工业有机废气处理技术进展.doc

工业有机废气处理技术进展摘 要：文章对工业有机废气气常用的各种处理方法的基本原理、特点、经济性以及工艺流程等研究进展进行了综述。根据各种处理方法的工作原理，阐述了各自的适用范围、选用时的注意事项。主题词：有机废气；技术进展；适用范围；选取原则；有机废气是工业生产中常见的污染物，对工业有机废气的治理，有多种处理技术可供使用。一般主要有：催化燃烧法、吸附法、吸收法、生物氧化法等。1.催化燃烧法 催化燃烧法处理工业有机废气是20世纪40年代末出现的技术。11催化燃烧特点是：111起始燃烧温度低（250450），节省能源。112适用范围广。催化燃烧几乎可以处理所有的烃类有机废气及恶臭气体，它适用于浓度范围广、成分复杂的各种有机废气处理。113基本上不会造成二次污染。这是因为该法是将污染物氧化分解成水和二氧化碳，且净化率一般都在95%以上；另外由于温度较低，能大量减少氮氧化物的产生。114催化燃烧的经济性。很难下一个结论，需要对项目进行具体分析。12催化剂的分类： 催化剂是催化燃烧法的一个重要环节，目前催化剂种类繁多，但在处理有机废气时常用的主要有两种：121贵金属催化剂：铂、钯、钌等。它们有很高的催化活性、易于回收、使用寿命长、适用范围广等优点，但价格昂贵和耐中毒性较差。122过渡金属氧化物催化剂：采用氧化性较强的过渡金属氧化物，如铜、锰、钴的氧化物等。这类催化剂比贵金属催化剂的耐热性差，活性低，但价格相对便宜。13催化剂的失活及防治催化剂在使用过程中随着时间的延长，活性会逐渐下降，直至失活。催化剂失活是由于毒物与活性组分化合或熔成合金；其次，卤族元素和硫的化合物能够抑制催化反应；最后，由于碳的沉积、废气中的粉尘等沉积，从而影响催化剂的吸附与解吸能力，致使催化剂活性下降。催化剂失活的防治：按操作规程，正确控制反应条件；当催化剂表面结碳时，通过吹入新鲜空气，提高燃烧温度，烧去表面结碳；将废气进行预处理，以除去毒物，防止催化剂中毒；14 催化燃烧工艺流程 废气在进入反应器前，在热交换器内与燃烧净化后气体进行热交换，并采用煤气或电加热的方式保持燃烧室的起燃温度。当有机废气浓度较高时，燃烧所产生的热量能够维持热平衡，此时无需补充热量，只需要在催化燃烧反应器中设置电加热器供起燃时使用即可。当有机废气的流量大、浓度低、温度低，采用催化燃烧需耗大量燃料时，可先采用吸附手段将有机废气浓缩，再进行催化燃烧。2吸附法 用吸附法处理工业有机废气是目前广泛采用的方法之一。他是利用利用某些具有吸附能力的物质如活性炭、沸石分子筛等,将废气中的污染物组分浓集在吸附剂表面,使之与空气分开的方法对废气进行处理。吸附剂可以再生循环使用，被吸附的有机溶剂可以收集起来从新使用。吸附法适用于几乎所有的气相污染物，尤其是大流量、中低浓度的气相污染物。21吸附平衡吸附过程是吸附质分子不断从气相往吸附剂表面凝聚，同时又有分子从固体表面返回气相主体的蒸发过程。当这种凝聚和蒸发达到动态平衡时，吸附质在吸附剂中的浓度称为平衡吸附量。平衡吸附量是极限值，它是温度和压力的函数。22吸附速率要达到吸附平衡，一般两相要经过长时间的接触才能建立。在实际生产中，两相接触的时间是有限的，因此实际吸附量取决于吸附速率。而工业上所需的吸附速率数据往往从理论上很难推导，因而在实际工程设计时，应根据吸附剂种类、废气性质、气流流速、温度、床层布置等参数进行综合考虑。