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挥发性有机废气治理技术进展分析

2019-11-29陈典匀

建材发展导向 2019年19期
关键词:冷凝废气光催化

陈典匀

(广西益能环保工程有限公司,广西 南宁 530007)

在工业、制造业的高速发展下,由于相关部门疏于监督、而很多制造商缺乏环保意识,造成很多有毒有害气体排放超标,给人们的生活带来了一定的影响。挥发性有机废气就是指挥发性有机化合物,例如:二氯甲烷、甲苯等,这些有机废气来源渠道广泛,包括石油化工、印刷、橡胶塑料加工、生物制药等。虽然大部分有机废气是无毒无害的,但有少部分存在致癌物质,对人体的皮肤、呼吸系统以及中枢神经等会造成极大的损伤;同时,有机废气排放超标还会对生态环境造成不可逆反的损害,影响国家的可持续发展。因此,加强对挥发性有机废气的治理是环境保护工作中必不可少的一项内容。

1 挥发性有机废气来源及治理现状概述

挥发性有机废气产生的主要源头就是化工污染,气体易挥发,在治理上存在着很大的难度。大部分有机废气的成本比较复杂,且在空气中占比较小,当前的科学技术还无法根除废气污染。现阶段,治理挥发性有机废气的方式主要分为源头治理、过程控制以及末端管理[1]。源头治理就是从废气产生源头的阶段控制废气的产生,要求国内一些涉及有机废气排放的企业要采用清洁式能源进行生产。但源头治理无法得到全面普及和应用,只能实现部分生产原料的替代;过程控制就是从生产环节出发,对石化、炼化等化工污染较为严重的行业进行治理,应用先进的科学技术降低废气排放量。但这一方式需要大量的资金投入,这对于市场上一些中小型企业来说比较困难;末端管理就是对排放的有机废气进行处理,以达到国家的排放标准。但目前,市场上大部分企业污染治理意识不足,盲目追求经济效益而忽视了环保问题,再加上环保相关管理制度以及管理措施尚未贯彻落实,从而导致有机废气治理效果不良。

2 挥发性有机废气治理方法和技术

2.1 吸附处理技术

吸附处理技术可以细化为三个方面,即:直接吸附法、吸附回收法和吸附催化燃烧法。其一,直接吸附法就是通过有效的吸附剂直接吸附废气,这种方式十分简便,且投入资金少,能够对有机废气达到90%以上的净化处理,比较适用于浓度低的废气处理[2]。但这种方式应用所需要的吸附材料无法进行再生,需要定期更换吸附材料;其二,吸附回收法即利用活性炭吸附废气,待吸附材料的多孔固体处于饱和状态以后,可以通过蒸汽来实现废气脱附,从而达到循环利用吸附材料的目的。而蒸汽反吹环节后聚集的废气则可以通过冷凝或分离等方式形成液体状态。这种方式的废气处理效率较高,但后期的废气脱附和提纯等手段较为复杂,不能直接应用于生产环节;其三,吸附催化燃烧法与吸附回收法存在一定的相似性,都是利用多孔活性炭吸附废气,但催化燃烧法是利用热空气实现对废气脱附,并对有机废气进行二次加热,从而回收废气,这一方法技术的核心在于对废气浓度的浓缩,以催化燃烧的方式来净化废气[3]。

2.2 燃烧处理技术

燃烧处理法可以划分为蓄热燃烧法和催化燃烧法。蓄热燃烧法就是通过蓄热提将燃烧热量进行贮存,在以这部分热量对混合废气进行加热,保证温度达到700 至800 摄氏度,加热时间为0.3 至0.5 秒,从而实现对有机废气的分解和净化[4]。这种方式所使用的工艺技术比较简单,适用于一些高浓度废气处理。但在处理浓度较低的废气时,则需要加入一些助燃剂等物质,就需要耗费较大的能量了;催化燃烧法是直接将收集的废气加热到200 至300 摄氏度,通过废气加热和燃烧的方式将废气转化为二氧化碳和水。这一方式不仅净化率较高,而且还没有二次污染,对净化设备的要求也比较低,是目前国内外处理有机废气的有效方法之一。但这种方法也存在着一定的缺陷,例如:对于浓度低、大风量的废气进行处理时需要耗费大量的资金,其运行成本也会随之提升。

