工業(yè)廢氣處理及工藝分析

 

目前，空氣污染是一個性問題，其主要污染源是工業(yè)廢氣。由于生產(chǎn)工藝不同，工業(yè)廢氣產(chǎn)生不同類型的污染物，不同類型的污染物應(yīng)采用不同的處理工藝。工業(yè)廢氣主要包括有機(jī)廢氣、酸霧廢氣、廚房油煙、火災(zāi)煙氣、爐膛廢氣、發(fā)電黑煙等。今天，我們將一起分析這些廢氣的主要來源和處理方法。

 

常見工業(yè)廢氣的主要來源

 

有機(jī)廢氣

 

1)主要來源:工業(yè)生產(chǎn)中會產(chǎn)生各種有機(jī)廢氣，主要包括各種烴類、醇類、醛類、酸類、酮類和胺類等。這些廢氣來源廣泛，包括一些化工行業(yè)石化和有機(jī)合成反應(yīng)設(shè)備的廢氣、印刷行業(yè)油墨中的有機(jī)溶劑、機(jī)械行業(yè)的機(jī)械噴漆、金屬制品產(chǎn)生的異味、汽車行業(yè)的汽車噴漆、烘干爐鑄件生產(chǎn)設(shè)備的廢氣、五金家具廠噴涂設(shè)備的廢氣等。

 

2)有機(jī)廢氣的危害:在生產(chǎn)中，有機(jī)廢氣的排放一直是一個非常突出的問題，***部分有機(jī)廢氣都對人體健康有害。例如，有機(jī)廢氣通過呼吸道和皮膚進(jìn)入人體后，會對人體呼吸、血液、肝臟等系統(tǒng)和器官造成暫時性和***性的疾病，尤其是苯并芘多環(huán)芳烴可直接致癌，危害人體健康。

 

有機(jī)廢氣也會造成嚴(yán)重的空氣污染。一些有機(jī)物進(jìn)入***氣后，在一定條件下形成光化學(xué)煙霧，造成二次污染；一些有機(jī)物進(jìn)入平流層后，在紫外線的照射下與臭氧發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，造成臭氧空洞；有些有機(jī)物具有惡臭污染和有害氣體的兩重性；還有一些有機(jī)物會造成溫室效應(yīng)。

 

酸霧廢氣

 

1)主要來源:化工、電子、冶金、電鍍、紡織(化纖)、食品、機(jī)械制造等行業(yè)排放的酸堿廢氣，如調(diào)味食品、制酸、酸洗、電鍍、電解、蓄電池等。

 

2)酸霧廢氣的危害:酸霧氣體造成的空氣污染對人體的危害極***，尤其是對現(xiàn)場操作人員、農(nóng)作物、工廠附近土壤的直接傷害和間接影響，無法用金錢來衡量。

 

爐膛廢氣、發(fā)電黑煙

 

1)主要來源:金屬熔化過程中產(chǎn)生的金屬粉塵顆粒和燃燒柴油(重油)過程中產(chǎn)生的SO2、NOX有害氣體，發(fā)電機(jī)工作時燃燒柴油(重油)過程中產(chǎn)生的廢氣等。

 

2)爐膛廢氣和發(fā)電機(jī)黑煙的危害:爐膛廢氣和發(fā)電機(jī)黑煙是造成酸雨的主要原因，對空氣造成很***的污染，***別是對現(xiàn)場操作人員、農(nóng)作物和工廠附近土壤造成直接損害和間接影響。

 

廚房油煙和火災(zāi)煙氣

 

1)主要來源:

 

油煙是各種廠家廚房烹飪產(chǎn)生的油煙氣體分子。火煙是爐子完全或不完全燃燒時排放的有害氣體。是以游離碳為主的黑煙，呈絮狀，易附著固體物質(zhì)。其余為環(huán)氧化物、二氧化硫和氮氧化物，屬于高濃度煙氣

 

2)廚房油煙和火災(zāi)煙氣的危害:

 

廚房油煙中含有許多對人體有害的物質(zhì)，會增加人們患肺癌的幾率。廚房的火煙也是主要的空氣污染之一。氣體呈酸性，遇水易形成酸，污染水流和土壤，腐蝕建筑物。

 

常見工業(yè)廢氣處理技術(shù)

 

一、活性炭吸附工藝

 

1.1活性炭吸附工藝簡介

 

(1)活性炭吸附塔是一種對有機(jī)廢氣和惡臭具有******處理效果的凈化設(shè)備。活性炭吸附是去除水中異味、天然和合成溶解有機(jī)物、微污染物等的有效措施。該設(shè)備是一種凈化高濃度有機(jī)廢氣和噴漆廢氣的吸附設(shè)備，利用活性炭的高強(qiáng)度吸附力，結(jié)合風(fēng)機(jī)的作用吸附有機(jī)廢氣分子，對有機(jī)溶劑廢氣有很***的吸附效果。在實際安裝應(yīng)用中，總結(jié)了***內(nèi)外同類產(chǎn)品的生產(chǎn)經(jīng)驗，改進(jìn)了設(shè)計制造，介紹了下料形式方便、表面平整度較***、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較高、吸附能力較強(qiáng)的活性炭吸附塔。活性炭吸附裝置應(yīng)用了活性炭吸附的原理，通過吸收同類產(chǎn)品的***點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計。該裝置風(fēng)量***，采用氣動閥，操作管理簡單安全。

