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有机废气焚烧炉技术概述

来源: 发布日期: 2021-02-02 08:23:26
随着工业化的快速发展,大量有机废气的排放,危害大气环境,制约经济的可持续增长,对经济发展具有重要意义。简要介绍有机废气的组成、来源及危害的基础上,总结了各种有机废气 废气焚烧炉近年来,大气污染问题日益突出,严重影响自然环境、生态气候和人民健康。目前已知的大气污染物有100多种,其中挥发性有机物(VOCs)是造成PM2.5和光化学污染的主要“元凶”,其控制工作受到广泛关注。随着大气污染防治监管力度的加大,许多高污染有机物排放行业的发展也受到制约。因此,我们应该寻找一个合理的有机环境 废气焚烧炉方法:研制高效有机药物 废气焚烧炉技术对环境保护和经济发展具有重要意义。
1、有机废气的组成、来源及危害
挥发性有机废气主要包括脂肪烃、芳烃、卤代烃、醇、醛、酮、酯、醚、酚、胺、腈、羧酸等,主要来源于石油化工,制药、印刷、油漆、涂装、皮革加工、化纤生产、塑料加工等行业涉及使用大量有机溶剂生产过程排放。
有机废气成分复杂、易燃易爆、有毒。它不仅会污染大气环境,产生光化学烟雾,破坏臭氧层,还会通过呼吸和皮肤吸收进入人体,刺激呼吸系统,影响神经系统和造血系统,损伤肝、脾等器官,引起中毒,癌症甚至死亡。
2有机 废气焚烧炉目前,已开发出多种有机废气处理技术。根据处理原理,这些技术一般可分为两类:一类是回收法,即通过简单改变有机物的温度、压力等物理性质或使用选择性吸附剂对其进行分离回收;另一类是消除法,即,通过化学或生物反应达到一定条件,有机物被氧化分解成无毒或低毒的产品。
2.1回收方法主要有吸附法、吸附法、冷凝法和膜分离法。
2.1.1吸附法
吸附法采用多孔吸附剂选择性吸附有机废气中的污染物,主要用于低浓度、高通量有机废气的处理。吸附剂的选择是吸附法应用的关键。
常用的吸附剂有活性炭、沸石、氧化铝、硅胶和一些高分子材料。活性炭以其良好的选择性、发达的孔结构、较大的比表面积、良好的机械强度、理想的生物相容性和化学稳定性,成为应用最广泛的有机废气吸附材料。活性炭吸附法能有效吸附废气中的芳烃、脂肪烃、卤代烃、醇、酮、醚、酯等物质。为了提高活性炭的吸附性能,可以用酸和碱对其进行改性。此外,吸附剂的形状和结构也影响吸附性能。结果表明,纤维活性炭对废气中苯的吸附量是普通活性炭的1~10倍,吸附效果较好。
吸附法以其工艺成熟、去除效率高、设备简单、能耗低等优点被广泛应用于有机废气的处理。但吸附法操作成本高,吸附材料的吸附能力有限,再生困难,重复使用后吸附效果明显下降,易失活,处理失活吸附剂存一些问题。
2.1.2吸收法
吸收法主要是指液体吸收法,利用低挥发性或非挥发性的液体吸收剂吸收有机废气中的有害物质,对废气进行处理。根据吸收原理的不同,液体吸收法可分为物理吸收法和化学吸收法。前者利用物质的相似相容原理,通过吸收剂选择性地吸收性质相似的有害气体,从而达到净化的目的。后者是通过吸收剂与有机废气的化学反应,达到净化废气和分离污染物的目的。针对不同组分的有机废气,选择合适的吸收剂是非常重要的。肖晓杰比较了几种有机废气吸收液(二乙基羟胺、聚乙二醇400、硅油、食用油、废机油和0柴油)对甲苯废气的吸收效果。结果表明,相同的实验条件下,二乙基羟胺对甲苯的吸附效果最好,聚乙二醇和硅油的吸附效果最差。近年来,利用环糊精水溶液作为有机卤化物的吸收剂也取得了理想的效果。
