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揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理的技術(shù)發(fā)展研究

發(fā)布時(shí)間:2020/4/22 9:53:00 發(fā)布人:北京中恒安 瀏覽量:1788

工業(yè)領(lǐng)域的快速發(fā)展,雖在一定程度上促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng),但是大量廢氣的排放,卻給我們賴以生存的環(huán)境帶來(lái)了巨大的污染。揮發(fā)性有機(jī)廢氣作為大氣污染物之一,屬于有害氣體,如不及時(shí)進(jìn)行治理,將會(huì)威脅到人類的身體健康。在這種情況下,做好揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理工作至關(guān)重要。為此,本文首先概述了揮發(fā)性有機(jī)廢氣;其次分析了當(dāng)前我國(guó)揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理現(xiàn)狀;最后探討了揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù)。

通過(guò)實(shí)際的調(diào)查分析發(fā)現(xiàn),當(dāng)前雖然社會(huì)各界越來(lái)越重視起對(duì)于揮發(fā)性有機(jī)廢氣的治理,但是由于受到眾多因素的影響,導(dǎo)致治理效果并不明顯。在這種情況下,創(chuàng)新優(yōu)化廢氣治理技術(shù)顯得尤為重要。

1 揮發(fā)性有機(jī)廢氣概述

1.1 概念

揮發(fā)性有機(jī)廢氣(以下簡(jiǎn)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(shí)這些有機(jī)廢氣的飽和蒸汽壓都會(huì)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(huì)污染空氣,影響人類的健康。其主要成分包括醛類、烴類以及硫化物等等。在這其中,我們最熟悉的就是甲醛,該物質(zhì)在很大程度上影響著人們的身體健康。一般來(lái)說(shuō),揮發(fā)性有機(jī)化合物是不溶于水的,但是,甲醛卻恰恰相反,該物質(zhì)溶于水。在這種情況下,我們空氣當(dāng)中幾乎每一種揮發(fā)性有機(jī)廢氣都存在,但是濃度并不高,這給接下來(lái)的治理工作帶來(lái)了極大的難度[1]。


HA-VOCs3000(A型)固定污染源揮發(fā)性有機(jī)物在線報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)

1.2 危害

揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)是形成細(xì)顆粒物(PM2.5)、臭氧(O3)等二次污染物的重要前體物,進(jìn)而引發(fā)灰霾、光化學(xué)煙霧等大氣環(huán)境問(wèn)題。很多產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中,都會(huì)利用噴漆、塑料、化工以及其他化工原料,會(huì)用到很多有機(jī)物來(lái)進(jìn)行加工處理,在利用這些有機(jī)物時(shí),就會(huì)使它們形成許多揮發(fā)性的有機(jī)廢氣,它們不僅對(duì)工人帶來(lái)身體的傷害,而且,如果這些氣體不經(jīng)過(guò)處理就隨意的排放到空氣中,會(huì)造成污染環(huán)境,對(duì)人類的健康帶來(lái)嚴(yán)重危害。有相關(guān)報(bào)道表明,揮發(fā)性有機(jī)廢氣由于成分眾多,是導(dǎo)致癌變的重要因素。

2 、當(dāng)前我國(guó)揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理現(xiàn)狀分析

根據(jù)我國(guó)目前出臺(tái)的相關(guān)法規(guī)政策來(lái)看,我國(guó)對(duì)于揮發(fā)性有機(jī)廢氣的治理工作越來(lái)越重視。實(shí)踐表明,采取清潔生產(chǎn)的方法,是最經(jīng)濟(jì)也是最有效的揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理方法,能夠從源頭上減少?gòu)U氣的排放。但是,通過(guò)深入的研究分析我們發(fā)現(xiàn),當(dāng)前石油領(lǐng)域以及化工領(lǐng)域仍沒(méi)有構(gòu)建一套健全的清潔生產(chǎn)技術(shù)體系,再加上生產(chǎn)設(shè)備并不先進(jìn),這在很大程度上影響著揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理效果,導(dǎo)致污染問(wèn)題久久得不到有效解決。有機(jī)廢氣作為工業(yè)廢氣的主要組成部分,對(duì)大氣環(huán)境和人體影響較大,同時(shí)因其來(lái)源及成分復(fù)雜,通用的VOCs廢氣治理方法雖然在一定上減輕了空氣污染,但是仍然不能有效的治理和徹底根除,需要我們不斷努力,研發(fā)出更加科學(xué)的治理VOCs廢氣技術(shù),使有機(jī)廢氣控制在一定的濃度,才能解決VOCs廢氣排放的危害。


