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    有机竞博竞猜治理工艺简介

    2020-01-02 16:06:30

    目前,VOCs的末端控制技术可以分为两大类:回收技术和销毁技术。

    回收技术是通过物理的方法,改变温度、压力或采用选择性吸附剂和选择性渗透膜等方法来富集分离有机污染物的方法,主要包括吸附技术、吸收技术、冷凝技术及膜分离技术等。回收的有机溶剂可直接用于质量要求较低的生产工艺,可集中进行分离提纯。

    销毁技术是通过化学或生化反应,用热、光、催化剂或微生物等有机化合物变为二氧化碳和水等无毒害无机小分子化合物的方法,主要包括高温焚烧、催化燃烧、生物氧化、低温等离子体破坏和光催化氧化技术等。其中吸附技术、催化燃烧技术和热力焚烧技术是传统的有机竞博竞猜治理技术,也仍然是目前应用最为广泛的有机竞博竞猜治理实用技术。

    一、燃烧法

    燃烧法是利用竞博竞猜中VOCs可以燃烧氧化的性质,通过充分燃烧将竞博竞猜中可氧化的组分转化为CO2和H2O。目前使用的燃烧净化方法主要有直接燃烧法和催化燃烧法。

    (1)直接燃烧法

    直接燃烧法又称为火焰燃烧法,它是把竞博竞猜中可燃的组分当作燃

    料直接燃烧。该方法适用于处理可燃组分浓度较高的竞博竞猜,不适于处理大风量、低浓度的有机竞博竞猜。直接燃烧法的燃烧温度一般在1100度左右。

    (2)热力燃烧法

    适用于可燃有机物质含量较低的竞博竞猜的净化处理。由于该类竞博竞猜中可燃有机组分的含量很小,因此,竞博竞猜本身不能燃烧,并且其中的可燃组分燃烧后放出的热量很低,不能维持燃烧。

    在进行热力燃烧时,一般燃烧其他的燃料,如煤气、天然气、油

    等,来提高竞博竞猜的温度,达到热力燃烧所需的温度,把其中气态污染物氧化为二氧化碳、水、氮气。

    (3)催化燃烧法

    催化燃烧法是利用VOCs的易燃性设计的一种方法,即对工业排放的VOCs在催化剂的条件下进行燃烧,得到CO2和H2O以达到jbo竞博电竞要求。与直接燃烧法相比,催化燃烧法的净化效果更好,而且处理温度和时间远低于直接燃烧法,但是燃烧法使得有机竞博竞猜中的有机成分不能够回收。常用的催化剂主要有:贵金属催化剂、过渡金属氧化物催化剂和复氧化物催化剂。

    其优点主要体现在:

    (1)净化效率高,可达到98%以上,无二次污染。

    (2)由于催化剂的存在,催化燃烧法的起燃温度很低,一般在200~400℃,降低能耗并且能减少NOx的生成。

    (3)可处理复杂成分的低浓度VOCs,—般低浓度的烃类、醇类、酮类等都可以用催化燃烧法处理。

    (4)工艺简单,操作安全。

    (5)对可燃组分浓度和热值限制较小。

    缺点:工艺条件要求严格,不允许竞博竞猜中含有尘粒和雾滴,也不允许含有使催化剂中毒的物质。所以通常需要对竞博竞猜进行前处理后再进行催化燃烧。

    二、光催化氧化法

    该技术利用高能高臭氧UV紫外线光束照射并裂解有机竞博竞猜如:氨、三甲胺、硫化氢、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯,硫化物、VOCs类,苯、甲苯、二甲苯的分子链结构,使有机或无机高分子有机化合物分子链,在高能紫外线光束照射下,降解转变成低分子化合物。同时,利用高能光束裂解有机竞博竞猜中细菌的分子键,破坏细菌的核酸,再通过臭氧进行氧化反应,彻底达到脱臭及杀灭细菌的目的。

    在实际应用中,利用收集排风设备输入到净化设备后,净化设备运用高能UV紫外线光束、臭氧及纳米光催化TiO2等技术组合起来对竞博竞猜进行协同分解氧化反应,使竞博竞猜降解转化成无害无味的化合物、水和二氧化碳,再通过排风管排出。

    光催化氧化法是在常温常压下,通过一定波长光的照射,VOCs在催化剂表面发生氧化反应分解成H2O、CO2以及一些小分子有机物。光催化氧化法反应条件温和,无毒无害,能耗低。目前光催化氧化法使用的催化剂主要是过渡金属氧化物,如TiO2、ZnO2、WO3等,其中纳米TiO2由于其表面积大、化学性质稳定、反应活性高、成本低廉、对紫外线吸收效率较高、无毒等优点。

    三、冷凝法

    冷凝法将竞博竞猜冷却使其温度低于有机物的露点温度,使有机物冷凝变成液滴,从竞博竞猜中分离出来。冷凝法不适宜处理低浓度的有机气体,并需低温和高压,设备费用和操作费用高,很少单独使用。由于加压所需要的设备较多且比较昂贵,所以一般采用降低温度的方法来达到冷凝的目的。

