常見廢氣處理方法

 

廢氣處理繁瑣多樣，但從工藝原理上來說，概括為活性炭吸附法、低溫等離子體法、光催化氧化法、生物處理法、燃燒法，即脫氣五法！

一、活性炭吸附法

1.污染原則

活性炭吸附法是目前應(yīng)用***廣泛的揮發(fā)性有機化合物處理方法，因為其初始投資低。它通過活性炭的自然吸附能力吸附揮發(fā)性有機化合物。吸附飽和后，活性炭解吸再生或交由專業(yè)危險廢氣公司處理。

2.實際應(yīng)用

使用活性炭吸附法處理VOCs的環(huán)保公司基本上都提到這類設(shè)備的去污效率在90%以上，但在實際的去污應(yīng)用過程中，去污效率在90%以上只是一個理論值。而且在不同的工作環(huán)境下，其去污效率遠低于這個理論值。主要原因包括溫度、工作環(huán)境濕度、水霧、酸度、粉塵與吸附氣體的相互作用等。比如華南地區(qū)常年濕度***，溫度高，實驗室活性炭實際吸附量不足50%。

3.主要問題

活性炭吸附法處理揮發(fā)性有機化合物的實際運行維護成本很高。同時，自然吸附和解吸難以管理，適用性受多種因素影響，不適合含粉塵、水蒸氣、牛奶等廢氣的處理，難以穩(wěn)定實現(xiàn)環(huán)保。而且***量飽和活性炭的處理更昂貴。這種方法只吸附和轉(zhuǎn)移污染物。如果不嚴格跟蹤飽和活性炭的轉(zhuǎn)移過程，很容易造成二次污染。但由于前期投入較少，企業(yè)自然選擇較多。雖然很難監(jiān)管(炭箱里沒有活性炭，活性炭設(shè)施太簡單，幾乎不換炭，活性炭的選擇與實際設(shè)計不符，用量太小等。)，環(huán)保部門***終會采取行動，存在巨***的環(huán)境風險。而且容易造假來對付環(huán)境管理。(比如炭箱里沒有活性炭，活性炭設(shè)施太簡陋，幾乎沒有換炭，活性炭實際工程與設(shè)計不符，消耗量太小等。

二、低溫等離子體技術(shù)

1.污染原則

在低溫等離子體廢氣處理設(shè)備的介質(zhì)阻擋放電(DBD)過程中，等離子體中產(chǎn)生了電子、離子、臭氧和激發(fā)態(tài)分子等具有高化學活性的粒子。理論上，有機廢氣與這些活性基團發(fā)生高能反應(yīng)，其中一部分會被裂解，***終轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，從而達到凈化廢氣的目的。

2.實際應(yīng)用

***內(nèi)生產(chǎn)的污染控制設(shè)備采用低溫等離子體技術(shù)，環(huán)保公司制造了該設(shè)備的去污參數(shù)，基本上提到該設(shè)備的去污效率達到80%以上。***量可用于VOCs處理的低能等離子設(shè)備只能用于控制油煙污染。在工業(yè)VOCs處理的實際過程中，這種低溫等離子體技術(shù)設(shè)備對有機廢氣的降解基本無效，會產(chǎn)生污染副產(chǎn)物，降解效率較低。然而，揮發(fā)性有機化合物的易燃性因其安全性而備受關(guān)注。

3.主要問題

目前廣泛使用的低功率低溫等離子體，過去用于廚房行業(yè)的油煙處理。不適合VOCs處理，產(chǎn)生副產(chǎn)物和***量臭氧，會造成VOCs燃弧、著火等問題。

因為等離子體技術(shù)在短時間內(nèi)處理包括芳香族化合物在內(nèi)的有機廢氣的效率非常低，主要產(chǎn)生中間產(chǎn)物。如果在穩(wěn)定的有機廢氣中使用***功率等離子體，一定時間內(nèi)就會達到處理效果。但工業(yè)生產(chǎn)高速排放的VOCs廢氣處理效率很低，很多中間副產(chǎn)物會二次產(chǎn)生，導致VOCs成分更加復雜(這些副產(chǎn)物可能危害更***)，設(shè)備運行過程中會產(chǎn)生***量無用的臭氧。而且***部分有機廢氣都是易燃易爆化合物。等離子體運行時很容易引爆VOCs。天津爆炸事件使社會對其安全性產(chǎn)生了質(zhì)疑，因此該技術(shù)在各地被禁止，并日益增多。

三、光催化氧化

1.污染原則

光催化廢氣處理設(shè)備技術(shù)是利用***殊的紫外波段，在催化劑的作用下，催化氧氣生成臭氧、羥基自由基和負氧離子，然后氧化還原VOCs分子的處理方式。