23吸附剂的脱附吸附达到或接近饱和时，需要脱附再生。从理论上讲，吸附剂经过脱附，吸附质应该全部脱附出来，但实际上，脱附时总会有一部分吸附质不能被解吸，存在着残留吸附量，致使吸附曲线和脱附曲线不吻合，产生所谓“滞后现象”。为了尽可能地减少这种现象，应正确地选择脱附再生方法。不完善的脱附工艺，会产生严重的脱附滞后现象，当脱附后吸附剂中残留的有机溶剂浓度大于排放标准限定的浓度时，就要产生排放超标现象。一些企业采用多级吸附的方法，试图解决这一问题，但不从完善脱附工艺着手，改善脱附滞后现象，是很难达到预期目的的。吸附剂的脱附再生方法有很多，一般多选用水蒸气作脱附剂。水蒸气作脱附剂具有许多优点，一是它的饱和温度适中，不会破坏有回收价值的溶剂；二是载热量大，尤其是潜热大。许多有机溶剂不溶于水，冷凝后便于分离回收。水蒸气与大多数溶剂不起反应，故而用水蒸气脱附十分安全。24吸附工艺生产废气排入空气过滤冷却器进行除尘和降温。经冷却后的废气送入吸附罐，污染物被吸附剂所吸附，净化气直接排入大气。当吸附剂进入饱和状态时，废气切换到备用吸附罐继续吸附。饱和吸附罐切换到脱附再生系统进行脱附，对脱附后的吸附剂进行干燥和降温备用。脱附产生的混合汽进入冷凝器进行冷凝和冷却，冷却后的混合液体进入自动分离器进行油水分离，分离出来的有机溶剂可以回收利用。3吸收法 吸收净化法是工业废气治理方法中一种重要的、常用的方法。吸收的过程一般可分为物理吸收和化学吸收。物理吸收是通过洗涤装置使废气中的有害成分被吸收剂所溶解,再利用有机分子和吸收剂物理性质的差异进行分离的气相污染物控制技术。工业有机废气的特点往往是气态污染物含量低，废气气量大，净化要求高，这就要求吸收净化过程必须具有高的吸收速率，在工业有机废气的处理工艺中往往难于满足这样的要求，使其应用受到了一定的限制。化学吸收是通过废气中的污染物与吸收剂中的活性成分发生化学反映，达到将废气中的有害成分分离出来的过程。与物理吸收过程比较，化学吸收过程的速率要大得多，这是因为化学反映的存在，使液相中的溶质浓度迅速降低，增大了传质推动力，提高了吸收速率。化学吸收更多的是用在无机废气的处理方面，如烟气脱硫工艺，多采用石灰水做吸收剂，与烟气中的SO2发生化学反映生成石膏，达到脱硫的目的等。4. 微生物氧化法该法与常规治理技术相比，具有设备简单，投资运行费用低，无二次污染等优点，但只是在处理低浓度、易生物降解的有机气相污染物时才具其经济性，普适性较差，使其推广应用受到限制。其净化的基本原理是：废气流经带有液体吸收剂的处理器，在处理器中，由于污染物在气、液相之间存在浓度梯度，使其从气相转移到液相，通过生存其中的微生物的代谢作用，有机物被分解、转化为生物质和无机物。用生物法处理挥发性有机废气的研究我国还处于起步阶段。提高生物过滤器所用微生物对有机污染物的生物降解速率，尤其是针对较难生物降解的物质培养优异菌种并优化其生存条件，是目前该技术的主要发展方向。 另外还有冷凝法、膜分离法、脉冲电晕法等。总之，有机废气的处理手段，各国的方式大同小异。现有的技术思路基本成形，我们可以从细节上进行改进，创造出更好的处理方法，以促进人类社会和谐发展。 参考文献1三废处理工程技术手册（废气卷） 刘天齐主编 化学工业出版社 19992工业废气净化与利