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1、有機(jī)廢氣治理吸附技術(shù)胡琦璇(中國(guó)礦業(yè)大學(xué),環(huán)測(cè)學(xué)院)摘要:介紹了揮發(fā)性有機(jī)廢氣吸附的先進(jìn)技術(shù)及其進(jìn)展,闡明了最新發(fā)展的解吸技術(shù)及吸附材料使解吸的時(shí)間縮短、效率提高、能耗少和解決難解吸等問(wèn)題,改進(jìn)的催化燃燒設(shè)備及催化材料則能更有效地凈化及減少二次污染的產(chǎn)生,這些先進(jìn)的技術(shù)及新材料為治理提供了有效的途徑。關(guān)鍵詞:有機(jī)廢氣吸附吸附劑Abstract:Therecentprogressofadvancedtechnologyonadsorptionforcleaningvolatileorganiccompoundsisreview,noveladso
2、rption-desorptiontechniqueandadsorbentcanshortendesorptiontime,enhanceefficiency,saveenergyandsolvehard-desorptionproblem,andthenewdevelopmentofcombustiondevicesandcatalystwillpurifyVOCsmoreefficiently,so,thoseadvancedtechnologyandnewmaterialwilltreatVOCsinaappropriateway.Ke
3、yword:VOCadsorptionadsorbent大氣污染是我國(guó)目前最突出的環(huán)境問(wèn)題之一。工業(yè)廢氣是大氣污染物的重要來(lái)源。大量工業(yè)廢氣排人大氣,必然使大氣環(huán)境質(zhì)量下降,給人體健康帶來(lái)嚴(yán)重危害。工業(yè)廢氣中最難處理的就是有機(jī)廢氣,有機(jī)廢氣通過(guò)呼吸道和皮膚進(jìn)入人體后,能給人的呼吸、血液、肝臟等系統(tǒng)和器官造成暫時(shí)性和永久性病變,尤其是苯并芘類(lèi)多環(huán)芳烴能使人體直接致癌,已經(jīng)引起人類(lèi)的高度重視。有機(jī)廢氣主要來(lái)源于石油和化工行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排放的廢氣,特點(diǎn)是數(shù)量較大,有機(jī)物含量波動(dòng)性大、可燃、有一定毒性,有的還有惡臭,而氯氟烴的排放還會(huì)引起臭氧層的破壞。
4、石油和化工工廠及石化產(chǎn)品的存儲(chǔ)設(shè)施,印刷及其他與石油和化工有關(guān)的行業(yè),使用石油、石油化工產(chǎn)品的場(chǎng)合和燃燒設(shè)備,以石油產(chǎn)品為燃料的各種交通工具都是有機(jī)廢氣的源頭。有機(jī)廢氣一般都存在易燃易爆、有毒有害、不溶于水、溶于有機(jī)溶劑、處理難度大的特點(diǎn)。吸附法具有效率高、凈化徹底、易于推廣實(shí)用、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益良好等優(yōu)點(diǎn)。目前最成熟的吸附系統(tǒng)是1977~1979年在日本開(kāi)發(fā)成功的蜂窩輪吸附。經(jīng)過(guò)多年的改善,蜂窩狀吸附輪的性能得到了不斷的提高.MitsumaY等人提出的制造蜂窩輪新方法,能夠使VOCs的去除率高達(dá)9O%~95%.一、吸附技術(shù)概述VOCs通過(guò)活
5、性炭、疏水硅膠等吸附劑時(shí),VOCs組分吸附在吸附劑表面,然后再經(jīng)過(guò)減壓脫附或熱脫附,富集的VOCs被抽吸到儲(chǔ)罐或用其他方法液化,而未被吸附的尾氣直接排人大氣,從而實(shí)現(xiàn)VOCs和空氣的分離。吸附法是回收低濃度VOCs最為廣泛的方法之一。然而,對(duì)于高濃度、大流量的V0Cs治理,活性炭吸附VOCs時(shí)存在一些問(wèn)題,如:①熱效應(yīng)高,如活性炭吸附高濃度油氣時(shí),吸附床溫升可達(dá)50一60℃,從而可能帶來(lái)一系列問(wèn)題;②如果VOCs中含有酮醛、酯、烯烴、硫等活性物質(zhì),會(huì)在活性炭表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng),堵塞炭孔,而且它們?cè)诟呶綗岬淖饔孟?,?huì)發(fā)生氧化催化,造成嚴(yán)重的火災(zāi)事
6、故,國(guó)外已有相關(guān)的著火事故案例;③活性炭解吸再生難以徹底,如三苯很難完全真空脫附,易使活性炭失效,從而存在二次污染問(wèn)題;④活性炭微孔逐漸被破壞后,縮短其使用壽命,從而增加廢處理費(fèi)用;⑤一般炭層在120℃下解吸很難引起自燃著火,但在國(guó)內(nèi)外傳統(tǒng)的水蒸氣脫附/干燥工藝中,為了提高設(shè)備的處理能力而在較高的溫度下解吸,這可能會(huì)引起自燃,為此,日本政府從安全的角度考慮,已嚴(yán)禁使用可燃性的活性炭作為V0Cs回收的吸附劑。日本國(guó)東京都條例規(guī)定,當(dāng)VOCs體積分?jǐn)?shù)≥l%,則禁止使用可燃性活性炭吸附劑。但是,吸附法在回收VOCs上展現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)是可以將油氣體積分?jǐn)?shù)控制
7、在很低的范圍內(nèi),因此吸附法更適合用于低濃VOCs吸附,也就是與其他技術(shù)集成,作為后端處理。目前,吸附法用于低濃度油氣回收,技術(shù)較為成熟。然而,對(duì)于不同組分、不同濃度VOCs的回收,吸附工藝參數(shù)還需進(jìn)一步優(yōu)化。如對(duì)于含有酮、烯烴、硫等活性物質(zhì)的VOCs,還需進(jìn)行VOCs專(zhuān)用吸附劑或復(fù)合吸附劑的開(kāi)發(fā)、吸附塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化等。一、吸附技術(shù)工藝1.吸附-水蒸汽再生-溶劑回收凈化工藝吸附-水蒸汽再生-溶劑回收工藝是目前最為廣泛使用的回收技術(shù),其原理是利用粒狀活性炭、活性炭纖維或沸石等吸附劑的多孔結(jié)構(gòu),將廢氣中的有機(jī)物捕獲;當(dāng)廢氣通過(guò)吸附床時(shí),其中的有機(jī)
8、物被吸附劑吸附在床層中,廢氣得到凈化;由于吸附劑的價(jià)格較高,需要對(duì)其進(jìn)行脫附再生,循環(huán)使用。當(dāng)吸附劑吸附達(dá)到飽和后,通入水蒸汽加熱吸附床,對(duì)吸附劑進(jìn)行