2.實際應(yīng)用

***多數(shù)用于處理VOCs的紫外光催化處理設(shè)備，都是參考過去除臭殺菌的技術(shù)原理。通常采用雙波長紫外管轉(zhuǎn)化臭氧，普通二氧化鈦材料作為催化劑，雖然號稱去污效率在80%以上。其實現(xiàn)在使用的UV光催化VOCs處理設(shè)備效率低，沒有計算技術(shù)的控制，會***量產(chǎn)生臭氧和中間副產(chǎn)物。

3.主要問題

在紫外光催化氧化技術(shù)的應(yīng)用中，包括紫外燈管的波長、光催化材料、反應(yīng)時間、相對濕度、塵埃粒子等，是VOCs處理成敗的瓶頸因素。目前普遍認為，VOCs可以完全降解為無毒無害的CO2和H2O等。但由于使用中反應(yīng)時間較短，揮發(fā)性有機化合物在光催化氧化反應(yīng)中會產(chǎn)生更多的酮類、醛類等惡性中間體和***量的臭氧。

近年來，工業(yè)城鎮(zhèn)臭氧超標的原因之一是濫用等離子體和產(chǎn)生臭氧的紫外光催化氧化設(shè)備。由于這兩種設(shè)備都是試圖將空氣中的氧氣轉(zhuǎn)化為臭氧，然后通過化學反應(yīng)消化工業(yè)廢氣的技術(shù)，由于反應(yīng)條件的限制，臭氧轉(zhuǎn)化為自由基和負氧離子的效率極低，而且由于反應(yīng)時間太短，設(shè)備產(chǎn)生的臭氧***部分不能代替VOCs處理直接排放。

四、生物處理方法

1.污染原則

微生物對廢氣中污染物的消化代謝本質(zhì)上是一個生化分解過程，通過附著在介質(zhì)上的活性微生物吸收有機廢氣，將污染物轉(zhuǎn)化為無害的水、二氧化碳等無機鹽。

2.實際應(yīng)用

以污染物為微生物的食物來源，生物處理方法包括由烴和氧組成的各種有機化合物、簡單的有機硫化物、有機氮化物、硫化氫、氨等無機化合物。要求氣量小，濃度低，連續(xù)排氣，廢氣處理容器***。雖然處理過程相對環(huán)保，但由于操作維護復雜、生物營養(yǎng)繁瑣等原因，生物處理方法效果不佳。因為其監(jiān)管難度***，所以還是比比皆是。

3.主要問題

適用性差:只適用于***定污染物，生物菌容易死亡，在處理可溶性物質(zhì)和可降解污染物時會受到限制；生物很容易被新陳代謝阻斷；生物法所用填料的比表面積和孔隙率直接影響反應(yīng)器的生物量、整個填充床的壓降以及填充床是否容易堵塞，難以實現(xiàn)自動控制；各種運行參數(shù)的控制能力難以提高，維護成本高，故障難以控制；培養(yǎng)菌株難度***:難以篩選出高效降解各種VOCs氣體的***勢菌株；反應(yīng)位點限制:反應(yīng)裝置占地面積***，反應(yīng)時間長。所以生物法的應(yīng)用中不乏裝飾。

五、燃燒法

1.污染原則

燃燒方法分為再生燃燒技術(shù)(RTO)和催化燃燒技術(shù)(RCO)。原理是有機廢氣通過直接燃燒或催化劑低溫燃燒徹底降解為水和二氧化碳。

2.實際應(yīng)用

燃燒法作為目前處理效率和效果相對理想的工藝，雖然價格相對較高，運行成本也不低，但已經(jīng)得到了一些城市***多數(shù)專家和環(huán)保部門的認可，甚至被制定為主要處理工藝。

3.主要問題

因為蓄熱式燃燒(RTO)的燃燒室溫度一般不低于750℃，甚至高達1000℃，會產(chǎn)生燃料型氮氧化物。氮氧化物根據(jù)形成機理的不同可分為三種:熱型、快速型和燃料型，其中燃料型占60%-95%。在生成燃料型氮氧化物的過程中，空氣中含有氮或氮的有機化合物被熱裂解生成氮、氯化萘、HCN等中間產(chǎn)物基團，然后被氧化成氮氧化物。粗略計算，一套20萬m3/h的蓄熱式燃燒設(shè)備，其氮氧化物排放量相當于一臺35 t/h的燃煤流化床鍋爐。

在有機廢氣的催化燃燒設(shè)備(RCO)過程中，由于采用自來水作為噴淋水進行預處理，水中的氯離子和有機物攜帶的氯離子在催化燃燒室(200~500℃)中容易產(chǎn)生二惡英。但VOCs處理設(shè)備上沒有高溫高溫裝置來促進二惡英的分解，因此氣體燃燒過程中產(chǎn)生的二惡英會直接排放到***氣中。