废气治理技术（精选十篇）
废气治理技术 篇1
喷漆废气指的是在进行喷漆的喷涂过程中产生的喷漆喷雾微粒以及其他形式的有机废气。其中主要包括三种形式, 即携带或溶解了喷漆微粒的细粒水珠;由于高压喷涂过程中无法喷至物体表面而悬浮在四周空气中的喷漆雾状微粒, 以及在使用有机喷漆稀释剂的过程中造成的有机污染;气态下由于喷漆自身特殊材料而导致的、稀释剂等有机物质自带的异味以及喷漆在喷涂结束固化过程中所产生的异味污染。
2 喷漆废气污染危害
与氧化硫、氧化氮等有毒气体污染不同, 喷漆产生的有害废气中含有大量苯、甲苯等有机物质, 其具有较强的毒性, 易对人体造成十分严重的伤害。
在实施喷漆喷涂的过程中, 这些有机物质作为溶剂被喷洒出去, 一部分黏附于待涂物的表面, 起到喷漆效果, 另有部分悬浮于空气之中, 并为作业工人所吸入, 进入其呼吸系统。毒性很强的苯、甲苯等将对工人呼吸道造成严重的伤害, 一旦此类有毒物质达到一定浓度, 更会对人体大脑、脊髓等中枢神经系统以及造血系统造成严重损伤, 极易引发工人中毒, 并引发再生障碍性贫血等一系列难治愈的疾病, 给中毒者及其家人造成很大伤害。即便在苯等有机物质浓度较低的情况下, 喷漆作业工人处在此类作业环境中, 虽不至有明显的中毒反应, 但较长时间后, 仍难免出现恶心、头晕、呕吐、神志不清甚至神经衰弱等症状, 这均是由于神经系统受损所致, 而毒害的起因皆是长期呼吸含有有机毒害物质的气体所致。
除对神经系统造成伤害外, 喷漆废气尚会对呼吸道, 如鼻黏膜、喉道、支气管等, 以及视网膜造成不同程度的伤害。通过长期调查所得到的数据可知, 超七成以上的喷漆工人在工作达到一定时间后会出现视力下降现象, 并有部分伴有呼吸道疾病。由此可见, 喷漆废气对于人体伤害之严重, 因此, 加强废气污染治理研究, 刻不容缓。
3 喷漆废气治理方案
3.1 漆雾湿式净化法
针对喷漆漆雾的湿式净化方法有很多, 其中最常见的有水帘式净化法、无泵式净化法等。
喷漆漆雾的水帘式净化设备是由溢水槽、水幕板、多级水帘室以及水槽共同组成的喷漆设备。在作业过程中, 要喷雾的喷漆进入设备, 首先会有一部分经水流槽冲刷直接进入水槽, 剩下的喷漆受多级水流槽冲刷, 同样汇流入水槽内。在水泵的作用之下, 汇流入水槽内的喷漆被上升进入溢水槽中, 并由溢水槽溢出, 最终在水幕板上形成水幕, 随后便可以实施喷漆喷涂。在该设施下进行的喷漆喷涂可以大大提高喷漆的使用率, 使得喷涂效果更为均匀美观, 同时减少了喷漆废气排放, 从而大大降低了废气污染。
喷漆漆雾的无泵式净化法主要采取的是通过空气循环以净化喷漆废气的方法。携带大量喷漆废气的空气在设备中与水幕接触, 后经过水帘并进入气水通道, 在通道中, 含有废气的空气与水大量混合, 并在混合后进入集气箱。集气箱中的流体流速相比于气水通道而言已大大降低, 因而会导致气水分离, 与溶解了喷漆微粒的水分离后的空气重新排放入大气中, 同时, 喷漆溶液通过水槽流入水箱。水箱中长期含有一种可以使喷漆微粒快速凝结的絮凝剂, 漆雾微粒通过絮凝剂快速凝结起来, 形成块状, 从而便于喷漆清理。无泵式净化操作由于淘汰了大宗且笨重的水泵设备, 故大大减少了设备的占地面积, 减少大量空间。此外, 无泵式净化技术还规避了水泵堵塞的现象, 且净化效率高, 废气吸收效果好, 是性价比较高的喷漆废气处理模式。
3.2 漆雾干式净化法
虽然漆雾湿式净化方法如今已发展的较为成熟, 但由于其实施净化时需通过流水净化, 故在净化结束后通常又会导致水污染, 需重复治理。因此, 行业内研发出干式净化方法。漆雾干式净化方法采用的是过滤式净化方法, 通过引风机的抽吸作用, 可以使得喷漆室内部形成负压力, 由此, 漆雾可被吸引入过滤器, 由于过滤器中含有滤棉、滤板以及滤纸等多重过滤设施, 故经重重过滤之后漆雾中液态喷漆微粒将被滤除, 从而实现了在无水状态下漆雾的净化。此种净化方式净化效率较高, 且无再次污染产生, 不需要对污水的二次处理, 是目前常用的喷漆废气处理方法。
3.3 有机废气吸收净化法
常见的吸收方法包括化学吸收方法以及物理吸收方法两种, 针对不同类型的有害废气, 可灵活选择相应的处理方式, 针对有机废气甲苯等含量较高的状况, 通常选择物理吸收的方法进行废气净化。实施物理吸收时, 选择废气溶解度较高的液体溶剂, 对喷漆稀释剂等有机废气进行吸收。当溶剂逐渐饱和后, 便可对溶液进行加热, 析出有害气体, 降低溶液浓度并在降温后再次使用。有机废气的物理吸收净化方法操作相对容易, 且操作成本低, 材料可循环利用。但其净化效率较低, 经物理吸收后仍有约20%的废气尚未经受处理, 故在废气治理时该方法需慎重选用。
3.4 有机废气吸收燃烧法
燃烧法是有机废气处理中又一常见方法, 主要包括直接燃烧以及催化燃烧法两种类型。直接燃烧法指的是直接对含有有害气体的废气进行加热, 加热到约800℃并保持一段时间后, 废气中苯、甲苯等有机物可被燃烧完毕, 从而达到去除有机废气的目的。催化燃烧法相比于直接燃烧法其燃烧温度要求更低, 约200-300℃, 在催化剂的作用下使得废气中有机气体燃烧从而实现净化。燃烧法操作简单, 净化效果较好, 但其燃烧费用高, 且存在不同程度的二次污染, 故属于目前仍有待提高的喷漆废气治理技术类型。
企业应尽量采用环保型喷漆实施作业, 在进行喷漆并产生有害废气后, 需及时开展相关废气治理工作, 合理选择高效、得当的废气处理方案, 实现喷漆废气的高效率净化, 以保证施工人员以及成品使用者的身体健康, 减少环境污染。
参考文献
[1]喷涂漆混合有机废气净化回收技术[J].中国环保产业, 2010 (03)
有机废气治理技术及其新进展 篇2
关键词：有机废气；研究治理；研究进展
1.传统治理技术的相关概念
1.1活性炭吸附法。活性炭吸附法中的吸附剂可分为物理和化学两类，其划分依据是根据固体从液相或气相中吸附掉有害成分。由于疏水键的存在，化学吸附剂可以实现对有机废气的吸附而不会对水产生相同的作用，即利用疏水键，化学吸附剂可以实现有机废气与水的分离，从原料中把污染物去除。其原理是没有充分的时间使吸附剂与固相和气相中的废气进行接触，反应进程达不到一定程度，以致有机污染物在水相中被去除时，化学吸附作用较为明显，但是在去除有机废气中却很少被使用。
因此，物理吸附剂在有机废气的治理中得到广泛的运用，这些材料具有极强的物理吸附性，通常状况下是可用于多种范围的活性炭或沸石。具有传质速率快等优势的材料被用来治理有机废气，因为这样的材料是呈纤维状的，往往比颗粒状和蜂窝状更有优势[1]。
1.2生物处理法。微生物附着在滤料介质中，给定合适的环境，微生物便可以分解废气中的有机成分，作为氮源和碳源分解为无机盐、二氧化碳和水等物质。生物过滤法和生物吸收法组成了生物处理技术，生物过滤法会对有机废气进行降解，当固体介质上的微生物附着、生长时（介构构成固定床层），会吸附通过的有机废气，达到过滤的效果；生物吸收法的本质也是有机废气被微生物分解，当液体和有机废气接触后，液体会吸收有机废气，其原因在于液体中存在微生物的营养配料，以致促进微生物的活性。生物处理技术优点较为明显，在运行费用、设备操作、二次污染等方面具有明显优势。
