化工废气处理技术(6篇)

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化工废气处理技术篇1

摘要:实验采用生物洗涤处理含苯酚废气,结果表明;长期运行的去除效率平均在97%,消除负荷30g/(m3

>>生物质苯酚液化影响因素的研究合成革废气的治理技术研究有机废气治理技术的研究进展齿轮箱厂喷漆废气治理工程研究工业废气治理技术效率及其影响因素研究铅酸蓄电池生产过程中含铅废气污染物治理技术现状铝加工过程中含氟废气处理措施研究生物法治理“三高”炼油污水恶臭气体技术研究RTO技术治理挥发性有机废气工程应用研究石油化工企业废气污染治理与控制技术措施研究生物净化有机废气技术研究进展生物膜法处理有机废气的研究复合材料固定微生物处理废气的研究进展高效复合菌对氯代苯酚类化合物的微生物修复研究洗涤利用磷化工含氟废气制备氢氟酸含硫废碱液生物脱硫影响因素研究含微量Nd镁基生物材料的研究现状浅析有机废气治理技术浅析有机废气的治理常见问题解答当前所在位置:中国>政治>生物洗涤法治理含苯酚废气研究生物洗涤法治理含苯酚废气研究杂志之家、写作服务和杂志订阅支持对公帐户付款!安全又可靠!document.write("作者:未知如您是作者,请告知我们")

申明:本网站内容仅用于学术交流,如有侵犯您的权益,请及时告知我们,本站将立即删除有关内容。摘要:实验采用生物洗涤处理含苯酚废气,结果表明;长期运行的去除效率平均在97%,消除负荷30g/(m3・h)左右。当苯酚负荷超过50g/(m3・h)时,液相苯酚会出现累积,从而影响到系统的稳定运行,含酚气体的高负荷降解需进一步开展研究。关键词:生物洗涤;苯酚;有机废气中图分类号:X512

文献标识码;A

文章编号:1001―6929(2004)04―0051―03

化工废气处理技术篇2

随着石油产量的不断增加,石油化工的废水产生的越来越多,这些废水如果肆意的被排放到大自然中,最终会影响到大自然的生态平衡,对人类的水资源造成严重的污染。

关键词:

石油化工;废水处理;技术研究

石油化工的发展,导致产生石油化工废水种类也越来越多,处理这些石油化工废水也是现代社会发展需要重视的问题之一,因此,研究石油化工废水的处理办法,减少环境污染,具有积极的现实意义和现实价值。

1开发石油化工废水处理技术的意义

随着人类对大自然保护意识的不断增强,人们对石油化工废水的处理技术也在不断地提高,开发石油化工废水处理技术不仅能使石油化工资源得到更好的利用,同时也减少了石油化工废水对大自然的污染。所以,石油化工废水处理技术的研究是时展的需求。如今对原油质量的要求越来越高,原油中硫化物质的含量也越来越多,其比例甚至高达百分之六七十,硫化物质的增多自然也会导致废水的数量的增加,水质也会变得复杂,在水资源越来越匮乏的情况下,越来越多的国家重新规范了废水排放的质量标准,这要比传统的要求更加的严格,需要企业投入更多的资金对石油化工废水处理技术进行研发,这样才能更好的推进社会的和谐进步和发展。

2传统的石油化工废水处理技术

2.1隔断浮油

活性的颗粒状的污垢或者是生物的薄膜一般都会漂浮在石油化工废水的表面,这些吸附在物体表面的浮油,就会减少水中氧气量,需要氧气的生物就难以存活,降解作用就会相应的减弱,另外由于降解作用被削弱,使得吸附物质的密度减少,难以沉到底部,严重影响了生物的生存环境。通过隔断浮油的方式,利用斜面的隔油池,会使废水中的含油量大幅度的下降,要比平流的效果好很多。

2.2粘附悬浮物

斜面的隔油池可以通过让废水中的浮油下沉的方式有效的隔断浮油,但是乳化油的分解,效果并不好,这就需要通过粘附悬浮物的技术进行处理。主要的方式是通过分散密集的和体积小的气泡将水中的悬浮物粘到废水的表层,这样就可以有效的分割乳化油和废水,这种方法的操作起来比较方便,而且粘附的效果比较好。