本发明具有投资成本低、运行费用低、操作简单的优点,适用于高浓度有机废气的处理。应用中需要对吸收剂进行后期处理。工艺复杂,成本高。同时,易产生二次污染,限制了该方法的应用。
2.1.3冷凝法
冷凝法通过降低系统温度或升高系统压力,将有机污染物冷凝后直接从废气中分离出来,适用于高浓度、高沸点有机废气的处理。由于加压设备越来越昂贵,冷凝一般采用冷却方式。该方法具有操作简单、投资成本低、经济效益高等优点,但单独采用冷凝法处理的废气仍含有高浓度的污染物。因此,实际应用中,往往与吸附法、催化燃烧法等其它方法相结合,有利于降低有机负荷、降低操作条件和成本,分离回收有机废气中的部分组分,实现资源化利用。
2.1.4膜分离法
膜分离法利用有机分子和空气通过聚合物膜的不同溶解扩散速率,分离有机废气中的污染物。常用的膜分离方法有:蒸汽渗透法、气体膜分离法和膜基吸收法。膜分离法适用于低通量、高浓度有机废气的处理。具有操作简单、效率高、能耗低、无二次污染等优点。同时,还可以实现对脂肪烃、芳烃、氯代烃、酮、醛、酚、腈、醇、胺、酸等有机物的回收,虽然膜分离效果好,但膜通量小,过程中容易受到污染设备投资和运行成本高。
2.2消除方法主要有燃烧法、脉冲电晕法、低温等离子体技术、光催化氧化法、臭氧催化氧化法、微波催化氧化法和生物处理法。
2.2.1燃烧法
燃烧法是通过充分燃烧将挥发性有机物转化为水和二氧化碳的方法,主要包括直接燃烧法、热燃烧法和催化燃烧法。
直接燃烧法是以废气为燃料直接燃烧,要求高温(1100℃左右),适用于高浓度有机废气的处理。直接火焰燃烧具有应用范围广、投资成本低、设备简单、处理效果完全等优点。保证时间和适宜温度的条件下,处理效率可达99%以上,但高温燃烧易产生二次污染。
热燃烧法是利用换热器对有机废气进行加热,使其700-800的高温条件下燃烧,废气处理效率可达95%-99%。与直接燃烧法相比,热燃烧法降低了部分能耗。
催化燃烧法是利用催化剂较低的温度(200℃~500℃)下加热有机废气,使其氧化分解,达到净化的目的。常用的催化剂有非贵金属和贵金属催化剂、过渡金属氧化物和复合氧化物催化剂。催化燃烧法具有安全性好、能耗少、无二次污染、净化效率高等优点,但使用过程中容易引起催化剂中毒。因此,使用条件和操作过程应该非常高。此外,贵金属催化剂成本高,经济效益差。
2.2.2脉冲电晕法(pulse coronation method)
陡前沿窄脉冲高压脉冲电晕放电室温和大气压下产生大量高能电子或活性粒子,如0、oh、N、臭氧等,与有机分子发生反应,破坏其化学键,如如C-C、C-0和C-H,最终将污染物降解为CO和H0等无害物质。结果表明,对二甲苯的去除率随脉冲峰值电压和脉冲频率的增大而增大,随气体流量和气体入口质量浓度的增大而减小。实验结果表明,脉冲电晕法适用于低浓度、大流量二甲苯废气的处理,最高去除率可达87.4%。但实际应用中,该方法存能耗大、大功率脉冲电源制造工艺复杂、成本高、火花开关寿命短等问题,限制了该技术的进一步推广。
2.2.3低温等离子体技术
低温等离子体技术可通过高压脉冲放电获得大量高能电子、自由基等活性粒子,经低温处理后可变成固体、液体或气体。这些粒子通过破坏有机物中的一些化学键,如C-H键和C-C键,将有机污染物降解为无害或低毒的物质。适用于处理高浓度有机废气
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