1.3吸收法。在一般情况下吸收法是指液体吸收法，当吸收剂和有害物质接触并对其吸收时，废气和吸收剂接触非常充分，这样有利于接受过程的进行，进而从吸收剂中去除有机废气，经过处理把吸收剂分离，最后便达到了循环利用吸收剂的效果。在现阶段，吸收原理的运用体现之一是废气处理设备中的喷淋装置。物理吸收剂的理论原理是物质具有相似相容的物理性质（分子结构的一致性是其发挥作用的前提），比如像甲醇、丙酮、醚等易于溶于水的气体可以利用吸收剂水去除之，但是对于结构差异大，不具备相似相容性质的的物质，水便无法起到作用。这时化学吸附法会是一个更好的选择，其主要是通过有机废气与吸附剂上面的基因发生作用。研究者通过对现阶段吸收法在国内外的应用进行试验、总结可以得出结论，不同吸附剂对有机废气的处理时，因吸附剂的种类不同会产生不同的效果，因此当面对不同有机废气时，应选择不同的吸附法。
2.有机废气治理技术现状
2.1活性炭吸附的限制。使用活性炭吸附污染物是通过将气相的污染物吸附到活性炭中，从根本上没有解决污染的问题。当污染物中只有一种有机气体时，活性炭的吸附效果较为明显，但当多种有机气体混合在一起，同时存在污染物中时，活性炭的吸附作用便会大幅降低。活性炭吸收污染物一定程度后达到饱和，处理活性炭的方式主要有两种，一是再生，二是废气。再生主要是指提取用过的活性炭中的有效部分，重复使用，但是使用过的活性炭有效部分较少，大部分被损坏，而且在不断再生的过程中它的吸附作用逐渐下降，再次使用产生的尾气会造成二次污染。废弃主要是指把吸附过后的活性炭以填埋或烧掉的方式处理掉，这种方式会造成资源的直接浪费，不利于环境友好型的社会发展。
2.2生物法的限制。微生物在高分子材料中进行降解时，如对苯类物质和PAEs进行降解，速度会非常慢，原因是微生物的酶靠近化合物的分子内部是非常困难的，有机物中的复合物分子和聚合物对这种降解作用具有抵抗作用。这些客观条件在很大程度上限制了生物处理法的应用。
2.3吸收液吸收效率低。液相吸收法是一种物理或化学转变，把污染物从气相转变到液相，大风量低浓度的有机废气或高浓度有机废气通过气态污染物液相喷淋吸收针的治理效果比较好，但针对低风量低浓度有机废气的治理仍存在一定缺陷。
3.有机废气治理技术展望
3.1生物膜法。人们利用有机生物在自然界中处理废物，特别是通过微生物讲解过程，是一种优异的处理手段，在有机污水处理中，利用生物膜法对其处理已经有100多年的发展历史，然而在工业废气处理中，特别是在有机废气的分解、净化方面存在着一定的局限性。作为有机废气治理研究前沿性课题的生物膜法，理论知识得到认可，虽然在有机废气治理方向还没有被应用于生产实践，但是得到了业界专业人士的一致好评，定位其具有广泛的应用前景。在具有多孔介质的表面进行生物培养，通过对填料层中的有机气体进行降解，转化掉绝大多数被污染的材料，被称为生物膜法，其结果是把有机废气转化为二氧化碳、水和非酸碱性的盐类。
3.2 UV光催化技术。有机废气通过高能高臭氧的UV紫外线光束照射能产生裂解，如三甲胺、甲硫氢、二甲二硫及苯乙烯等废气，在高能的紫外线光下，苯、二甲苯中的高分子链可以被降解成二氧化碳和水等低分子类的化合物。此外，细菌的核酸被高能UV光照射后会遭到破坏，遭到破坏的细菌对臭氧氧化失去抵抗能力，以达到完全的脱臭和杀灭细菌的作用[2]。
3.3等离子体分解法。在工业生产中，已经运用等离子体分解法技术对氯氟烃分解，此方法的优势在于对装置的规模没有严格要求，在比较短的时间内可以完成分解过程，此外，较多的氯氟烃等气体可以在小型装置内处理。等离子体分解法运用设备可以分为两个子系统，首先是超高温加水分解系统，其原理是利用等离子体的化学作用和水蒸气相遇会产生分解，让高频率等离子体瞬间增速，以至在短时间内把温度提高到一万摄氏度。另外一个系统是排气急冷系统，它主要是为了阻止二恶英类的二次合成，其中在高温分解下的排放气体可以被快速冷却到80摄氏度以下[3]。
4.结束语
随着社会的不断发展，有机废气的合理、高效处理日亦重要，在处理有机废气时，根据不同实际情况，应选择最合适的技术方法，实现高效的废气处理。同时，有机废气新技术的创新开发尤为重要，推动创新驱动发展，为环境保护贡献一份力量。
参考文献：
[1]刘海玥，金迪，杨晓丽，刘亮活.性炭纤维在有机废气治理中的应用[J].科技致富向导，2012（24）.
[2]易靈.有机废气治理技术的研究进展[J].四川环境，2011，30（5）.
工业废气污染治理技术综述 篇3
关键词：工业废气,有机废气,粉尘废气,燃料废气
工业废气指企业厂区内燃料燃烧和生产工艺过程中产生的各种排入空气的含有污染物的气体总量。从相关公布数据显示,我市环保部门采用新的环境空气评价办法——环境空气质量指数(AQI),对2011年空气质量进行评价,其可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)、二氧化氮(NO2)年均值浓度出现超标现象,空气质量优良率为74%左右。从新的评价办法来看,PM2.5和臭氧(O3)是空气环境质量主要污染物。细颗粒物(PM2.5)主要来自化石燃料的燃烧(如机动车尾气、燃煤)、挥发性有机物等,部分来自工业废气的排放,而臭氧是二次污染物,主要由氮氧化物和挥发性有机物通过一系列复杂的光化学反应产生,主要来自工业废气的排放。
工业生产活动产生含污染物的废气是不可避免,虽然污染治理不能做到污染物的零排放,但可将污染物的排放量和浓度控制在一定的范围,即达标排放。随着人们及相关部门对环境污染的关注与重视,环保产业也随之发展起来,废气的治理技术越来越成熟,技术也在不断的改进和创新。
1 挥发性有机废气治理技术
挥发性有机废气是指含苯、甲苯、二甲苯等挥发性有机化合物的废气,一般的家具、汽车、金属及非金属构件加工、丝印等工序均会产生挥发性有机废气。有机废气的治理技术有很多,吸收法、吸附法、直接燃烧法、催化燃烧法、吸附+催化燃烧法、生物法等。目前应用较为广泛的是活性炭吸附法,因其具有设计简单、占地面积少,一次投资费用低和运行能耗低等优点。活性炭吸附法是应用活性炭为吸附剂净化有机废气的方法,活性炭具有疏松多孔的结构特征,比表面积很大,600~1600 m2/g,具有优异的吸附能力,平均孔径为15~25 Å[1],是一种非常优良的吸附剂,活性炭吸附工艺流程图如图1。
从上图可知,活性炭吸附法有前置漆雾预处理装置,主要是由于部分有机废气中含有漆渣颗粒物,漆渣会堵塞活性炭吸附孔或粘附在吸附设备上,要先采用过滤或洗涤等预处理措施去除渣。活性炭吸附法适合处理温度在40 ℃以下的大风量、低浓度的有机废气。高浓度、高温的有机废气有易燃危险,一般宜采用直接燃烧法或催化燃烧法。从技术上说,活性炭吸附技术较为简单,但难以保证废气连续达排标放,因为活性炭吸附饱和后就失去吸附能力,若不对它进行脱附再生或更换,活性炭吸附设备就如同虚设,若对活性炭进行定期脱附或更换,其费用就大大增加,所以应用活性炭吸附法处理有机废气的超标排放较多。
2 粉尘废气处理技术
一般研磨、破碎、抛光、打磨和木加工等工序均会产生含尘废气,粉尘废气的处理技术较多,根据处理过程是否用到水可分为:干式、湿式和干式+湿式。湿式除尘器会造成水体二次污染,增加污水处理费,不便于粉尘回收利用。在工程应用中干式除尘器较常见,如旋风除尘器、布袋除尘器、脉冲反冲滤芯除尘器、电除尘器等。湿式除尘器一般适用处理于处理高温、高比阻、易燃、易爆的粉尘废气。干式+湿式除尘器有旋风+水喷淋组合式除尘器,其一级除尘是干式除尘,粉尘通过旋风除尘去除较大颗粒,二级除尘是湿式除尘,通过水喷淋或水膜除尘去除细小粉尘,组合式除尘器占地面积小,除尘效率高,可以去除二氧化硫等有害物质,减轻人工捞渣工作量,相对其它组合式除尘器投资金费用低,较适用处理炉窑等烟尘废气。
