的热收受接受率曾经到达了 95%,且其占用空间 比力小,辅助燃料的耗损也比力少。因为以后的蓄热资料可利用陶瓷填料,其可处置侵蚀性 或含有颗粒物的 VOC 气体。 现阶段,RTO 安装分为扭转式和阀门切换式两种,此中,阀门切换式是最常见的一种, 由 2 个或多个陶瓷填充床构成,通过切换阀门来到达转变气流标的目的的目标,详见图 1。 2.6 液体接收法 液体接收法指的是通过接收剂与无机废气接触,把无机废气中的无害分子转移到接收剂 中,从而实现分手无机废气的目标。这种处置方式是一种典范的物理化学感化历程。无机废 气转移到接收剂中后,采用解析方式把接收剂中无害分子去除掉,然后收受接受,实现接收剂的 反复利用和操纵。 从感化道理的角度划分,此方式可分为化学方式和物理方式。物理方式是指操纵物质之 间相溶的道理,把水看作接收剂,把无机废气中的无害分子去除掉,可是对付不溶于水的废 气,好比苯,则只能通过化学方式断根,也就是通过无机废气与溶剂产生化学反映,然后予 以去除。 2.7 冷凝收受接受法 在分歧温度下,无机物质的饱和度分歧,冷凝收受接受法即是操纵无机物这一特点来阐扬作 用,通过低落或提高体系压力,把处于蒸汽情况中的无机物质通过冷凝体例提取出来。冷凝 提取后,无机废气便可获得比力高的净化。其错误真理是操为难度比力大,在常温下也不容易用 冷却水来完成,必要给冷凝水降温,所以必要较多用度。这种处置方式次要合用于浓度高且 温度比力低的无机废气处置。 无机废气处置除上述处置方式之外,还包罗高温及触媒燃烧法、活性炭吸附法、臭氧分 解法和电化学氧化法等。这些方式均合用于无机废气处置,但具体采用何种方式,则取决于 废气浓度、设施安装和情况温度等前提。别的,还必要思量操作职员的操作程度。 3、结语 以后,中国的工业成上进入到了一个新阶段,情况问题的日益凸起影响到了人们的一般 事情和糊口,情况问题越来越遭到人们的关心。所以在这种形势下,必需节制工业等出产领 域无害气体的排放,削减其对大气情况的污染。在本文中,笔者连系本身的事情现实,次要 切磋了 VOC 废气处置的有关手艺,次要包罗冷凝处置法、氧化处置法、液体吸附法、生物处 理法和吸附法等。

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