2.3 生物处理技术

生物技术在废气处理的应用过程中,本身是由污水处理演化而来的。与其他的处理方式相比较,生物处理法具有耗能低、技术先进的有点,在国外已经被广泛应用。但生物降解需要较长的周期,且占用土地面积较大;同时,污染物处理也存在一定的极限值,如:微生物处理,这时候就需要对处理系统的启用和关闭进行严密的监督管控,才能达成废气处理的预期效果。这种方式目前在国内的应用程度还比较低。

2.4 等离子处理技术

等离子就是所谓的气体分子离解,也被成为物质的第四形态。等离子处理法就是通过带电离子美妙3000 万次的高速运动对有机废气分子造成成分电离,从而发生气体氧化,将有害物质转变为无害物质。等离子分解处理的方法虽然能够对废气分子进行降解,但无法甄别二氧化碳,容易在分解过程中生成其他微分子有机化合物,对环境造成二次污染。

2.5 光催化处理法

有机废气排放的问题还存在于汽车行业,在燃料动力电池的应用过程中,难免会形成一些污染。而光催化废气的处理方式就是针对动力电池污染而产生的,这一方法在实际应用过程中,主要是将二氧化钛作为光催化剂,对废气进行光解,将有机废气转化为二氧化碳和水。这种方法的有点就在于处理方法简单、不会造成二次污染,这也是我国当前处理一些浓度较高或气量体积较大的有害气体时,常用的废气处理方式。当然,光催化方式本身具有投入成本低廉、使用寿命长且应用价值广泛的特点,是一种价格低廉且绿色环保的废气处理方法,应当得到市场的积极推广。

2.6 冷凝处理技术

冷凝处理法是针对工业废气污染处理应运而生的,也是废气处理最为彻底的方法。在工业生产过程中可能会排放出一些有机废气,但对于一些化工工厂来说,其挥发性有机废气的产生主要是来源于工业废渣挥发。面对这一问题,可以采用冷凝法,将工业废渣装入冷凝罐中进行低温保存,当废渣在低温环境下凝结成一体,就会自动分解,就不会再散发有毒气体。但这种方法需要投入大量的成本,可能在中小型工业企业中推广难度较大。

2.7 复合型处理技术

对于一些成分较为复杂的废气,可能需要考虑采用多种技术结合的方式来实现废气处理最优效果。当前,冷凝处理技术多用于溶剂回收,在通常情况下,不会作为单独的处理方法进行应用,而常用的吸附技术和燃烧技术,吸附技术更适合用于低浓度的有机废气处理,且作为后端处理方法,在目前主要应用于油气废气处理方面,且多采用冷凝法与吸附法相结合的方式。这是由于单独利用冷凝法时,对处理环境有一定的要求,还会增加废气处理成本,而单独使用吸附法在处理一些浓度较高的废气时,潜在着一定的安全隐患。在吸附法和冷凝法的共同作用下,才能提升废气处理装置的科学性,并降低废气处理运行成本。再例如,对于一些水溶性较差且生物降解较为困难的污染物,可以采用光催化和生物降解相结合的方式,提高废气处理效率,实现低耗能处理。

3 结语

综上所述,经济的发展离不开工业支持,而人们的生活更需要环境保护,因此,为了实现社会的可持续发展,这就需要我国相关机构对工业废气进行严格把控,选择合理的处理方式,在控制处理成本的基础上,实现废气处理技术的提升,促进我国工业制造业等行业的良性发展。

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