除尘器种类较多,在选择时要考虑环保与经济结合,即在满足相关环保排放标准的前提下,选择投资较小、运行和保养费用较低的除尘器。从技术上说,粉尘的粒径和粒径分布是除尘器选择的重要依据,一般地说,重力沉降室对50 μm以上、惯性除尘器对10~20 μm以上,离心式除尘器对10 μm以上粉尘的净化效果比较明显,10 μm以下微粒占有较大比重时,则应选用洗涤、过滤或电除尘器[2]。
3 燃料废气处理技术
燃料废气是指燃料在燃烧过程中产生含二氧化硫、氮氧化物和炭黑颗粒等污染物的废气,设备不同、燃料不同产生废气污染物也有所不同,以柴油发电机组为例,发电机尾气的处理工艺有干式和湿式,干式是催化法,其原理是通过催化反应使废气中的有害物质HC、CO转化为无害物质CO2、H2O、N2。其主要反应式如下:
对于发电机烟气中的碳颗粒、一氧化碳、碳氢化合物的除去率高达90%以上,治理后的气体的烟色黑度达到一级,凭肉眼不能观察到烟色,消除了烟气中大部分刺激性的味道。与传统湿法相比,由于净化器工作时不需要用水,大大节省了水的资源,不会对水造成的二次污染,免去了污水的处理费,而且也不需添加化学药剂,操作简单,是新型发电机尾气治理技术,但该法投资相对较高。
湿法采用碱法吸收较多,碱性吸收剂有石灰石、石灰、碳酸钠和氢氧化钠,常见处理设备有旋流塔板脱硫除尘喷淋塔,其主要吸收反应式如下[3]:
旋流塔板脱硫除尘喷淋塔的关键部件是旋流塔板,其主要由盲板、旋流叶片、罩筒、溢流槽、溢流管、异型接管等。气体从筒的下部进入,通过叶片时产生旋转和离心运动,液体通过中间盲板分配到各叶片,形成薄液层,与旋转向上的气流形成搅动,喷成细小液滴,甩向塔壁后,液滴受重力作用集流到集液槽,并通过降液管流到下塔板的盲板区。由于气液接触面积巨大,用于脱水、除雾,效果很好,同时由于开孔率大,允许高速气流通过,因此旋流板塔具有负荷较高、处理能力大、压降低、不易堵和操作弹性大等优点[4],应用广泛。由于气体和吸收液具有蚀腐性,设备的主体材料要采用不锈钢板等防腐材料。
4 结 语
工业废气是工业污染的重要组成之一,与大气空气质量息息相关。虽然有相关的环保标准限制废气污染物的排放,但目前工业废气污染仍比较严重。工业废气污染防治一方面要从污染源头解决或减少污染物的排放,推行清洁生产。清洁生产是以节能、降耗、减污为目标,以技术、管理为手段,通过对生产全过程的排污审计,筛选并实施污染防治措施,以消除和减少工业生产对人类健康与生态环境的影响[4]。有机废气的产生,是由于企业使用有机溶剂,有机溶剂中的有机化合物绝大部分经挥发进入到大气中,造成有机废气污染。若能采用清洁原材料代替或部分代替有机溶剂,做到不排或少排有机污染物,是解决有机废气污染的有效途径。燃料废气的产生,是由于使用含硫等燃料,不同的燃料产生的污染物含量不一样,若能采用清洁能源代替含硫燃料,就能解决燃料废气的污染,另外改善燃烧方法,改变燃烧条件等,也可以减少燃烧过程中氮氧化物的生成。另一方面要推动环保产业的发展,不断改进和研究经济实用的污染治理技术。环保产业的发展离不开政策支持,技术创新,而环保企业自身的技术创新的能力比较薄弱,通过政策的鼓励和支持,促进环保企业与科研院所和高等学校之间的产学研合作,加快技术的创新和推广应用。
参考文献
[1]郝吉明,马广大,俞珂,等.大气污染控制工程[M].北京:高等教育出版社,1999:359.
[2]童志权,陈昭琼.大气污染控制工程[M].湖南:中南工业大学出版社,1987:130.
[3]刘天齐,黄小林,邢连壁,等.三废处理工程技术手册[M].北京:化学工业出版社,2000:209,219,693.
废气治理技术 篇4
挥发性有机化合物对环境的危害一直被人们注意：一方面挥发性有机化合物中部分化合物对人体具有毒性的急性且长期；另一方面，大多数挥发性有机化合物具有的光化学反应活性是产生城市灰霾和光化学烟雾的主要原因之一。中小型企业家具制造过程中一般需要使用油性涂料，而油性涂料当中都含有挥发性物质，因而研究有机废气的治理及其控制对于指导行业发展具有重要意义。
一、中小型家具行业特征
（一）中小型的木制品生产企业数量众多但一般规模较小
企业的管理和技术水平普遍比较落后，大部分只有水帘作为简单设备，缺少有机废气污染防治设备。加之大多数家具企业对涂料和有机溶剂的储存、运输没有能够有效管理，原辅材料在工厂内随意堆放，在储存点和运输线上产生的有机废气排放量较大，而且大部分是无组织的随意排放。
（二）家具产品的生产中主要以手工为主，工艺较为落后
有机废气的排放主要集中在涂装和胶粘工艺方面。家具生产工艺一般要经历以下过程：选取一种或几种木质材料作为备料，根据设计要求进行开料和加工，在组装后进行涂装形成产品；或者是在按照设计要求加工后，先对各个组件进行涂装，再组装成形成产品。因而，在家具的制作过程中要经历多次喷涂底漆和面漆后再进行干燥的过程。在此过程中，油漆中大量的有机溶剂挥发出来，形成有机废气，这也就成为了木制家具厂主要的污染物来源。如果木制品企业没有任何收集治理设施，有机废气会以直接排放或者无组织排放的形式进入环境中，给环境带来污染和危害。一些具有治理设施的企业中主要采用水帘吸收和活性炭吸附作为处理有机废气的手段。水帘吸收主要用于去除漆雾，由于绝大部分漆雾中主要是被水吸收，因而水帘大部分情况下作用和过滤棉很像，仅适用于作为前处理去除漆雾中的树脂，却不能有效去除有机废气；并且水帘吸收中的循环水在过饱和后会丧失脱除作用，这就需要及时更换水帘。而废活性炭作为危险废物还需上交给有资质单位进一步处理，就设施的后期处理成本较高。加上部分企业在安装活性炭吸附设备后不能够按期及时更换活性炭，就使得治理设施形同虚设，发挥不了大的作用。
（三）家具行业的激烈竞争，致使企业治理废气的主动性不强
大部分中小企业家具生产具有集聚效应，行业产品同质化严重，存在大量的模范和抄袭现象，导致企业利润空间不高，缺少治理有机废气污染的积极性和成本投入，致使环保投入力度不大，污染改善不明显。
二、中小型家具企业废气排放控制方案
家具生产排放的废气主要来源于溶剂的挥发，从源头和产生后入手，相应的有两种方案来控制废气：一是从源头上做好控制，实行清洁生产；二是对已产生的废气开展有效的治理。
（一）实行清洁生产，从源头上控制家具生产中的大量挥发性有机气体
家具生产过程中废气主要来源于涂料中溶剂和辅料中有机成分的挥发，因此对于家具企业而言，最先考虑的选择则是对源头进行控制，即是控制涂装工序的原材料，让企业不断进行涂装工艺的升级改造，优先考虑使用环境友好型的水性漆或UV漆替换原有涂装材料，从而减少挥发性有机气体向大气的排放。
（二）加强过程控制
在整个的生产过程中，企业一方面应该加强对涂装过程的全程控制管理，减少和避免不必要的原材料损失和浪费，导致过多无用有机废气的产生；另一方面，企业要不断改进和研发新的生产工艺，既要注重产品质量，又要注意减少有机废气的排放，在不断改造生产线的过程中，提升生产工艺。
（三）强化尾端治理，实现废气的达标排放
油漆家具的漆雾是家具生产过程中排放的废气最为重要的污染来源，漆雾主要由颗粒污染物及挥发的有机废气为主要污染物。对于漆雾等颗粒污染物，常用的处理方法有喷淋、水膜、冲击等处理办法，但这些方法的效率比较低。常用的水帘柜虽然能够在一定程度上净化部分颗粒污染物，改善作业环境，但对于气态污染物缺乏没有治理效果的体现，而且会带来二次水污染。有机废气常用的净化方法包括冷凝法、燃烧法、吸附法和吸收法等。这些方法虽然具有净化效率较高，处理彻底等优点。但是这类方法包含再生、回收系统，需要较大的投资大、工艺流程比较长、系统占地较大、运行维护工作量巨大。因而，根据有机溶剂能与大部分油类互溶的特质，采用吸收法工艺具有明显投资方面、运作方面的优势。