2.3吸附

通过多孔的活性炭将废水中的杂质吸附到表层从而有效的消除有害的杂质,但是这种处理废水的方式成本较大,而且如果处理的方式不够合理的话,就很容易造成更大的污染,而且对于废水硬度处理效果不佳。

2.4分离膜状物

通过这种方式可以有效的去除离子和微生物,另外还可以改变废水的颜色、气味。废水处理效果佳、设备体积小、分离技术自动化水平高是分离膜状物技术的优势,但是劣势是这种技术需要投入的资金较大,而且一次性处理的废水量不够。

3现代石油化工废水处理技术

3.1化学法

在石油化工废水处理技术的现代技术中运用的比较广泛的是化学方法。化学方法一般是运用絮凝剂和氧化法。絮凝剂处理石油化工废水是在废水处理中的絮凝环节中运用的。絮凝剂在石油化工中的运用方法主要是运用絮凝剂使得废水中的有害物质与水不融合形成絮状物质从而从水中去除,这样被处理过的水再排放到大自然中就不会形成伤害了。

3.2物理法运用

物理的办法对石油化工废水进行处理也是其中的一种方法。物理处理废水的方法有隔油法和气浮法。隔油法处理石油化工废水,首先得建一个隔油池,将石油化工的废水在隔油池中沉淀,做初步的处理。石油化工产生的废水不同,用隔油法处理的效果也会不一样。通过对隔油池形状的改进,从而提升隔油池对石油化工废水处理效果的提升。另外一种气浮法对石油化工废水的处理,主要是运用微气泡的办法。对石油化工废水微小的悬浮物进行处理。气浮法的运用对石油化工废水的处理有着重要的影响。

4结语

总而言之,在社会经济发展的同时也要注意环境的保护问题。石油对于现代社会中国经济的发展有着非常重要的作用,石油用量的加大导致石油化工废水量也在不断增加,大量没有经过处理的石油化工废水直接排放到大自然中去对自然和人们的生活都造成了严重的伤害。所以石油化工废水在经过处理之后再排放是非常有必要的,我们要充分利用石油化工废水处理技术,在使石油资源得到充分利用的同时减少对环境的污染,实现石油化工企业和环境保护的和谐发展。

参考文献:

[1]李朦,郭淑琴.综合化工废水处理技术的研究进展[J].工业用水与废水,2014,8(12):71-72.

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[3]高丽,李琳琳,单学敏.浅谈石油化工废水处理技术[J].能源与环境,2010,9(03):43-44.

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[5]马鹏良,张海.石油化工工业废水综合治理[J].环境工程.2012,(S1).

化工废气处理技术篇3

1.1浮油隔断技术

石油化工产生的废水成分复杂,在其表面也会有漂浮着许多颗粒性污垢,会产生较多的生物薄膜,这些杂物上面往往携带着很多的浮油,由于浮油的密度相对较小,因而这些杂物就漂浮在水面,将水和空气隔绝,水中需要氧气的生物就无法得以生存,分解能力便大幅度降低,对水的自净作用产生不利影响。在这样的情况下,浮油隔断技术便应运而生,在石油化工废水初步处理中,就使污水通过隔油池,将表面漂浮的物质除去,对污水进行有效的处理。一般对于隔油池的选用采用有斜面的隔油池,在斜面上的水流速度快,不会使浮油聚积在一块,浮油处理的效果较为理想,采用此方法可以将废水中的含油量降到10%以内。

1.2悬浮物粘附技术

经过隔油池的废水得到有效的处理,但是在废水中还是含有许许多多的浮化油和浮油,在处理中还需要运用到悬浮物粘附技术,该技术的采用将进一步强化废水中悬浮浮油的处理。详细的操作就是使用分散的、体积小的气泡,来将水中的悬浮物吸附到废水表面,再对悬浮物予以处理,将乳化油等浮油与水进行有效的分离。在实际生产中,通常采取涡凹这种粘附悬浮物的基础,在新疆以及内蒙古等地运用的较多,此类方法操作非常简便,有显著的粘附效果,其对乳化油、浮油和硫化物均有较强的粘附作用,有助于污水的进一步处理及净化。

