有机废气处理技术分析及发展趋势探讨

关键词：排入诟病废气化工企业

我国经济的持续发展, 为化工企业的崛起提供了外部环境, 但是, 却忽略了对环保的投入, 造成了大量工业废气直接排入大气, 使得本就脆弱的大气环境更加恶化。几年年来, 人们不断诟病于我国出现的雾霾天气, 其实很大原因是由于环境保护政策的缺失造成的。为了重现绿水蓝天, 就需要不断加强工业废气的处理, 而对工业废气处理的技术研究也就摆在人们面前。

一、有机废气的处理技术

在现有的有机废气处理技术中, 主要包括两种方法, 分别是回收法和消除法。其中, 回收法可以理解为通过物理原理, 在一定温度和压力下, 利用渗透膜和吸附剂对有机化合物进行分离, 比如常用的变压吸附、活性吸附以及生物膜法等。相应的, 消除法则是通过化学原理, 综合利用热、光和催化剂, 将有机物转化为对大气无害的CO2和水, 比如常用的生物氧化、电晕法和催化燃烧法等。接下来, 简单分析集中常用的传统废气处理技术。

1. 热破坏法

对于浓度比较低的有机废气, 主要采用热破坏法对其处理。根据具体的操作流程, 又可以分为火焰燃烧和催化氧化燃烧;其中, 作为一种比较传统的方法, 火焰燃烧法能够在适当的温度条件下, 有效燃烧废气, 处理效率可以达到99%以上, 该方法具有处理彻底和投资较少的特点, 但是, 对于废气浓度较低且缺少辅助燃料的情况, 废气难以有效燃烧。相应地, 催化燃烧方法则能够有效降低废气燃点, 可以在催化剂作用下, 对废气进行适当加热即可产生化学反应, 消除有害污染物, 在此过程中, 所采用的催化剂主要包括:非贵金属、贵金属和盐类等, 不过, 此类方法容易造成催化剂中毒现象, 对工艺条件的要求也比较严格, 后续处理难度较高, 需要进一步研究, 找到活性更高的催化剂。

2. 吸附法

吸附法的基本原理就是利用界面现象, 也就是一种物质在另一种物质表面附着的缓慢作用过程。所以, 基于界面现象的吸附法废气处理, 其关键是吸附剂的选择, 通常, 要求吸附剂具有疏松多孔的结构, 且化学性质比较稳定, 内部表面积较大, 现在, 该方法中常用的吸附剂主要包括硅胶、人工沸石、活性炭等。该方法的特点是应用比较广泛、工艺简单成熟、便于推广, 但是, 该方法的流程比较复杂, 设备比较庞大, 特别是在废气中存在胶粒物质的情况下, 会造成吸附剂中毒现象。所以, 该方法更多的用于低浓度可挥发性废气的处理。

3. 吸收法

还有一种应用广泛的废气处理方法, 就吸收法。根据该方法中所采用的吸收过程的不同, 又可以分为物理吸收法与化学吸收法。在该方法中, 主要根据废气与液体吸收液之间的相容原理, 实现对废气的吸收过程。通常, 所采用的吸收剂主要为液体物质, 能够对工业废气产生较好的吸收效果。采用这种方法, 废气中的多种污染物都能够被吸收, 而对于其中的一些有用产品, 还可以经过解析后, 完成回收利用过程, 同时, 吸收剂还可以重复使用, 经济效果显著, 通过选用无毒无污染的吸附剂, 可以更好的保护环境。

二、处理技术的前景展望

市场经济环境下, 人们逐渐意识到环境包含的重要性, 在工业废气领域所投入的研发力度也更大, 出现了多种应用前景广阔的废气处理新技术。这些新技术都有其优缺点, 下面, 针对应用前景较好的几项技术进行分析:

1. 放电等离子体

在新出现的废气处理技术中, 利用高压放电技术对其进行处理不失为一种有效的方式, 因为该方法能够产生大量高能电子以及O、N或者OH等活性离子, 从相对于废气构成热平衡等离子体, 这样, 就会造成C-C和C-H等化学键的断裂, 从而实现与废气中F、H和CI等原子的置换, 进而得到对大气无害的水和CO2;此外, 还可以在等离子体重引入金属氧化物, 构成催化体系, 降低副产物的产生, 提高污染物的去除效率。相较于常规方法符合技术, 该方法具有流程短、操作简便的特点, 且具有较好的节能型, 更加适用于对低浓度废气的处理。

2. PSA技术与光催化氧化

现在, PSA技术已经在工业废气处理领域得到应用。作为一种变压吸附与净化技术, 又称为无力吸附法, 其工作原理可以概括为:根据工业废气的构成以及吸附材料的吸附特性差异, 通过周期压力变化的应用, 有效实现对工业废气的分离和净化。该技术的自动化程度较高, 是一种对工业有机废气进行分离和回收的理想方法。如果光照条件能够满足, 有些半导体会出现自由基活性物质, 这些物质的氧化性更强, 能够导致工业废气在常温条件下的无毒反应, 且不容易受到溶剂分子的影响。

3. 综合处理技术

顾名思义, 综合处理技术就是在综合各种传统技术的基础上, 充分发挥各项处理方法的优点, 可以大幅提升废气处理效果。现在, 综合处理技术已经实现了工程应用, 比如吸附催化氧化技术、吸收-解吸-变压-吸附组合工艺等等。比如, 利用非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂以及自制的表面活性剂等, 通过水量控制复合吸收剂的浓度, 实现了对包含低浓度、高通量工业有机废气的吸附研究, 实验结果表明, 复合吸收技术能够有效提高对甲苯和乙酸丁酯的吸收效率, 是废气排放达到国家标准;同时, 整套处理装置的体积较小, 防堵塞, 能够高效吸收传质。

结语

为了改善工业废气的无污染处理, 应该在对传统废气处理技术改进的同时, 以提高处理效率、节约处理成本为目标, 积极研发新的处理技术, 并尽快向工业应用发展, 而针对工业有机废气成分较复杂的情况, 则可以通过联合工业或者综合处理技术, 有效去除有机污染物, 实现对生态环境的保护。

摘要：伴随我国工业的快速发展, 产生了大量的工业废气, 使得大气的污染呈逐年上升的趋势, 环境质量下降明显, 给我们的生活与经济的发展带来了严重的影响。本文, 首先分析了当前常见的几种有机废气处理技术, 如热破坏法、吸附法和吸收法;其次, 重点结合几种有机废气处理的新技术, 如放电等离子体、PSA技术与光催化氧化、综合处理技术等对有机废气处理技术的发展趋势进行展望,

关键词：有机废气处理,技术分析,发展趋势