废气除尘除油技术研究 篇5
【关键词】废气 除尘 除油 技术
前言
在城市，对环境污染的4大公害是：饮食业油烟、汽车尾气、噪音、工业废水废气。对于饮食业油烟，城市中的大多数餐馆，尤其是中小型餐馆是直接用风机将油烟排到室外，油烟冷凝沉积而形成的油垢相当一部分附着在风机和附近的墙面上，直接影响了城市建筑物的美观和市容。所排放的油烟和噪声严重恶化了周边的环境，对居民的生活和身体健康造成了直接危害。
一、废气水洗净化设备结构原理
在传统的气体水洗净化设备中，作为洗涤液的水都是自上而下喷淋的，向下喷淋的液滴在重力的作用下作加速运动，这样，势必造成液滴在洗涤净化段与要净化的气体接触的有效停留时间短，净化效率降低、洗涤净化液消耗量大等后果。
为此，本研究提出了一种反传统的做法：洗涤液的水自下而上喷淋二次细化水洗气体净化新技术。待净化的气流经风机抽进设备，通过设备内的均布板对待净化的废气在设备的横截面上进行均化再分布进入水洗净化段，然后与喷淋液接触被洗涤净化，再经过除沫段除去夹带的细小液滴，由净化设备的上部排出。作为洗涤液的水由水泵加压，经过调节阀、转子流量计，进入喷淋管的喷嘴，自下而上地喷洒，喷洒的液滴先向上运动，经过细化筛网到设备净化段的顶部，当向上的速度降为零后，再回落向下运，第二次与气体接触进行清洗吸收净化，并且与向上运动的水滴产生碰撞细化了液滴，使气体与液体的接触表面积增大，提高了净化效率。
二、技术性能分析
在水洗净化段高度相同的条件下，气体净化效率的高低主要取决于气液两相接触面积的大小。因此要保障设备较高的净化效率，就必须尽力增大单位体积内的液滴表面积。为此，从向上喷淋与传统的向下喷淋作定量的计算比较方便考虑，洗涤净化段的高度均为1000mm。
显然，由物理学可知，传统的向下喷淋时的初速度越小，液滴在洗涤净化段的停留时间就越长。但是，喷淋孔口的喷出速度太小，就容易发生喷口堵塞的问题，或者液滴的细化效果差。因此，喷出时必须要有一定的初速度，取其为5m/s。为了简化，不考虑气流的阻力影响，洗涤液滴的停留时间为0.17s。
改为向上喷淋洗涤净化法后，水滴在水洗段上下往返运动的停留时间延长为0.73s（冲过1000mm高度部分不计，下落的初始速度以0考虑），是传统向下喷淋法停留时间的4.29倍。在相同的喷淋密度下，单位体积内的液滴数和气液两相接触面积大小正比于液滴的有效停留时间。所以，向上喷淋法能够比传统的向下喷淋法显著地提高气体的净化效果。同时，采用向上喷淋后，从顶部回落的水滴与向上运动的液滴发生碰撞，有利于液滴的细化，也使吸附了污物的液滴表面得以更新，有利于提高净化效率。
三、喷淋液滴再细化技术研究
由于气液两相的接触面积愈大，气体的净化效率愈高。因此，喷嘴孔小所形成的液滴就小，单位体积的液滴表面积就大。但是，喷嘴孔愈小，运行过程中就愈容易发生堵塞，洗涤液循环使用后杂物愈来愈多时更是如此。
为了解决这一矛盾，采用 4mm以上的大喷淋孔以确保长期运行的高可靠性要求。大喷嘴孔喷出的粗大液滴，借助设置在喷嘴孔上方的立交钢丝组或钢丝圆锥螺旋线、不锈钢篩网等，使喷出的液滴在运动过程中再次细化雾化。本研究对这些液滴二次细化技术进行了试验。
通过试验证明：喷嘴口的上下钢丝十字细化器，完成了液滴的二次细化，又不堵塞喷嘴孔。流量较大时，孔径为 5mm的喷嘴口、直径为 1mm的钢丝十字细化器的效果比孔径为 4mm的喷嘴孔口、直径为 2mm的钢丝十字细化器分散作用好，并且扩散角也比较小；相比孔径为 6mm的喷嘴孔口、直径为 1mm的钢丝十字细化器，其效果更好，细化的水滴也更小。
通过圆锥螺旋线细化器试验表明：在孔径为 5mm，流量1.0m3/h时，“标准”型的喷水高度最高，比“压扁”型高出200mm，比“拉伸”型高出300mm，并且在500mm处的扩散圆直径比较小，比“压扁”型小20mm，比“拉伸”型小50mm。同样，“标准”型号的喷水器在500mm高处的喷水密度最大〔5.66mm3/（mm2·s）〕，比“压扁”型多1.13mm3/（mm2·s），比“拉伸”型多1.735mm3/（mm2·s）。由于设备内的液滴密度越高，洗涤净化就越充分，因此喷嘴孔径为 5mm的“标准”型的圆锥螺旋线细化器较好。
四、入口气体均布结构优化
由于进入的气体受风机的影响，会形成强旋转气流进入净化设备，而强旋转气流会将相当多的液滴甩到净化设备的侧壁上，严重影响了液滴上喷的高度及分布的均匀性。设备侧壁上的液滴变成了液膜，大大降低了气流与单位液体的接触面积，使净化效率恶化。
为此，本研究在气体入口处设计了气体均布器。按照测量的入口气流的速度大小和方向，运用运动学理论设计制作了一个气体均布器的结构，消除了入口气体的强烈旋流，只有少量的液滴带到侧壁上，效果相当好。经测量，安装了气体均布器后设备的截面速度分布曲线比较平滑，上下波动幅度小，说明气流速度分布比较均匀，上喷细化液滴的偏移度也不很大。因此，净化效果可以得到进一步改善。
五、除沫技术
在采用向上喷淋净化法后，外排气体有可能会出现夹带水沫的问题。这不仅会影响环境，而且会增加洗涤液的消耗量。为此，在设备顶部加装了环保有机填料———波纹除沫板。波纹除沫板是一种形状类似波纹、波纹上有许多小孔和小齿，用有机材料制成的薄板。其除沫原理是利用了惯性分离。当上喷水洗法向上喷出来的水滴在上升的过程中，由于重力的作用，速度会逐渐减小。当到达最大的高度时，速度减为零，有利于小液滴的聚合和惯性分离。当液气混合物撞到波纹板上时，液滴被波纹板上的液膜粘附，沿着波纹板流下，再次参与洗涤净化。
六、循环水箱的设计
循环水箱除了用作泵池外，还必须有良好的油水分离作用，以防止二次污染。若油水分离不好，循环利用的水会夹带较多的油污，影响油烟气的充分净化。要提高循环水箱的油水分离作用和杂物沉降作用，就必须保证循环水箱内的液体处于平静的稳流状态。为此，在循环水箱内设计了稳流栅板组，并且对其倾角进行了优化试验。通过多种不同角度的方案比较试验，得到稳流栅板组的倾角以30°为佳，油水分层平稳，分离效果比较好。此外，在箱底设计有定期清除沉积物的排污装置和维持液面的自动补水装置。
结束语
总之，现有的处理设备各有其优缺点，处理技术还不够完善。国外油烟处理的先进技术可以拓展我国处理技术发展方向的思路，但因国情不同，不能简单地照搬套用，应在国外技术的基础上加以改进，使之适合我国国情，从而进一步开发符合实际需求、高效的油烟净化新型设备。
【参考文献】
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[3] 殷风珍. 用电热法进行舱底水除油[J]. 交通环保. 2006（06）
[4] 寇杰. 除油旋流器室内与现场试验对比[J]. 给水排水. 2002（03）
我国铜冶炼废气治理技术研究 篇6
我国铜资源稀缺, 铜矿开采难度大, 铜精矿的矿产自给率在20% ~ 25% 左右, 铜精矿进口逐年增加, 资源对外依存度大。
我国铜资源主要分布于江西、内蒙古、云南、山西、安徽、西藏、甘肃、湖北等省区。中国铜矿以中小型矿床为主, 储量低于10 万t的小型矿山所占比重超过85%;同时, 矿石品位偏低, 以占据主导地位的斑岩型铜矿床为例, 中国斑岩型铜矿平均品位在0.6% 以下;上述因素导致了我国铜矿开采企业普遍属于单体规模小、开采难度大的状况。在世界范围内, 中国铜资源无论在矿床规模、矿石品位还是开采成本上都处于劣势。