1.3吸附技术

吸附技术的原理是运用活性炭等多孔物质将废水中的杂志吸附到表面,以此达到对废水中有害物质的清除目的,但是在处理成本上,活性炭的成本相对比较大,与此同时,对于使用过的活性炭的处理问题,如果没有与之相应的处理往往会引发二次污染,对于此类方法处理过的废水尚且具有较大的硬度,只能够对颗粒性的杂质加以处理。

1.4分离膜状物技术

分离膜状物的技术的使用也是非常广泛的,它的显著优点是可以有效处理废水中的离子以及微生物,还可以实现对工业废水的颜色和味道的处理,因而对废水的处理就变得更加深入了。同时,还有一个优点就是此类方法可以采用自动化处理,设备的体积小,缺点就是这种技术性非常高的产品需要企业有大量的资金及人力投入,因此,其实际运用就会由此受到一定的限制。此外,在废水量比较大的企业通常很少采用上述方法,因该技术的处理废水量小,这便在效率上难以避免的存在一系列缺陷及不足。

2现代的石油化工废水处理节能技术措施

2.1絮凝技术

在石油化工废水中经常用到的一种方法就是絮凝技术,就是向石油化工废水中加入一定量的化学物质,可以使石油化工废水中的悬浮物和其他物质聚积成体积较大的物质,从而沉淀下来,这样使得废水的净化变得非常容易了,通常使用此方法是和悬浮物粘附技术搭配使用,就有很好的效果,采用多样化的絮凝物质,有针对性的使用。现金使用的絮凝物质是从微生物中提取出来的,这种絮凝物有很好的运用市场,絮凝技术在有害物质的降解方面有很大的优势,污染也比较少,所以说絮凝技术的使用是石油化工污水处理中既环保有高效的方法。它的缺点就是在微生物提取过程中,操作方法比较复杂,是需要很高的科学技术做支撑的。

2.2氧化技术

氧化技术主要有光催化氧化法、湿式氧化法和臭氧氧化法,对于成分不同的石油化工废水要选择合适的氧化技术,使处理的效果达到最优、最经济、最安全。首先,光催化氧化法是将光辐射和氧气和双氧水等氧化剂有效的结合,使处理污水有更好的效果。在现在的生产中使用的有以太阳光为光源,以TiO2、ZnO等为催化剂,这种方法处理含有21种有机污染物的水,其主要产物是CO2,并不会出现二次污染的问题。现阶段,一种新的方法正处于研究阶段,具体而言就是利用二价铁和双氧水做氧化剂,运用紫外光,这样就使双氧水加快了产生氢氧根的速度,提高了氧化效率,这项技术的成熟使用还需要一段时间。其次,湿式氧化法分为催化湿式氧化法和湿式空气氧化法,催化湿式氧化法是将有机物在高温高压和催化剂的条件下,氧化分解成为CO2、水和氮气的过程,不产生有害的物质,这个过程中的化学反应时间短,提高了转化效率。湿式空气氧化法是利用空气中的氧气在高温高压条件下进行液相氧化的过程,这种技术能有效控制环境污染物,常用于处理有毒有害的、高浓度难降解的有机污染物。最后,臭氧氧化法运用也比较广泛,主要是因其处理过程并非会产生污泥和二次污染,但是其受限制的是投资费用相当高,处理的流量小。氧化完成后废水中的有机物被氧化成水和二氧化碳,大部分为氧化中间产物。在工程实际中,常常将臭氧氧化和活性炭吸附技术结合使用,在深度处理中被经常用到。

2.3多效蒸发废水回用技术

在石油化工生产中,一般生产环氧丙烷的过程中就会产生大量的废水,其中含有氯化钙,这种物质对环境的污染大,而且还会对生产设备产生腐蚀,企业生产中会有很大的损失。目前的处理方法是加入没有被污染的水,再添加化学试剂对废水中的氯化钙进行稀释,根据工程经验,一般废水和新水的比例在1:1.5,处理后的废水含盐量高,不能再次利用。为了提高废水的利用,多效蒸发废水回用技术就产生了,国内大型石化企业建成了这项技术,就是将环氧丙烷废水中的氯化钙进行浓缩,一般达到75%~80%,加工的成品还可以销售,这项技术可以对冷凝水进行回收使用,提高了废水的利用率,起到节能减排的作用。