HA-VOCs3000(B型)車間及廠界揮發(fā)性有機(jī)物在線報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)

3 、揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù)探討

3.1 吸附技術(shù)

當(dāng)前對(duì)于該技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛,通過(guò)將流體當(dāng)中的某物質(zhì)吸附在多孔性固體表面,以此來(lái)達(dá)到分離的效果。該技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制,在一定程度上滿足了凈化效率。但是,在這里需要我們指出的是,對(duì)于一些濃度較高的氣體,其吸附效果不太理想。因此要因地制宜的選擇合適的吸附劑,如:活性炭、沸石分子篩等,活性炭具有較大的比表面積,沸石分子篩具有均勻的微孔結(jié)構(gòu),能較好的吸附VOCs。

3.2 催化燃燒處理技術(shù)

催化燃燒處理技術(shù)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,然后將它們排放到空氣中的方法。催化燃燒處理技術(shù)來(lái)凈化廢氣,不僅反應(yīng)安全、燃燒充分,而且并不需要消耗過(guò)多的燃料。但是,在這里需要我們指出的是,塵霧會(huì)給催化劑帶來(lái)一定的影響,因此對(duì)于環(huán)境方面有著較高的要求。不僅如此,該技術(shù)的使用步驟也是較為復(fù)雜的,首先,氣體在預(yù)熱室加熱升溫,待到燃燒凈化之后,可以通過(guò)熱交換來(lái)回收部分熱量。針對(duì)一些低溫度和低濃度的廢氣,我們可以先對(duì)其進(jìn)行吸附濃縮之后,然后再進(jìn)行催化燃燒。在反應(yīng)的過(guò)程當(dāng)中,當(dāng)熱量回收率較高的時(shí)候,熱平衡需要對(duì)廢氣的不同成分以及不同濃度放出的不等的熱量的全面綜合考慮。由于催化劑的不同,會(huì)導(dǎo)致起燃溫度的不同?,F(xiàn)階段,該技術(shù)在化工以及制造領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)有機(jī)廢氣以及汽車尾氣的有效處理。在接下來(lái)的發(fā)展過(guò)程當(dāng)中,切實(shí)提高催化劑的性能需要我們足夠的重視起來(lái)[2]。

3.3 溶劑吸收技術(shù)

吸收法是控制大氣污染的重要手段之一。該方法是以液體溶劑作為吸收劑,使廢氣中的有害成分被液體吸收,其吸收過(guò)程是氣相和液相之間進(jìn)行氣體分子擴(kuò)散或者是湍流擴(kuò)散進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)移[3]。常用的吸收劑有:水、液體石油類物質(zhì)等,借助溶劑來(lái)進(jìn)行解吸處理,實(shí)現(xiàn)對(duì)部分物質(zhì)的回收。借助該技術(shù)來(lái)回收有機(jī)廢氣,不僅操作非常的簡(jiǎn)單,而且成本較低,但是,對(duì)于塔式吸收設(shè)備卻有著較高的要求。借助該技術(shù)在治理一些高濃度的廢氣的時(shí)候,也是有著一定的不足的,那就是極易受到腐蝕。在接下來(lái)的發(fā)展當(dāng)中,需要研發(fā)無(wú)毒無(wú)害、并且能夠循環(huán)使用的新材料。

3.4 生物處理技術(shù)

生物處理技術(shù)作為一項(xiàng)新興的技術(shù),憑借自身的眾多優(yōu)勢(shì),當(dāng)前已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。主要應(yīng)用原理是將微生物的降解過(guò)程利用起來(lái),使它們轉(zhuǎn)化成水、二氧化碳等無(wú)機(jī)物,將VOCs有機(jī)物作為代謝底物,能夠起到良好的降解效果。該技術(shù)的運(yùn)行費(fèi)用也并不高,并且不會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)二次污染的現(xiàn)象。在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中,首先需要在過(guò)濾器當(dāng)中覆蓋生物膜,生物膜和廢氣會(huì)發(fā)生生物化學(xué)反應(yīng),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)廢氣的有效降解。該技術(shù)對(duì)于一些惡臭物質(zhì)以及揮發(fā)性有機(jī)廢氣的降解效率是非常高的,但是,對(duì)于含氯分子較多的氣體,降解效果不明顯,因此也就更適用于一些氣體流量較大氣體的治理當(dāng)中。在接下來(lái)的發(fā)展過(guò)程當(dāng)中,需要加大對(duì)于特定污染的特定微生物的培養(yǎng),并優(yōu)化生物膜的適應(yīng)能力。