我国精铜的生产集中于江西、安徽、甘肃、云南、湖北、内蒙古等资源分布地, 但部分没有地质资源的地区也大量发展了铜冶炼行业, 并在中国精铜产业结构中占据了较高的比重, 如山东、浙江等地区。我国铜行业生产集中度较高, 矿产铜生产主要集中在铜陵有色公司、江西铜业公司、云南铜业公司、金川有色公司等7 家大型企业, 其矿产铜产量约占全国矿产铜总产量的73%。近年来, 我国铜行业的规模和装备技术水平发展迅速, 多家大型铜冶炼企业的装备和技术已达到世界先进水平, 鼓风炉、电炉、反射炉等污染严重的工艺设备已经逐步淘汰, 引进并自主创新的富氧强化熔炼工艺, 如我国自主开发的金峰炉富氧双侧吹熔池熔炼工艺和方圆氧气底吹熔炼多金属捕集工艺、奥斯麦特等富氧顶吹熔池熔炼工艺及闪速熔炼工艺和艾萨和;云南铜业股份公司引进的艾萨熔炼技术, 经过消化创新, 能耗及炉龄为世界同类冶炼法最低。江铜贵溪冶炼厂采用的闪速炉冶炼工艺, 其生产技术达到世界先进水平。阳谷祥光铜业有限公司采用的闪速熔炼、闪速吹炼工艺更是将铜冶炼技术推上一个新的台阶。
2 我国铜冶炼生产工艺
2.1火法冶金炼铜工艺
火法冶金炼铜是生产铜的主要方法, 尤其是硫化铜, 基本全部采用火法冶炼工艺。其生产工艺一般包括以下几个工序:备料、熔炼、吹炼、精炼、电解, 最终的产品为电解铜。
2.2湿法冶金炼铜工艺
湿法冶金炼铜是在常温常压或高压条件下, 用溶剂浸出矿石或焙烧矿中的铜, 再经过净液, 使铜和杂质分离, 最后用萃取- 电积法, 将溶液中的铜提取出来。对氧化矿及自然铜矿, 大多采用溶剂直接浸出;对于硫化矿, 需要先经焙烧, 然后浸出。
3 铜冶炼废气特点
铜冶炼废气主要包括备料废气;熔炼、吹炼烟气;硫酸尾气;阳极炉烟气;熔炼车间环保通风烟气及电解车间含酸雾的废气。
在铜冶炼及制酸过程中产生了多种废气, 量大且危害严重, 尤其是其中的工艺烟粉尘及SO2。我国铜冶炼废气具有以下特点:
由于铜冶炼的工艺的特点, SO2排放量大, 非稳态、某些工艺过程中SO2周期内气量变化达一倍, SO2浓度变化达到上百倍 (1000 ~ 100000mg/Nm3) , 烟气温度高, 含尘量大, 需要解决烟气极端非稳态 (气量变化达一倍, SO2浓度变化达到上百倍) 的SO2排放问题。
铜冶炼烟气含尘量大。毒性污染物As2O3、Zn O、Pb O及Hg、Cl化合物等以烟尘的形态存在烟气中。需要研究解决冶炼烟气中重金属治理和回收问题, 防治重金属排放的污染。
我国铜工业所排放的废气污染物主要是各类重金属及其化合物、颗粒物、SO2、硫酸雾等。在排放的颗粒物成分中, 砷、锌、汞、铅等重金属及其化合物占了很大比重, 因此控制颗粒物的同时, 也同时控制了通过烟气所造成的重金属污染。
4 我国铜冶炼废气治理技术
4.1烟 (粉) 尘治理技术
铜冶炼企业烟 (粉) 尘的处理分为干式和湿式2 类。
目前, 铜冶炼企业的烟 (粉) 尘90% 以上采用干式收尘。常用设备有:沉降室、滤袋收尘器、旋风收尘器及电收尘器等, 可以单独使用, 也可组合使用。使用时需考虑烟气的温度、含尘量、含湿量、烟尘比电阻等因素。
湿法收尘适用于含湿量大的烟 (粉) 尘, 精矿干燥过程使用的最多。但易造成设备管道腐蚀, 收下的烟 (粉) 尘呈浆状, 并产生废水, 难于处理, 故在铜冶炼烟气治理中使用较少。
铜冶炼企业中备料工序所产生的含工业粉尘废气, 一般采用布袋式收尘器治理, 废气中所含的工业粉尘大部分被除尘设备所收集去除, 并返回生产系统, 生产废气能够达标排放。
熔炼烟气与转炉烟气合并, 经余热锅炉降温回收热能后, 经电收尘后, 进入制酸系统制取硫酸;烟气中所含烟尘大部分在余热锅炉——电收尘治理系统中被去除, 残留的烟尘在制酸过程中去除。
阳极精炼炉产生的含尘、低浓度SO2烟气, 因其所含污染物浓度较低, 基本在排放标准范围内, 因此许多企业直接排放, 部分烟气超标的企业采用电收尘、高温袋式收尘或湿式收尘设备处理后排放, 为实现减排指标, 目前大型铜冶炼企业均对阳极炉烟气进行脱硫处理, 进一步降低SO2排放量。
各炉窑炉口、出渣口等处会散发少量烟 (粉) 尘, 一般均设有环保烟罩及吸风点, 收集到环保通风系统中。烟气中烟尘和SO2浓度较低, 可以满足排放标准要求, 由环保烟囱排放。
4.2SO2治理技术
铜冶炼中SO2浓度在3.5% 以上的烟气, 可采用接触法制成硫酸;SO2浓度在3.5% 以下的低浓度烟气及烟气制酸后排放的尾气, 多采用吸收法进行治理。
目前, 我国的密闭鼓风炉和电炉炼铜工艺所产生的烟气, 其所含SO2不能稳定达到6.5%, 只能采用一转一吸制酸系统, 该系统转化率最好指标约96%, 排放的尾气含SO2大于0.2%, 远远超过排放标准, 因此, 必须设尾气脱硫装置。闪速熔炼工艺和熔池熔炼工艺所产生的烟气中SO2浓度较高, 可稳定达到两转两吸的制酸流程要求, 两转两吸的制酸流程转化率、吸收率高, 一般均大于99.5%, 提高了冶炼工艺的硫总捕收率。
5 我国铜冶炼行业展望
5.1淘汰落后工艺
加快淘汰落后的铜冶炼生产能力;严格铜冶炼市场准入条件, 严格控制过剩产能盲目扩张。严格土地、环保审批等行政措施, 禁止违规建设高能耗、高污染的铜冶炼项目, 全面关闭生产工艺和装备落后、污染严重的小铜冶炼厂。
5.2重金属污染防治技术研发投入不足
围绕我国铜冶炼行业重金属污染治理迫切需要解决的、共性的、重大关键技术研发投入不足。铜冶炼行业缺乏环境基础调查与评估、缺乏污染源解析技术研究, 在铜冶炼企业重金属污染治理、重金属污染物在线监测、污染应急处置、清洁生产、土壤和场地污染修复等重大课题研究和示范仍没有起步。依靠加强管理和科技进步推进环保节能及梯级利用。提高企业的集约化程度, 采用先进工艺及设备, 提高能源利用率。大力研发清洁生产装备技术, 着重技术创新。研究和推广短流程连续炼铜清洁冶金技术、氧气底吹炉连续炼铜技术、闪速炉短流程一步炼铜技术及金峰炉炼铜技术。这些工艺可以大幅降低生产过程中重金属的产生及排放, 有效控制铜冶炼企业的重金属污染问题。
5.3环保设施建设与生产能力建设不同步
目前, 违反环境影响评价和“三同时”制度的常有发生;区域环评及规划环评的工作进展比较缓慢;建设项目重审批、轻监管、轻验收。特别是一些中小企业, 未经过环保部门批准私自上马一批染污严重、环保不达标的项目。
5.4重金属企业布局不合理, 发展方式粗放
我国铜冶炼行业涉重金属布局不合理, 缺乏统一规划。部分铜冶炼企业分布在江河两岸, 分布于居民生活区、资源环境承载能力薄弱等环境敏感区, 对生态环境造成严重威胁。
长期以来, 铜冶炼行业粗放发展的格局未真正改变, 部分地区对企业依赖较大。产业结构政策实施力度不够, 淘汰力度不足, 环境准入制度及环境影响评价制度执行不严, 大量重金属企业无序发展, 结构性污染突出。
5.5基础工作薄弱, 标准体系不完善, 法律法规建设滞后
目前, 我国尚未建立重金属污染物排放指标统计体系, 对重金属污染物排放现状不清楚。我国还没有重金属污染防治专门的法律法规, 现行的标准中对重金属污染的控制内容较少。重金属累计效应考虑不足, 污染源排放标准与人体健康标准需要衔接, 现行的环保标准中针对有色金属行业重金属污染的技术要求有待完善。
参考文献
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[2]李卫民.铜吹炼技术的进展[J].云南冶金, 2008, 37 (5) :25-28.