3结语

化工废气处理技术篇4

现代生物技术是应用现代生物科学及工程原理,利用生命有机体来发展新产品或新工艺的一种技术体系。目前生物技术应用到农业医药卫生、食品工业和化学工业的发展,并在解决人类面临的环境污染和能源危机中起到了重要作用。因此,在世界各国均重视高技术发展的当代,生物技术被列为优先发展的领域。

2生物技术在环境保护和污染治理中的应用

2.1生物技术在废水处理中的应用。运用生物技术对废水进行处理不同于用物理方法和化学方法对废水进行处理,生物技术主要是利用微生物将废水中的有毒物质及污染物转化成无毒的,从而达到净化水环境的目的,运用生物技术净化废水由于物理方法和化学方法,运用物理方法和化学方法对废水进行处理会投入很大的成本,而生物技术是最经济的方法,运用生物技术对废水进行处理不仅能够达到净化水环境的目的还可以起到美化环境的作用。生物技术处理废水就是在废水中放养能够净化水环境,对水环境中的污染物能够发挥作用的水生动物或水生植物,生物技术在废水治理中有很大的发展前景,而且生物技术的运用也符合我国实施的可持续发展战略。生物技术在废水处理中具有降解有毒物质,转化污染物等净化水环境的能力。与化学方法和物理方法比较来看,生物方法能够连续的对废水进行处理,运用生物方法处理污水还可以在水中放养一些真菌类的微生物,这些微生物对难降解的物质有显着效果。由于我国工业的迅速发展,环境问题也越来越严重,为了保证社会的可持续发展,目前对环境污染的治理是我国环境部门的首要任务。生物技术在环境污染治理中的应用为社会的可持续发展提供了保障,生物技术也是最经济的环境污染治理方法。

2.2生物技术在废气净化处理中的应用。生物技术不仅可以应用于废水处理中还可以应用于废气净化处理中。随着经济的发展,我国的工业企业迅速发展人们的生活水平也在显着的提高,现在已经有越来越多的私家车,这严重地污染了我们的生活环境,现在许多人们出行的时候都戴着口罩,这都是汽车尾气和工业废气的肆意排放造成的,空气中有大量的悬浮物和灰尘,现在的环境问题已严重地影响了人们的生活。我国的环境治理部门已采用各种方法来净化空气,其中最有效的方法就是生物方法,同时生物方法也是最经济的。采用生物方法对环境污染进行治理,主要是应用生物的过滤功能、洗涤功能和吸附功能来达到净化空气的目的。采用生物技术还有经济实惠、效率高、环保节能、安全的优点,运用生物技术来净化工业企业排放的废气能够达到显着的效果,净化空气不仅是我国环境污染治理部门的责任也是每一个市民的责任,为了保证我们呼吸的空气是没有污染物的每个市民可以做自己力所能及的事,像如果没必要的话尽量不要开私家车多乘公交车上下班,这样既省钱又能减少汽车尾气对空气的污染,保护环境,人人有责。

2.3生物技术在固体废弃物处理中的应用。经过生物技术处理的城市生活垃圾可作为作物生长的优质有机肥料,实现城市生活垃圾的部分资源化有利于生态环境的良性循环。近年来,国外采用机械快速堆肥工艺,发展用蚯蚓床处理有机垃圾和粪便、处理城市垃圾,不仅可以将城市有机废弃物转变为肥效高且无臭味的蚯蚓粪土而且还能获得大量蚯蚓作医药原料。

2.4生物技术在环境污染修复中的应用。生物修复技术是20世纪80年代以来产生和发展的清除和治理环境污染的生物工程技术,生物特有的分解有毒有害物质的能力,去除污染环境如土壤中的污染物,达到治埋环境污染的目的。生物修复技术最成功的例子是应用投加营养和高效降解菌对油轮泄漏造成的污染进行处理,取得非常明显的效果,使得近百公里海岸的环境质量得到明显改善。此后该技术被不断扩大应用于环境中其他污染类型的治理。