    冷凝法主要用于高沸点和高浓度的VOCs回收,适用的浓度范围大于5%(体积)。在实际应用中,常作为吸附法、燃烧法的前处理,降低有机负荷,冷凝液还可分离回收VOCs中有价值的组分,实现资源利用。对于含高浓度VOCs的竞博竞猜,通常首先采用常温水或低温水对其进行冷凝回收,冷凝后的尾气再进行吸附或催化燃烧处理。这样既可以降低治理成本,又可以降低处理装置的负荷。对于低浓度的有机竞博竞猜,当需要进行回收时,可以首先采用吸附浓缩的方法,经吸附浓缩后的高浓度竞博竞猜再导入冷凝器进行冷凝回收。

    四、吸收法

    吸收法采用低挥发或不挥发的溶剂作为吸收剂,利用竞博竞猜中各组分在吸收剂中的溶解度的差异,使竞博竞猜中的有害组分被吸收剂吸收。

    吸收法由于吸收剂和吸收设备的要求较高,且吸收剂需要定期更换,过程较复杂,成本较高,较难推广应用。吸收法处理有机竞博竞猜主要利用有机竞博竞猜能与大部分油类物质互溶的特点,用高沸点低蒸气压的油类作为吸收剂来吸收竞博竞猜中的有机物,常见的吸收器是填料洗涤吸收塔。

    目前吸收有机竞博竞猜的主要吸收剂仍是油类物质。吸收法适用于浓度较高、温度较低、压力较高情况下竞博竞猜污染物的处理,选择了合适的吸收剂的情况下,去除率可达95%~98%。该方法的优点是投资费用较少、运行费用低、工艺流程简单、吸收剂价格便宜、占地面积小等,但该法存在吸收剂后处理过程复杂且费用大、对有机成分的选择性大、容易产生二次污染等缺点,所以,吸收法的应用范围受到很大限制。

    实际应用中,吸收技术只是作为其他治理技术的辅助手段用于竞博竞猜的前处理工艺和后处理工艺。在前处理工艺中用于去除一些酸性和碱性无机化合物和漆雾或粉尘;在后处理工艺中用于吸收等离子体破坏后产生的二次污染物等。

    五、膜分离技术

    膜分离系统是一种高效的新型分离技术,其流程简单、回收率高、能耗低、无二次污染。膜分离技术的基础是使用对有机物具有选择渗透性的聚合物膜,该膜对有机蒸气较空气更易于渗透10—100 倍,从而实现有机物的分离。

    膜分离技术,在国内才刚起步,离实现工业化应用还有一段距离。

    六、电晕法

    在外电场的作用下,通过前沿陆峭脉宽窄的高压脉冲电晕发电,在常温常压下获得大量的非平衡等离子体,产生大量的高能电子和 O、 OH等活性粒子,对VOCs中的有机成分进行氧化分解从而达到净化VOCs的目的。

    有机物在等离子体中的氧化降解机理一般认为主要有下面几个过程:

    (1)在高能电子作用下,强氧化性自由基 O、OH 等的产生;

    (2)有机物分子受到高能电子碰撞被激发,及原子键断裂形成小碎片基团;

    (3)OH 与激发原子有机物分子破碎的分子基团,自由基等经一系列反应,最终降解为 CO、CO2、H2O。去除率的高低与电子能量和有机物分子结合键能大小有关。

    七、吸附法

    吸附法是利用多孔性吸附介质对通过的有机竞博竞猜的一种或者多种成分进行吸附从而达到分离的目的,与其他方法相比,吸附法具有吸附效率高、无二次污染、能耗小、工艺成熟、操作简单、能实现自动化。吸附法的缺点是处理设备庞大,流程复杂,当竞博竞猜中有胶粒物质或其他物质时,吸附剂易失效。通常作为VOCs的吸附介质具有以下几个特点发达的微孔结构、比表面积大、吸附量大、容易再生、耐酸碱、耐高压、热稳定性好、吸附可逆等。常见的吸附介质有活性炭、活性炭纤维、沸石分子筛、粘土、氧化锡、桂胶等。

    有机竞博竞猜组分吸附在吸附剂表面,然后再经过减压脱附或热脱附,富集的有机竞博竞猜被抽吸到储罐或用其他方法液化,而未被吸附的尾气直接排入大气,从而实现有机竞博竞猜和空气的分离。

    吸附法主要用于处理大风量、低浓度的有机竞博竞猜。吸附效果取决于有机竞博竞猜的组分与浓度、吸附剂的性质、操作条件(温度、压力、湿度)等因素。目前,市场上应用最多的活性炭吸附剂的净化效率可达90%。

    吸附工艺:

    常用有机竞博竞猜净化回收系统,包括:

    预处理部分:预先除去进气中的固体颗粒物及液滴,并降低进气温度

    吸附部分:一般用吸附器并联或串联

    吸附剂再生部分:常用水蒸气脱附法使活性炭再生

    溶剂回收部分:不溶水的溶剂可与水分层,易于回收,水溶性溶剂需采用精馏法回收,对处理量小的水溶性溶剂也可与水一起掺入煤炭中送入锅炉烧掉。

    八、生物法

    生物法处理技术主要包括生物过滤、生物滴滤和生物洗涤技术。对于大流量、低浓度的有机竞博竞猜,生物处理技术具有处理效果好、无二次污染、投资及运行费用低、易于管理等优点。

    (1)生物涤气塔

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    生物涤气塔由一个吸收室和一个再生池构成。生物涤气液(循环液)自吸收室顶部喷淋而下,使竞博竞猜中的污染物和氧转入液相,实现质量传递。吸收了竞博竞猜组分的涤气液,流入再生反应器(活性污泥池)中,通往空气充氧后再生。被吸收的气态废物通过微生物氧化作用,被再生池中的活性污泥悬浮液从液相中除去。

    (2)生物滤池

    具有一定湿度的有机竞博竞猜进入生物滤池,通过约0.5~1m厚的生物活性填料层,有机污染物从气相转移到生物层,进而被氧化分解。生物滤池的填料层是具有吸附性的滤料(如土壤、堆肥、活性碳)。土壤生物滤池因其较好的通气性和适度的通水与持水性,以及完整的微生物群落系统,能有效地去除烷烃类化合物,而丙烷、异丁烷、酯及乙醇等生物易降解物质的处理效果更佳。

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    生物滤池法的缺点是占地面积大。

    (3)生物滴滤池

    生物滴滤池使用的是粗碎石、塑料、陶瓷等不具吸附性的填料,填料的表面是微生物区系形成的几毫米厚的生物膜。填料的比表面积一般为100~300m2/m3,一方面为气体通过提供了大量的空间,另一方面也使气体对填料层造成的压力,及由微生物生长和生物膜疏松引起的空间堵塞危险性,降到了最 低限度。

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    目前,国内外研究中利用生物滴滤塔处理的有机竞博竞猜包括烃类、苯系化合物、低分子脂肪酸和醇类等,采用的填料包括海绵、珊瑚石、陶粒和空心塑料小球等。

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    九、低温等离子体

    低温等离子体技术是近年来发展起来的竞博竞猜治理新技术。等离子体称为物质的第4种形态,由电子、离子、自由基和中性粒子组成。低温等离子体有机气体净化就是利用介质放电所产生的等离子体以极快的速度反复轰击竞博竞猜中的异味气体分子,去激活、电离、裂解竞博竞猜中的各种成分,通过氧化等一系列复杂的化学反应,打开污染物分子内部的化学键,使复杂大分子污染物转变为一些小分子的安全物质,或使有毒有害物质转变为无毒无害物质。

    低温等离子体用于竞博竞猜的净化具有很多优势:

    (1) 由于等离子体反应器几乎没有阻力,系统的动力消耗非常低;

    (2) 装置简单,反应器为模块式结构,造价低,并且容易进行易地搬迁和安装;

    (3) 由于不需要任何预热时间,所以该装置可以随时开启与关闭;

    (4) 所占空间比现在的其他技术更小;

    (5) 抗颗粒物干扰能力强,便于维护。

    目前,人们对于其作用机理的研究还不够充分,针对不同化合物如何有针对性地进行等离子体发生器的设计,目前还没有形成规律性的认识,总体上该技术对有机化合物的净化效率还较低。

    十、分子筛转轮吸附技术

    对于低浓度、大风量工业有机竞博竞猜的治理,为了降低治理成本,通常采用吸附浓缩技术使竞博竞猜中的有机物增浓后再进行燃烧或冷凝回收。在处理分子量较大、沸点较高的有机竞博竞猜时,或竞博竞猜中含有较大分子的物质时,需要使用温度更高的热空气对床层进行再生。由于采用活性炭材料作为吸附剂容易着火,安全性差,一般采用成型沸石(分子筛)作为吸附剂。沸石转轮吸附浓缩工艺在国外已得到了普遍应用。沸石转轮包括盘式转轮和环式转轮,根据污染物浓度的不同,经过沸石转轮吸附浓缩后污染物的浓缩倍数可达几倍到几十倍,浓缩后的竞博竞猜可以根据需要进行冷凝回收或燃烧处理。

    该技术优点:1)运行稳定,尾气中竞博竞猜浓度可以稳定达标;2)吸附剂的利用率高,用量少;3)可采用高温脱附,再生效率高,安全性高;4)采用蜂窝式沸石作为吸附剂,阻力小;5)结构紧凑,整套设备占地面积小。近年来在我国也进行了引进和开发,未来将会成为高沸点、低浓度VOCs治理的重要技术。该技术的核心是改性分子筛的制备和成型技术。


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