工业有机废气污染治理技术研究 篇7
1 工业有机废气污染的类型
工业生产作为能源消耗量较大的一项生产活动,从产入和产出的整个生产流程中,是对能源型资源的利用过程,生产环节结束之后,必然会产生工业“三废”。有机废气作为“三废”之一,它对于人体危害是直接性的,会导致空气质量下降。那么从我国当前工业生产现状来看,有机废气的排放来源主要集中在石油、化工以及农药研究等领域中,并且有机废气的排放数量也十分巨大、构成成分中含有多种污染种类,所造成的污染性十分严重,通过已经取得良好治理效果的分析,有机废气的成分主要包含有含氮气体污染物、含硫气体污染物以及碳氢有机气体污染物等。
1.1 含氮有机气体污染物
对于空气质量影响最为明显的是焊N污染物,而其又包含有一氧化碳和二氧化碳两种类型。一氧化碳和二氧化碳在对流层中的危害最为严重。二氧化碳的来源主要是化石燃料的燃烧,在汽车、飞机等动力机械运转下进行燃烧的一个过程;而一氧化碳则主要是自然闪电、森林火灾以及空气中氨的氧化等等,虽然两者产生的原因不同,但是这些氮类氧化物在光照、雷电等的反应下会形成含有氮的有机污染气体,这就会对空气中原有气体构成比例形成破坏,进而引起环境污染问题。
1.2 含硫气体污染物
有机废气污染物中的含硫化合物,它的构成成分主要包含有硫化氢、二氧化硫、三氧化硫、硫酸、亚硫酸盐以及硫酸盐等等。这些气体的产生主要是由金属冶炼导致的,在冶炼过程中含硫矿物质会在高温下分解并燃烧,含硫类无机非金属氧化物在强光和高温作业下会和空气中的有机气体发生化学反应进而形成污染性更强的烷烃、烯烃等烃类硫取代物[1]。
1.3 碳氢有机气体污染物
这种有机化合物的构成是由碳和氢两种基本原子构成的,它们都属于烃类范畴,主要来源是天然源。通过治理技术的应用效果可知,在大气污染中最为重要的碳氢化合物主要有烷烃、烯烃、芳香烃以及含氧烃四种类型。如果仅仅从表面来看的话,这种化合物对人体所产生的危害不是很明显,但是,在污染的大气中则是形成危害人体健康的光化学烟雾的主要构成成分,这在城市中表现更为明显,例如汽车尾气的排放,很多没有燃烧殆尽的烷烃有机气体直接进入到大气中,造成大气臭氧层的破坏,进而引发一系列环境问题。
2 有机废气治理技术
2.1 液体吸收技术
这种治理技术的原理是实现有机废气中的有害成分与吸收剂的融合,经过融合后废气中的有害成分就会被排出。按照吸收的作用原理差异,我们可以将这种技术进一步划分为物理吸收法和化学吸收法两种形式。前者物理吸收法是在物理原理利用下,依据物质相似相容原理,将和吸收剂成分相似的有害气体溶解在吸收剂中,进而减少了有毒成分的含量,实现净化治理的目的,但是,这种吸收方法对于那些水溶解性不是很好的有机废气来说,效果不是很理想;后者化学吸收技术则是通过吸收剂和废气中的有害成分发生化学反应,在化学反应的作用下来去除有害成分,实现净化治理目的。
2.2 吸附技术
这种技术是借助多孔固体吸附剂来处理有机废气,它可以使有害成分在分子引力或者是化学键力作用下被强制吸附到吸附剂的表面,进而实现净化治理的目的。这种技术在实际应用中大多是以物理吸附为主的,并且整个吸附过程也是可逆的,在达到饱和状态后采用水蒸气进行脱附,实现循坏使用。吸附剂的内表面积比较大,对于有机废气的吸附率很高,但是实际的吸附效果会受到多种因素的影响,例如吸附剂自身性质、废气类型、废气性质以及浓度大小等。
2.3 热破坏技术
这种治理技术也称之为是燃烧法,它是利用有机物燃点较高的温度来对有机废气进行氧化和热裂解处理。这种方法在当前形势下应用十分广泛,从其应用形式来看,又可以将其划分为直接燃烧法和催化氧化燃烧法。前者直接燃烧法是通过温度在650℃~850℃之间的高温容器的利用下,直接燃烧掉有机废气中的有机物,最后生成二氧化碳、水等的其他无污染性的无害物质,如果可燃有机废气的含量较低的话,可以把废气现在焚烧炉中进行燃烧,燃烧过程中要保证可燃烧温度以及含氧量大小;对于后者催化燃烧法来说,它是在催化剂的作用下,使有机化学反应速度加快,它的治理效果非常好,基本上是在90%~99%之间,当前在温度较低的催化燃烧中采用最广的催化剂是贵金属和非贵金属两种类型[2]。
3 有机废气污染治理技术应用的策略
3.1 明确大气污染的重点
首先,政府要在城市发展规划方案上指出,要对工业“三废”治理予以重点关注,尤其是有机废气的污染治理,严格要求和控制工业单位的有机废气排放量,进一步强化工业废气治理工作;其次,实施工业点源废气专项整治计划,并综合多种措施,对存在的污染大气行为进行严厉打击,包括联合执法、实时通报以及挂牌督促等措施。
3.2 对现有治理技术进行创新完善
科学技术的广泛普及为工业有机废气污染治理注入了新的活力,并且在科技的支持下,治理效果和水平也越来越高,当前较为常用的有机废气污染治理技术主要有活性炭吸附技术、催化燃烧技术、酸碱中和技术等等[3],这些技术的实际应用效果是非常好的,但是,都或多或少的存在着应用方面的缺陷,因此,加强新技术的研究和创新,提高有机废气治理的针对性和强制性,对有机废气成分构成进行严格准确测定,进而制定一套完整健全的废弃治理技术体系,此外,对于废弃处理塔的设计也要采用新的过滤净化系统,对废弃排放进行逐层逐级净化,把有害物质及时去除。
3.3 加大政策的引导和宣传力度
对于传统工业制造进行改造升级,注重从源头上进行严格把控,粗放型的生产模式要进行转变,积极引导企业实现生产转型,实行新的生产方式和能源利用形式,重视治理设备的技术升级,与此同时,还要进一步加强对环保法律法规的宣传,把环境保护意识向大众灌输,并在实际落实中提高公众参与的热情。
4 结语
工业有机废气污染对于人们的身心危害十分严重,对于其的治理一方面要考虑到地区的实际状况,另一方面也要注重多种形式的协调应用,提高治理的效率和水平,减少废气的排放,为人们创造一个良好的生活空间。
参考文献
[1]吴刚,张峰.工业有机废气污染治理技术的应用和发展研究[J].环境与发展,2015,27(1):69-70.
[2]徐庆嫦.工业废气污染治理技术综述[J].广州化工,2012,40(15):186-187.