化工废气处理技术篇5

关键词:煤化工;废水“零排放”;工程应用;生化处理

与石油、天然气等能源资源相比,我国煤炭资源储量相对丰富,扩展煤化工产业,替代石油及天然气产业,对于实现我国后石油时代的化学工业稳定发展,具有重要的现实意义。但煤化工生产运行而言,其污染性和环境破坏性特征较为突出,不仅用水量和排水量巨大,并且煤化工废水污染组成复杂、污染物浓度高,如不能对其进行相应的处理,就会对周围生态环境造成严重的破坏和污染。可持续发展背景下,加强煤化工废水管理,实现废水“零排放”目标,不仅是煤化工行业发展的实际需求,也是社会对于煤化工产业的客观要求。

一、废水“零排放”的现实意义分析

废水“零排放”的现实意义主要分为以下几点内容:一,水资源保护。我国水资源较为匮乏,科学用水、合理控制废水排放,是我国书资源可持续发展和利用的重要保障。煤化工产业属于重要耗水产业,相关数据显示,大型煤化工项目每生产一吨产品,就会消耗十吨以上的水。故而加强煤化工废水管理,具有重要的水资源保护意义;二,环境保护。煤化工废水以煤炼焦废水、煤气净化废水以及产品回收废水为主,废水数量庞大且污染物组成较为复杂,既有有机污染物也存在毒污染物。同时,我国煤炭资源主要存储与新疆、内蒙、宁夏等地区,缺少相应的环境容量接受废水,故而废水“零排放”具有重要的环境保护意义。

二、煤化工废水的主要污染组成分析

煤化工废水中的污染物主要碜砸韵录父龌方冢阂唬煤气化过程中,煤原料中含有的硫、氮及部分金属,被转化为氰化物、金属化合物、以及氨等污染物;二,煤化工生产过程中,水蒸气与一氧化碳接触反应生成甲酸,同时甲酸与氨接触反应产生甲酸氨。此类有毒污染物溶于洗气水、洗涤水或蒸汽中,进入工艺排水管道造成污染。

此外,不同的煤化工生产工艺,所产生的煤化工废水,其废水污染组成存在较明显的差异。目前,煤化工生产工艺主要分为气流床、固定床以及流化床三种,其废水共同点是均具有较高的氨含量。但固定床工艺产出废水的酚含量、焦油含量均高于另两种工艺产出的废水;气流床工艺产出的废水具有较高的甲酸化合物含量;气流床工艺则以有机污染物为主要污染。

三、煤化工废水“零排放”技术概述

煤化工废水是煤化工工艺废水的总称,针对不同的工艺生产环节,可以进步一步细分为生产废水、清净下水以及生活废水等组成,针对不同的废水组成,其对应的“零排放”技术,存在着较大的差异。

(一)煤气化废水预处理技术分析

就废水“零排放”处理技术而言,不经过预处理,直接对煤气化废水进行生化处理是无法做到的,因此,在实际处理过程中,需对固定床产出废水进行氨、酚回收处理,对于气流床和流化床则需要进行相应的氨回收处理。

以固定床废水预处理为例,目前主要使用汽提技术分离酸性气体和氨,使用萃取技术进行酚的分离。根据设备差异,汽提技术又分为单塔和双塔两种,

(二)煤气化废水生化处理技术分析

1、固定床产出废水的生化处理分析

从生化处理的角度分析,针对固定床产出的废水,应遵照如下几点原则进行处理:一,废水中含有的有机物浓度较高,满足m(BOD5)/m(CODCx)=0.33,即可使用生化处理工艺;二,如废水中存在单元酚或多元酚等较难降解的有机物,则应在兼氧或厌氧的环境下进行处理,以提高处理效率和质量;三,废水氨氮含量高,则需要使用具有较强反硝化及硝化能力的工艺技术。

2、气流床和流化床产出废水的生化处理分析

就气流床和流化床产出的废水而言,其CODCx相对较低,具有较好的可生化性,尤其在气流床产出的废水中表现明显,但二者废水的氨氮含量均偏高,故而需要选择反硝化和硝化能力较高的工艺技术进行处理。气流床和流化床产出废水的生化处理流程如下图所示。

图一气流床和流化床产出废水的生化处理工艺流程

(三)回用水处理工艺概述

通常情况下,煤化工废水处理站对应的清净下水和生化处理水的综合水量在1000.0~2000.0m3/h区间内,其盐含量相对较低,一般在1000.0~3000.0mg/L区间内。这部分混合水在经常相应的除盐处理后,即可作为补充水在循环冷却水系统进行再次利用。目前,煤化工领域常用的除盐处理方法,包括膜分离法、离子交换法、以及蒸馏法等等。