3.5 光催化氧化技術(shù)

光催化氧化技術(shù)也具備非常多的優(yōu)勢(shì),不僅成本較低,而且用料可以循環(huán)使用?;钚蕴坷w維作為載體的負(fù)載型的納米Ti02光催化劑的新產(chǎn)品,不僅較強(qiáng)的抗光腐蝕能力,同時(shí)其吸附能力也是強(qiáng)的,并不會(huì)導(dǎo)致二次污染現(xiàn)象的發(fā)生,抗菌效果非常明顯。光催化氧化法能將VOCs較為徹底無(wú)機(jī)化,副產(chǎn)物少,但存在催化劑的失活、催化劑難以固定,且催化劑固定化后催化效率降低等缺點(diǎn)。有相關(guān)研究表明,將納米技術(shù)和光催化氧化技術(shù)相結(jié)合,能夠進(jìn)一步提升降解治理效果,由此我們不難看出該技術(shù)的發(fā)展?jié)摿σ彩欠浅>薮蟮摹?/span>

3.6 膜分離法

膜分離法是指采用半透性的聚合膜從廢氣中將有機(jī)廢氣分離出來(lái)的一種方法。具有流程簡(jiǎn)單、無(wú)二次污染、能耗小等特點(diǎn),適用于較高濃度VOCs氣體的分離與回收,工藝通常采用壓縮冷凝和膜分離等操作組成。氣體加壓冷凝后的排氣進(jìn)入膜分離組件,未冷凝的有機(jī)氣體透過(guò)半透膜分離,可用于處理很多類型的污染物,包括苯、甲苯、二甲苯、氯乙烯、溴代甲烷等,該工藝最有希望的應(yīng)用凈化那些冷凝和活性炭吸附效果不好的低沸點(diǎn)有機(jī)物和氯代有機(jī)物。

3.7 集成治理技術(shù)

集成治理技術(shù)指的是通過(guò)將上述中我們所說(shuō)到的六種處理技術(shù)進(jìn)行有機(jī)融合,進(jìn)而充分結(jié)合實(shí)際狀況來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)廢氣的治理?,F(xiàn)階段,集成治理技術(shù)在揮發(fā)性有機(jī)廢氣處理方面得到了一定的應(yīng)用,舉個(gè)例子來(lái)說(shuō),將吸附技術(shù)和溶劑吸收技術(shù)兩者進(jìn)行有機(jī)的融合,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)高濃度苯乙烯廢氣的有效回收;吸附濃縮和催化氧化技術(shù)相結(jié)合充分發(fā)揮兩者的優(yōu)點(diǎn),對(duì)吸附物的再生處理利用其本身催化燃燒的熱量進(jìn)行脫附,恢復(fù)吸附體的活性,省去二次能源。在經(jīng)過(guò)實(shí)踐應(yīng)用后我們發(fā)現(xiàn),該技術(shù)不僅有著較強(qiáng)的處理效率,而且耗能非常低,因此也就具備了良好的發(fā)展前景。

4 、結(jié)語(yǔ)

綜上所述,工業(yè)領(lǐng)域的快速發(fā)展,給我們賴以生存的生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了一定的污染。揮發(fā)性有機(jī)廢氣作為其中之一,屬于有害氣體,在一定程度上威脅著我們的身體健康。在這種情況下,我們就要科學(xué)合理地應(yīng)用吸附技術(shù)、催化燃燒處理技術(shù)、溶劑吸收技術(shù)、生物處理技術(shù)、光催化氧化技術(shù)、膜分離法以及集成處理技術(shù),切實(shí)提高揮發(fā)性有機(jī)廢氣的治理效果,為建設(shè)環(huán)境友好型、資源節(jié)約型社會(huì)打下良好的基礎(chǔ)。

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