废气治理技术 篇8
1 工业废气治理技术效率的现状分析
目前, 工业废气治理的常用方法包括五种, 即生物分解法、活性炭吸附法、等离子法、植物喷洒液除臭法和UV光解净化法。实践证明, 在这五种方法中数第五种方法实效最好、成本最低。结合查建平、唐方方和傅浩对2003~2008年我国30个省区以及向书坚、吴淑丽对中国除西藏和青海的29个省市区1998~2009年的工业废气治理技术效率的实证分析, 我们可以得出, 现在工业废气治理技术效率并不乐观, 主要原因在于工业废气治理以传统技术为主, 轻现代先进技术。
上述五种方法中, 前四中的工业废气治理技术效率较第五种而言较为低下, 且成本相对较高, 其优点在于便于应用, 人工技术要求比较低。因此受到现在的很多企业的青睐, 在废气治理过程中仍然以采用前四种技术为主, 对UV光解技术的应用尚在尝试阶段。其原因在于:
一是技术引进的成本较高, 企业不愿损害自身盈利来化解环境危机。在这个物欲横飞的时代, 万事利当头。作为在经济增长中起主导作用的企业而言, 盈利是其第一要义, 在未意识到环境重要性的时候, 盈利的过程中以牺牲环境为代价是非常常见的。久而久之, 随着时代的发展, 环境条件日益恶化。企业受到政能府的压力, 不得不采取一些措施来缓解环境污染, 但若是要企业花大成本在废气处理上有违其追求利益的初衷, 其中庸之道就是退而求其次, 选用时间成本与人员成本较低的传统技术。由此看来, 重视先进技术的应用与开发是提高工业废气治理技术效率的重要方面。
二是应用先进技术的人才缺失, 先进技术的应用离不开相应的人才支撑。现有的劳动力水平较低与技术要求较高的矛盾还是相对激烈。虽然我国高等教育毛入学率以赶超发达国家, 提前进入高等教育大众化阶段, 但在高等教育的质量上却备受质疑, 高校培养的人才与市场需求的劳动力的不匹配是其教育质量不高的重要方面。专业技术型人才的缺失, 导致我国对新技术的开发及应用都处于瓶颈期, 无法得到进一步的提高。具体到工业废气治理新技术的开发及应用同样面临着如此困境。若想提高工业废气治理的技术效率, 专业人才的培养是亟待解决的大问题。
基于以上两点, 我国的工业废气治理仍以传统技术为主, 而轻现代先进技术的应用, 从而导致我国工业废气治理技术效率难以提高, 使得与发达国家之间的距离不断加大。
2 工业废气治理技术效率的影响因素
2.1 废气治理技术应用率与创新率低
传统的废气治理技术多具备投资成本高、具有二次污染的风险、净化效率差等特征, 使得工业废气治理只是“治标不治本”, 得不到根本上的解决。如前文所述, 对于无二次污染、净化效率高的先进技术并未得到普遍应用, 我国在技术方面多以引进为主, 自主开发的较少, 这样就造成了技术成本的提高, 加大了企业引用新技术的难度, 这是造成废气治理技术效率低下的一个方面。从另一方面来讲, 我国技术开发人才的缺乏使得我国难以突破技术难关。因此, 要想工业废气治理技术效率得到提升, 工业废气问题得到根本上的解决, 其关键在于先进技术的应用与新技术的开发。
2.2 政府强制力度不够, 企业的废气治理责任意识较差
随着工业化进程的不断加剧, 我国已经转变为以第二产业工业为主, 第一、三产业为辅的产业格局。而在第二产业中, 又以传统工业为主, 新兴工业还处于起步发展阶段。这样的格局, 使得工业废气的排放量不断加大。但是在工业化早期, 由于自然环境破坏程度较低, 人们并未意识到工业废气对于环境质量破坏性, 随着工业化进程的不断加剧, 空气质量指数逐渐降低, 自然环境的保护开始逐渐进入人们的视野。而此时, 政府对环境治理的法律文件、政策等方面才逐渐开始加以研究, 企业废气治理的责任意识也还未被激发, 仍然以破坏环境来换取高额利润, 使得工业废气治理速度远不及工业废气的排放速度, 因此而导致了我国工业废气治理技术效率不高。因此, 在未来的发展规划中, 政府要重点突出对工业废气治理的政策走向的探讨, 加大政府的强制力度。
2.3 工业能源结构以煤炭为主, 新能源的利用率不高
根据《中华人民共和国气候变化初始国家信息通报》显示, 2004年我国工业活动引起的直接二氧化碳排放占总人为排放量的90%以上。由此可见, 工业碳排放是我国人为碳排放的主要源头。同时, 也表明我国在工业能源的应用上多以煤炭为主, 忽视新能源的利用与开发。中国年均人为碳排放总量位居世界第二, 政府多次将控制温室气体作为行动指南, 这也是政府为优化能源结构所作出的努力。但是由于我国能源开发技术尚未取得突破性进展, 在能源的利用方面, 还是继续沿用最为原始的煤炭、原油等等, 而对新能源如生物能、水能、风能的应用却相对较少, 又或是还有许多新的能源并未得到开发, 这是造成我国工业废气排放量大的一个重要原因, 同时, 也是造成工业废气治理的技术效率难以拔高的一个重要因素。
3 结语
综上所述, 工业废气是影响我国空气指数的关键因素, 但是我国现在的企业废气治理的技术效率还有待提高, 影响技术效率提高的因素主要在于废气治理技术应用率与创新率较低、政府强制力度不够, 企业的废气治理责任意识较差、以及工业能源结构以煤炭为主, 新能源的利用率不高三个方面。要想通过减少工业废气来改善空气质量, 其手段决不能离开以下三个方面:一是重视先进废气治理技术的应用与开发, 从而降低企业废气治理成本, 促进技术效率与规模效率的同步提升;二是加强政府的政策引导, 以国家强制手段提高企业的废气治理责任意识;三是优化工业能源结构, 加大风能、电能及生物能等新能源的利用。
参考文献
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废气治理技术 篇9
在工业生产的过程中, 难免会产生出一定量的由有机物组成的废气, 这些有机废气的排放, 不但会破坏环境, 还会直接对人的健康带来损害。以下就以几个工厂的实际治理工程为例, 讲述如何通过催化燃烧技术对SBS废气、PTA废气和聚酯废气进行的有效治理和达标排放。
1 SBS废气治理中催化燃烧技术的应用
1.1 SBS废气的来源和组分分析
SBS废气的生成流程一般分成聚合、回收、凝聚和后处理四个步骤, 其中后处理是生成SBS废气的主要步骤。SBS废气主要由四种气体组成, 分别有螺杆挤压机出口闪蒸气、进料口闪蒸气、固体产品热风干燥排放气和固体产品风力输送排放气, 这四种气体皆主要由己烷、环己烷组成, 其中后两者还含有水蒸气。该工厂排放的SBS废气中己烷、环己烷浓度约有5000-9800mg/m3, 其中己烷约占20%, 环己烷约占80%。显然, SBS废气的己烷、环己烷浓度严重超出国家对非甲烷总烃浓度必须小于120mg/m3的指标。
1.2 使用燃烧技术处理SBS废气的技术工艺
由于SBS废气中有两类气体, 除了含有己烷、环己烷, 还有含有大量水蒸气, 因此在对SBS废气进行治理时可以选用将冷凝和催化燃烧结合的工艺技术, 工艺操作的第一步是通过对气体进行冷凝脱水, 然后将经过冷凝脱水生成的不凝气融入SBS废气中, 最后再对融合气体进行催化燃烧, 催化燃烧过程中应该把催化室的入口温度控制在260-300℃之间, 装置的床层空速设定为12000h-1。
1.3 净化结果
催化燃烧装置的运作中能够产生足够的反应热, 使SBS废气在进入换热室后不用通过加热器的加热就能得到预热, 从而可以省去加热器进行加热的能耗, 达到高效节能的目的。经过冷凝和催化燃烧结合的工艺处理后, SBS废气中非甲烷总烃浓度得到大幅度的减低, 约有65-100mg/m3, 从而将排放气体非甲烷总烃浓度控制在国家规定的120mg/m3内。
2 在PTA废气治理中催化燃烧技术的应用
2.1 PTA废气的组成和生成分析
PTA废气主要生成于石油或煤炭燃烧中的氧化阶段后期, 其生成原因是由于氧化生成尾气的能量一般都会被回收再用, 尾气经过干燥后变成净化气, 然后作为能量供给PTA单元运作所用, 从而产生出PTA废气。根据分析结果显示, PTA废气主要由苯、对二甲苯、一氧化碳和乙酸等物质组成, 该工厂排放的PTA废气中对环境污染影响最大的苯的含量有25~75mg/m3, 对二甲苯有160-830mg/m3, 而在国家的《大气污染物综合排放标准》规定中, 排放气体的苯含量必须低于12mg/m3, 对二甲苯必须低于70mg/m3, 所以PTA废气的苯和对二甲苯的含量严重超标。
2.2 使用燃烧技术处理PTA废气的技术工艺
由于PTA废气在排放时的浓度偏低, 因此为了提高净化效率, 应该采用先浓缩后催化燃烧的工艺流程, 浓缩方法是通过对气体使用吸附剂进行吸附浓缩, 然后再开始催化燃烧, 在催化燃烧中使用的催化剂是具有催化反应效果好且在反应过程中不消耗的贵金属催化剂FYP-1。浓缩装置应将运作参数设定为2000Nm3/h, 而催化燃烧装置的运作参数则设置成200Nm3/h, 入口温度控制在250-350℃之内, 催化剂床层空速设定在10000~20000h-1之间。
2.3 净化结果
在吸附剂的吸附浓缩和金属催化剂FYP-1的强力催化作用下, PTA废气中的苯和对二甲苯得到比普通催化燃烧技术更好的去除效果, 经过浓缩与催化燃烧结合的工艺技术, PTA废气中的苯和二甲苯浓度接近于0, 满足国家规定的苯含量必须少于12mg/m3, 对二甲苯含量必须少于70mg/m3的气体排放标准。
3 在聚酯废气治理中催化燃烧技术的应用
3.1 聚酯废气的组成和生成分析
聚对苯二甲酸乙二酯废气, 简称聚酯废气, 其生成原理是石油或煤炭燃烧中, DMT与EG在催化剂的促进下, 不断进行酯化后再不断进行缩聚最终得出的气体。聚酯废气主要由乙醛、2-甲基-1和3-二氧戊环组成, 另外还有少量的粉尘、三聚乙醛、水蒸气和乙二醇, 因此对环境危害比较严重, 从我们调查的工厂来看, 其排放的聚酯废气中乙醛含量有2800-5600mg/m3、2-甲基-1与3-二氧戊环的总含量为7300-9800mg/m3。
3.2 使用燃烧技术处理聚酯废气的技术工艺
由于聚酯废气中的总烃物质构成比较复杂, 我们在对聚酯废气进行治理时应采用先吸收、再均匀化非甲烷总烃浓度、最后再催化燃烧的工艺手段。针对该工厂的聚酯废气的状况, 应将聚醋废气的催化燃烧装置的运作参数设置为550Nm3/h。一开始先将聚酯废气收集、引入到吸收罐中, 聚酯废气中的大部分乙二醇被罐中的水所吸收, 在罐内达到液气平衡的状态后, 乙醛会根据罐内气体浓度的变化而进行解吸或者吸收, 导致罐内的总烃物质浓度分布逐渐变得均匀, 以达到催化燃烧设备稳定运行的目的 (浓度变化不会造成催化剂的受损) , 并将装置空速设定成12000-16000h-1, 入口温度控制在225℃附近。
3.3 净化结果
经过吸收、均匀化结合催化燃烧技术的处理后, 聚酯废气的总烃浓度为62~80mg/m3, 显然符合国家规定的排放气体中乙醛含量必须少于120mg/m3的要求。如果提升装置的入口温度, 处理的效果会更好, 聚酯废气中的总烃浓度会得到更大幅度的减少。
4 催化剂恢复活性的方法
如果在催化燃烧的过程中出现催化剂受损而失效的情况, 我们必须对催化剂进行恢复活性, 而催化剂恢复活性的方法主要有下列两种:
(一) 冲洗催化剂
先从装置中取出催化剂, 用适当浓度的清洁剂擦拭催化剂表面, 再用水冲洗干净催化剂表面的多余物质, 最后进行烘干再利用。
(二) 氧化灼烧催化剂
在氧气充足的状态下对催化剂进行低温灼烧约2个小时, 以去除表面积聚炭灰以及其他粘附物。如果在使用以上方法后仍不能帮助催化剂恢复活性, 则应使用全新的催化剂, 以保证催化燃烧工作的顺利进行。
5 结束语
综上所述, 在不同有机废气的治理中催化燃烧技术的应用应该根据不同废气各自的特点而对催化燃烧技术进行改良, 通过与其他方法的结合, 达到更好的净化废气, 提高废气治理的效果。
摘要：有机废气治理是指通过不同手段减少工业生产的能源损耗、降低有机溶剂的使用量以及减少有机废气的排放量。而催化燃烧技术是使有机物在催化剂的作用下进行低温氧化反应, 达到高效节能、减少有机废气排放量的目的。本文就三种常见有机废气的治理中运用催化燃烧技术的方法进行介绍。
关键词：催化燃烧技术,有机废气,治理,浓缩,冷凝,吸收,均匀法
参考文献
[1]朱世勇.环境与工业气体净化[J].化学工业出版社, 2001.