结语:

综上所述,可持续发展背景下,加强煤化工废水处理,实现废水“零排放目标”,是煤化工产业自身发展与社会经济发展的共同要求。因此,煤化工企业领导需全面重视自身的废水处理工作,从自身生产工艺种类入手,科学选择废水处理技术,以提高废水处理效果,促进企业良性的可持续发展。

参考文献:

[1]方芳,韩洪军,崔立明,朱昊,马明敏.煤化工废水“近零排放”技术难点解析[J].环境影响评价,2017(02).

[2]王彦飞,杨静,王婧莹,李亚楠,胡佳琪,沙作良.煤化工高浓盐废水蒸发处理工艺进展[J].无机盐工业,2017(01).

[3]姚硕,刘杰,孔祥西,孙惠,刘志刚.煤化工废水处理工艺技术的研究及应用进展[J].工业水处理,2016(03).

化工废气处理技术篇6

关键词:VOCs;沸石浓缩转轮;催化燃烧;溶剂回收;生物降解

中图分类号:X51文献标识码:A文章编号:16749944(2016)18010203

1引言

“十二五”时期,我国工业化和城市化仍在快速发展,资源能源消耗持续增长,大气环境面临前所未有的压力,环境形势十分严峻。汽车涂装行业有机废气排放具有工序多、成分复杂、大风量浓度低、漆雾多等特点,给废气处理工程带来了挑战。

2有机废气处理技术简介

VOCs处理技术大体可分为回收和消除技术两大类。回收技术主要包括吸附法、吸收法、冷凝法和膜分离法等物理方法,消除技术主要包括燃烧法、生物法、低温等离子体法和催化氧化法等生物、化学方法[2]。根据VOCs处理技术应用状况的分析可知,工业VOCs气体特性对处理技术选择有重要影响。其中,VOCs浓度可作为技术初步筛选的一个重要影响因素。根据研究调查统计结果,对于高浓度(TVOC>10000mg/m3)有回收价值气体,可考虑采用冷凝技术进行处理(VOCs的沸点越高越适宜),对于TVOC浓度2000~10000mg/m3的有回收价值气体,可考虑采用吸附技术处理。对于高浓度气体,当流量不大且温度不高时还可以考虑采用膜分离技术进行回收处理。对于TVOC浓度大于2000mg/m3并没有回收价值的气体,可以采用催化燃烧、热力燃烧等技术进行处理[3]。VOCs成分复杂,浓度、流量等因素不同,每种VOCs处理技术都有其自身的优势和使用限制,如何选择合适的技术是VOCs处理工作者必须面对的问题[4]。

3汽车涂装VOCs废气的主要成分、特点及技术方案比选传统溶剂型的汽车涂装过程中,产生的VOCs主要有甲苯、二甲苯、芳香烃、酯、醇、醚、酮等,主要来源是喷漆、流平和烘干等过程,其中约15%的VOCs在喷漆和流平过程中挥发,约85%的VOCs在烘干过程中挥发。

烘干室废气的VOCs浓度高、排气量相对较小,且烘干室需要大量热源,所以烘干室产生的有机废气一般采用直接燃烧法进行处理,燃烧温度为800~850℃,以天然气作为辅助燃料,二甲苯、甲苯等有机物净化效率大于90%。经检测,燃烧处理后的烘干有机废气二甲苯浓度在1.5mg/m3左右,苯的浓度在0.3mg/m3左右,甲苯未检出,非甲烷总烃的浓度在1.85~2.32mg/m3之间。

与烘干室不同,喷漆室VOCs的浓度低、风量大,且废气中夹杂着大量漆雾,处理喷漆室的有机废气较为复杂,通常要用几种方式的组合才能达成目标。现介绍几种汽车喷漆行业常用的处理方式。

