有机废气处理技术原理及前景展望-百家乐在线

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空气污染是目前中国最引人注目的环境问题之一,工业废气是空气污染物的最主要来源。大量工业废气排入大气,必将改善大气环境质量,给人类健康带来严重危害,给国民经济造成巨大损失。

有机废气是工业废气中最后要处理的东西。有机废气通过呼吸道和皮肤转移到人体后,会对人的排便、血液、肝脏等系统和器官造成暂时性和永久性的恶性肿瘤,尤其是苯并芘多环芳烃,可使人体产生必要的致癌物质,已经引起了人类的极大关注。工业生产中不会产生各种有机废气,主要包括各种烃类、醇类、醛类、酸类、酮类、胺类;这些有机废气不会造成空气污染,危害人体健康,也不会导致浪费,因此有机废气的处理和净化势在必行。

1.管理技术一般来说,有机废气的处理方法主要有两种:一种是回用方法。回用法是在一定温度和压力下,通过选择性吸附剂和选择性渗透到膜中,用物理方法分离挥发性有机化合物(VOCs),主要有活性炭传导法、电压转换传导法、冷凝法和生物膜法。另一种是回避法。回避法是利用光、热、催化剂和微生物通过化学或生物反应将有机物转化为水和二氧化碳,主要包括热氧化法、催化剂自燃法、生物水解法、电晕法、等离子体分解法、光降解法等。

几种传统的处理方法解释如下:1.1活性炭导电法活性炭多为粉末状或颗粒状,大多数情况下不能作为各种净化设备使用。活性炭必须有一定的形状和支撑强度才能使用。活性炭经过类似工艺处理后,可以产生非常丰富的微孔结构。这些人眼看到的微孔需要依靠分子力传导各种有害气体和液体分子,从而超出了净化的目的。

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活性炭的导电过程还包括导电净化和热脱附。在导电净化过程中,有机废气通过排气扇送到导电床,有机废气通过导电床中的吸附剂导电净化气体,净化后的气体排放到大气中,完成净化过程;在冷干化改造过程中,当导电床中吸附剂传导的有机物超过允许的传导量时,导电床就不能再发展导电操作者,转而进行脱附改造。

脱附再生是指催化剂出来的热空气吹洗吸附剂,使导电有机物脱附,超出了再生吸附剂导电性的目的。活性炭传导法仅限于处理风量大、浓度低、温度低的有机废气。

该工艺成熟,效果可信,有机溶剂更容易重复使用,因此广泛应用于化工、油漆、印刷、轻工等行业有机废气的处理,尤其是苯和酮的处理。活性炭是一种广泛应用于工业生产过程中的吸附剂。

然而,它不具有耐高温、导电性差和在潮湿条件下易燃的缺点。沸石作为一种很好的替代吸附剂,已经逐步得到发展和应用。1.2催化剂自燃法催化剂自燃是处理有机气体的有效方法,特别适用于处理苯、醛、酮、醇等处理量大、气体浓度低的有机废气。催化剂自燃法的原理是有机气体中的碳氢化合物在较低温度(250~300e)下被催化剂水解分解为有害气体,释放热量。

这种高浓度有机气体在催化剂自燃过程中释放的热量不足以维持催化反应过程中所需的温度,需要另一个加热源。自燃后的热空气也可用于热解吸
催化剂自燃过程中,自燃的反应温度较低,一般比比热容燃烧低300~500e。

由于几乎自燃,会产生一氧化碳和残余可燃气体,在高温下容易分解二恶英和氮氧化物等二次污染物。而且污染物去除效率高,热量可以重复利用,节约能源。最后有机气体在催化剂的作用下,在一定温度下转化为水和二氧化碳,双方面向大气。这种处理方法的关键问题是开发一种燃点低、催化活性低、稳定、价格低廉的催化剂。

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空气干燥法开发的过渡金属及其氧化物系自燃催化剂效果较好;此外,近年来,纳米粒子催化剂比表面积高,活性位点多,催化活性和选择性都低于一般催化剂。因此,它们在催化剂中的潜在应用显示了一个充满活力的研究领域,在21世纪的催化反应中不会发挥主要作用。特别是通过在本体催化剂中掺杂金属、金属氧化物和碳酸盐或制备填充纳米氧化物,研究掺杂剂在基体颗粒结构中的调节作用和催化反应的要求,是降低催化剂自燃反应的燃烧温度,降低表面氧使其在稀薄燃烧条件下稳定自燃,提高催化剂对有毒污染气体的回避亲和力的有效途径。1.3导电稀释催化剂自燃法通过分析比较各种处理有机废气的技术和工艺,人们明确提出了一种熔融处理技术,仅限于处理大风量、低浓度的苯、酮、醛、醇等各种有机废气。

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采用活性炭纤维导电稀释和热空气自燃三种人工方法对有机废气进行净化。流程图如图1右图所示。

图1流程图1-过滤器阻火器;2-装置中的空气流产;3-导电床;4-热风机;5-热交换器;6-加压室;7-催化剂床;8-气体收集器;9-风机排出的有机废气经预处理去除灰尘或其他催化剂毒物,然后由风机送至预热器加压至起燃温度以上,然后转移至催化剂床层进行反应。过程中需要用远红外电磁辐射对催化剂床层进行冷却,可以显著增加启动时间和功率,降低加压温度。

在热交换器的帮助下,冷却功率可以显著增加。在启动阶段,换热器大大强化了反应床和传入反应床的空气,然后预热器提供的热量全部被设备出口气流和换热器带走。热交换器的另一个功能是重新利用反应热,并根据有机成分的浓度更换部分或全部电加热。

如果浓度小于1000升/升,运行中所需的增压功率可能很低。在此过程中,导电床与国内外普遍认为先进设备的活性炭纤维相匹配,不作为导电材料使用,其材料具有导电效率高、吸附解吸时间慢、使用寿命长的特点,净化效率在90%左右;催化剂床层配以性能优异的蜂窝陶瓷贵金属催化剂,净化效率在95%以上;利用先进设备的自动控制系统,构建净化系统中的传导、解吸、热平衡和催化反应时不时运行。该净化系统设计合理,结构紧凑,效率高。

与同类处理大风量低浓度有机废气的净化系统相比,设备投资和运行能耗明显降低。-百家乐在线。

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