[2]李时瑶, 等.2种催化剂在甲苯燃烧反应中的催化性能[J].环境科学, 201 (11) .
[3]李慧卿, 等.Pt-Pd/阳极氧化不锈钢膜催化剂对挥发性有机物燃烧反应活性的研究[J].浙江大学学报, 2009 (4) .
废气治理技术 篇10
关键词：废气异味治理,等离子氧化技术
随着国家对环境治理要求的提高, 大气污染管控更加严格, 各地政府和当地居民对大气问题非常敏感, 对空气环境的要求越来越高, “金山银山不如绿水青山”。企业作为产生废气的主要载体, 社会责任责无旁贷。
当前, 企业生产经营过程中产生的废气异味, 可以分为有机类或无机类, 酸性或碱性, 可燃性和不燃性, 有组织排放或无组织排放, 根据生产所应用工艺、原材料、方法、设备, 产生废气各不相同。
针对上述情况, 治理废气异味的技术主要有吸附法, 燃烧法, 生物法, 光氧技术, 等离子氧化等。吸附法主要分为溶剂或固态吸附两种办法, 具有投资低, 广谱性强特点, 但考虑吸附剂的饱和特性, 需进行再生, 具有二次污染;燃烧法利用直接燃烧或在催化剂作用下燃烧分解空气中的异味分子, 对大量有机物均有不错效果, 但处理后容易生成氮氧化物等废气, 催化剂需要更换;生物法利用微生物吸附和分解废气中的有机物, 运行成本低, 但设备体积偏大;光氧技术主要利用紫外光照射, 促进化合物合成或降解, 国产灯具使用寿命偏短。
等离子氧化技术是一种科技含量较高, 在当前环境保护废气处理方法中属于热点技术, 适用于多数异味废气和有机废气, 不产生二次污染, 降解效率高, 占地紧凑, 运行费用适可。基于上述特点, 本文对等离子氧化技术进行重点阐述:
1 等离子氧化技术原理
等离子是利用阻挡放电、电晕放电的原理, 在高频高压的工作状态下, 产生包括高能电子、各种离子、氧自由基和羟基自由基在内的混合体, 形成等离子态, 该混合体等离子态具有极高的能量和氧化性, 可以对产生异味的分子结构产生作用。废气中的污染物分子、水分子等在高能电子的直接轰击下, 使其分子键断裂, 转变为CO2、H2O、N2, O, O3等及小分子物质。由于污染物质的分子较大, 极易成为靶团, 该过程中大量的污染物分子被分解, 达到去除异味目的。
2 等离子氧化技术的特点和应用范围
与光氧技术相比, 等离子具有较高能量, 对异味分子进行断键、氧化等一系列物理化学反应, 时间较短, 在相同处理效果情况下, 处理量偏大;第二, 等离子体发生器具有组合特点, 可以结合不同生产, 灵活整合;第三, 等离子体发生电极不与处理废气直接接触, 使用寿命相对较长, 形成运行稳定, 效果持久性较好;第四, 等离子氧化系统空气阻力小, 压降损失低, 整体能耗偏低, 不存在频繁更换催化剂或吸附剂, 最终产物是CO2、H2O, 所以不具有二次污染。由于具有以上技术特点, 等离子氧化技术可以大范围处理工业异味废气, VOCs处理, 室内空气净化等各方面, 但不建议直接应用在含有较高浓度易燃易爆溶剂性质废气的处理中。
结合笔者工作实践, 等离子氧化技术应用与制药企业废气治理中具有重要的作用:因为等离子氧化作为生物净化工业VOCs废气的化学预处理方法, 形成UV氧化一生物降解新型组合工艺, 既解决了单一UV氧化VOCs不彻底、易形成有毒中间产物的弊端, 又克服了单一生物法处理难生物降解VOCs低效的缺点, 二者的协同作用将大幅度提高现有VOCs处理系统的去除效率、负荷和运行稳定性。
3 等离子氧化技术改进方面
在等离子氧化反应去除异味整个过程中, 高能电子的直接轰击起到主要的作用。同时, 在高能量电子作用下产生新生态氧、臭氧及羟基等部分小分子高能活性基团。如果单独应用前者, 能量的应用不够充分, 存在浪费现象。所以, 在采用等离子氧化技术去除异味时, 要同时考虑技术改进, 既达到消除异味, 又可以节约能源。建议在等离子反应器后增加塔器设备, 结合自身实际, 选择合适固态填料, 使异味气体穿过时与上述小分子高能活性基团在固相填料表面充分接触, 废气中的污染因子被充分分解, 完成进一步的深度氧化, 使之充分分解、裂解, 转化为CO2、H2O等无害化物质, 从而达到彻底消除异味目的, 同时对于系统产生的臭氧进一步分解, 有利于大气排放。
4 等离子氧化技术常用流程
考虑产生等离子体的放电结构容易与废气接触, 而各类生产生活废气情况不尽相同, 建议在等离子体发生器之前增加适合自身废气特点的预处理设施, 降低废气中的粉尘、水汽, 甚至存在的高温以及易燃易爆溶剂, 提高等离子体发生器的使用寿命, 做到合理应用。
结合排气压力方面情况, 可以考虑增加风机系统 (包括生产应急系统) , 既满足生产需求, 又可以结合等离子技术改进方面措施。综合考虑, 建议常用流程如下:
某化工制药厂气流干燥工序, 即采用等离子氧化技术进行废气异味治理, 结合自身实际采用类似流程。处理风量36000 m3/h, 进气浓度50000 (无量纲) , 经过一年运行, 系统平稳, 处理效果能维持在最终排空4000 (无量纲) , 符合国家排放指标:异味气体排放满足《恶臭物质排放标准》 (GB14554- 93) 规定, 排放高度25米, 浓度6000 (无量纲) 。
5 结束语
环境保护任重而道远, 面对雾霾严重形势, VOC排放需要深度控制, 大气污染治理迫在眉睫。等离子氧化技术作为一种有效的办法, 证明切实可行。本文进行系统阐述, 在以上情况基础上, 企业可以结合自身实际, 进行风量选择, 流程变革, 改进预处理, 优化细节, 并建立相应规章制度, 更能有利于废气异味治理, 履行社会责任, 对环境保护做出应有贡献。
参考文献
[1]彭雅丽.有机废气处理技术研究进展.河北工业科技, 2013.
[2]周萍, 张琳叶, 魏光涛, 李登勇.恶臭污染非热氧化治理新技术的研究进展.当代化工, 2011.
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