3.1预处理+沸石浓缩转轮吸附/脱附+催化燃烧

喷漆房排放出来有机废空气先后经过预处理,滤去废空气中粉尘及漆雾小液滴。

沸石浓缩转轮由若干块单元拼合而成,单元块的加工,先由基材卷制后烧制成陶瓷基体,再将基体放入沸石的合成混合物中,控制溶液的浓度和放置时间,基体表面上就会形成一定厚度的疏水性分子筛膜,分子筛膜是吸附有机废气的关键部分。

陶瓷基体上的沸石分子筛膜,具有均匀微小的孔道和较大的比表面积和吸附容量,同时具有良好的疏水性和再生能力。当有机废气从陶瓷孔穿过时,在浓度梯度的作用下,有机气体分子附着在沸石分子筛膜表面并逐渐向内部扩散,与膜内孔壁充分接触,在分子间的范德华力和静电吸引力作用下,膜内有机气体分子达到一定数量,内外浓度及蒸汽压力开始保持一定的平衡,即达到吸附饱和。当有机气体吸附饱和后,用热空气对陶瓷孔进行吹扫,高温破坏了有机气体分子与沸石分子之间范德华力和静电吸引力,有机气体分子从沸石分子筛膜内微孔道内释放出来,被热空气带走,从而完成脱附。

旋转的浓缩转轮,使以上的吸附、饱和、脱附过程得以连续循环地进行,在实际应用上实现了连续从有机废气中分离出有机气体,达到净化空气的目的。

其工作过程如图1所示,转轮以一定的速度匀速顺时针转动,有机废气穿过吸附区,去除了有机气体的洁净空气直接排放到大气;转轮旋转到脱附区时,热空气将吸附在转轮内的浓缩有机气体带走,送到焚烧炉进行焚烧,之后经换热器换热后排放到大气;当转轮旋转到冷却区时,被有机废气的小量分支冷却,转轮冷却后继续进行吸附;冷却完转轮的废气送去换热器进行加热,加热后送到脱附区用来进行脱附。如此过程,周而复始。

蓄热式热力焚烧系统主要由燃烧机组、炉膛、蓄热室(两室或三室)、流向转换阀门和控制系统等组成。蓄热室内的蓄热陶瓷有很强的蓄热能力,先将流经的高温烟气中大部分热量储存在里面,再把热量传递给流经的有机废气,废气可以被加热到接近裂解的温度,燃烧机组只需要很少的燃料就可以维持系统的运行。在转换阀门的控制下,烟气和废气交替经过每个蓄热室,实现蓄热、放热的循环过程。其突出特点是燃料消耗少,处理温度高,排烟温度低。

近年来,国内“沸石浓缩转轮吸附+催化燃烧”工艺发展迅速,目前许多知名汽车企业有选用此套工艺处理VOCs废气,如:一汽解放、一汽大众、天津华泰、重庆力帆、长安福特、长安汽车、长城汽车等,都采用此工艺。

3.2预处理+活性炭吸附+催化燃烧

喷漆房排放出来有机废空气先后经过二级或三级预处理,滤去废空气中粉尘及漆雾小液滴。

本法是应用新型活性炭吸附浓缩低浓度的有机废气,吸附接近饱和后引入热空气加热活性炭,使有机废气脱附出来进入催化燃烧床进行燃烧净化处理,热气体在系统中循环使用或增设二级换热器进行热能回收。该法将低浓度的有机废气通过活性炭将其浓缩成高浓度的有机废气再通过催化燃烧彻底净化。该法结合了吸附法和催化燃烧法的优点,克服了单独使用的缺点,解决了治理低浓度、大风量有机废气的难题,是目前国内治理有机废气的成熟、实用方法之一。其大致的工艺流程如图2。

此工艺目前已较为成熟且有广泛推广,已用于电子、化工、制药、鞋业和涂装等各行各业的有机废气治理。相关喷漆行业的应用案例有比亚迪、太平货柜、新华昌、中集等大型企业均有采用此法处理有机废气。

3.3预处理+活性炭吸附/脱附+溶剂回收

喷漆房排放出来有机废空气先后经过过滤器预处理,滤去废空气中粉尘及漆雾小液滴,再由经过漆雾分离器里的水洗后由高压离心风机抽送进入装有活性炭的吸附槽内。有机废气在通过活性炭层时,被活性炭吸附在孔隙中,空气则透过炭层。达到排放要求的尾气由吸附槽顶部排放口排至大气。吸附槽吸附一定时间,当吸附槽顶部即将穿透时,通入蒸汽加热气体溶剂,使活性炭得到再生。从活性炭表面脱附下来的有机溶剂和水蒸汽进入冷凝器冷凝成液体后,混合液体进入油水分离槽自动分离,分离出来的溶剂液进入储槽,废水直接排到废水处理场。

此法目前普遍用于集装箱及厢式货运车喷漆废气处理,如中集、新华昌、太平货柜等大型企业有采用此法,每年可能回收再利用废气中90%左右的有机物,可产生巨大的环境和经济效益。

3.4生物降解处理法

生物降解处理有机废气的原理主要是利用微生物的代谢活动将VOCs气体转化为CO2、H2O以及细胞组成物的过程,处理工艺主要包括生物过滤池、生物洗涤器、生物滴滤塔以及膜生物反应器[5]。生物降解技术最早出现在美国的研究报道中,至20世纪70年代逐渐在西方各国兴起,而我国相关研究起步较晚。据统计,欧洲21世纪初已有7500多套生物降解处理VOCs装置投入运行[6]。

由于生物降解处理技术在常温、常压下进行,操作条件要求低,能耗、投资和操作费用相对较少,而且无二次污染,因此,该技术在各种环保净化方法中具有较广泛的应用前景。对于VOCs浓度低、风量大的废气,生物法具有设备简单、成本低廉、效果好、操作简便等优点被广泛关注[7]。但生物降解技术也存在一定的局限性,其生物降解速率有限,废气中有机物需能溶于水,对具有生物毒性的物质处理效果较差。汽车涂装的VOCs气体的主要成分是苯系污染物,属难溶或不溶于水的,也可称之为疏水性VOCs。

针对疏水性的VOCs气体,国内外开展了广泛的研究,科学家们大量的实验数据也表明,添加表面活性剂是提高处理效率的方法之一。研究表明:甲苯在表面活性剂浓度小于临界胶束浓度的溶液中增溶明显[8]。王宝庆在用生物过滤法净化乙苯过程中添加的表面活性剂为0.3mol/L的十六酸钾,可使净化效率提高25.86%[9]。添加表面活性剂促进疏水性有机物增溶和降解,将给工业推广生物降解处理疏水性有机废气带来极大的机遇和发展空间。

4结论

四种有机废气处理的工艺各有优势和适用范围(表1)。目前轿车大部分已采用水性漆,水性漆中有机挥发物的成分比传统的油性漆已大大降低,废气中VOCs的浓度低,“沸石浓缩转轮吸附+催化燃烧”是近年来国外引进的新技术,主要用于处理废气量大、浓度较低的有机废气,因此目前普遍应用于轿车类的喷漆废气处理,不过其一次性投入成本较高;“活性炭吸附/脱附+催化燃烧”工艺较为成熟,目前在国内使用较为广泛,但其较为适用于处理浓度中、高的有机废气,且活性炭和天然气消耗量大,汽车涂装行业的废气特点是风量大、浓度较为偏低,若使用“活性炭吸附+催化燃烧”工艺需要耗费大量的电力及天然气,一方面设备的占地面积大,另一方面运行成本高;“活性炭吸附/脱附+溶剂回收”最大的优点在于环境效益和经济效益明显,此法能吸附浓缩废气中90%以上的有机物成分,并将其脱附、冷凝后回收成有机溶剂,回收后的有机溶剂能二次利用,且不用添加天然气等能源去焚烧。其较适用于喷漆量较大、废气浓度较高的工艺,在集装箱喷漆、货车车厢喷漆等废气处理运用较为广泛,且实例证实,此法可取得较大的经济效益和环保效益;客车生产工艺有别于小轿车和厢式货车等,因客车属于定制化产品,颜色、图案都不一样,大多采用间歇式生产,难以实现流水化连续作业,因此相比轿车和厢式货车等连续性流水线作业的产品,客车喷漆废气的废气量更大、浓度更低,喷漆室在100%工况下,实测的VOCs浓度也都在40mg/m3以下,若采用以上三种废气处理工艺,投资成本和运行费用都极高,占地面积也极大,且处理效率也有限,生物降解处理法或将是此类喷漆废气的一个良好备选方案。

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