 

吸附過程:由于固體表面存在不平衡的、不飽和的分子吸引力或化學(xué)鍵力，當(dāng)固體表面與氣體接觸時，能吸引氣體分子，使其集中并保持在固體表面，稱為吸附。利用固體表面的吸附能力，使廢氣與***表面的多孔固體物質(zhì)接觸，將廢氣中的污染物吸附在固體表面，使其與氣體混合物分離，從而達(dá)到凈化的目的。

 

(2)適用范圍:

 

1.電子元器件生產(chǎn)、電池(蓄電池)生產(chǎn)、酸洗車間、實驗室排氣、冶金、化工廠、制藥生產(chǎn)廠、涂裝車間、食品及釀造、家具生產(chǎn)等。

 

2.用于有機(jī)溶劑廠車間，在***風(fēng)量、低濃度廢氣工況或間歇運(yùn)行工況下，準(zhǔn)備回收利用。

 

(3)裝置的結(jié)構(gòu)和***點(diǎn):

 

該裝置主要包括:吸附罐、冷凝器、分離器、曝氣器、主抽風(fēng)機(jī)等。，配有進(jìn)出口閥、自動降溫裝置、電控柜、碳層超溫報警等。

 

凈化裝置可根據(jù)生產(chǎn)工藝設(shè)置單罐和雙罐，間歇生產(chǎn)一般設(shè)置單罐；設(shè)置兩個吸附罐用于連續(xù)生產(chǎn)，一個用于吸附，一個用于脫附，兩個罐也可以同時使用。手動閥門設(shè)置在裝置的入口和出口，操作簡單可靠。該裝置采用低壓蒸汽作為脫附介質(zhì)，可配置蒸汽過濾器對高沸點(diǎn)溶劑進(jìn)行脫附，以提高蒸汽溫度。兩個罐還可以同時吸附，定期同時脫附，處理風(fēng)量可增加近一倍，間歇生產(chǎn)可減少投資和占地面積。

 

二、化學(xué)噴霧吸收過程

 

2.1化學(xué)噴霧吸收工藝簡介

 

(1)廢氣和吸收劑(如柴油、煤油、水、酸堿溶液、植物溶液等。)為錯流接觸方式，使廢氣與吸收劑充分接觸。根據(jù)相似相容原理，廢氣中的污染物溶解在吸收劑中或與吸收劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)(酸堿中和反應(yīng))，從而達(dá)到去除廢氣中污染物的目的。

 

(2)結(jié)構(gòu)形式:本設(shè)備分為單塔和雙塔。該設(shè)備由儲液罐、塔體、進(jìn)風(fēng)段、噴淋層、填料層、旋風(fēng)除霧層、出風(fēng)錐帽、人孔等組成。

 

設(shè)備***性:

 

1.結(jié)構(gòu)新穎:改變氣液兩相錯流鼓泡的常規(guī)接觸方式；

 

2.空氣處理能力***:比篩板和閥踏板***50%；

 

3.壓降小:比常規(guī)吸收塔小16%；

 

4.凈化效率高:常規(guī)吸收塔效率在70%左右，而新型立式篩柱吸收效率在85%以上；

 

5.靈活性***:噴淋塔層可根據(jù)不同廢氣來源增減

 

(3)適用于臭氣處理、有機(jī)廢氣處理、酸性堿性氣體、焚燒尾氣等。

 

三、低溫等離子體技術(shù)

 

3.1低溫等離子體技術(shù)介紹

 

(1)在外加電場的作用下，介質(zhì)等離子體放電產(chǎn)生的***量載能電子轟擊污染物分子，使其電離、解離、激發(fā)，進(jìn)而引發(fā)一系列復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)，使復(fù)雜的***分子污染物轉(zhuǎn)化為簡單的小分子安全物質(zhì)，或有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無毒或低毒低害物質(zhì)，從而降解去除污染物。

 

低溫等離子體反應(yīng)過程；

 

電場+電子→高能電子

 

高能電子+分子(或原子)→(受激原子、受激基團(tuán)、自由基團(tuán))活性基團(tuán)

 

活性基團(tuán)+分子(原子)→產(chǎn)物+熱量

 

活性基團(tuán)+活性基團(tuán)→產(chǎn)物+熱量

 

(2)產(chǎn)品性能概述:

 

1.除味:可去除揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)、無機(jī)物、硫化氫、氨氣、硫醇等主要污染物。，以及各種惡臭氣味。除臭效率可達(dá)99.9%以上，除臭效果******超過***家頒布的惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。

 

2.無需添加任何物質(zhì):只需設(shè)置相應(yīng)的排氣管和排氣動力，通過設(shè)備對惡臭氣體進(jìn)行除臭、分解和凈化，無需添加任何物質(zhì)參與化學(xué)反應(yīng)。

 

3.適應(yīng)性強(qiáng):可適應(yīng)高濃度、***氣量及不同惡臭氣體物質(zhì)的除臭凈化處理，可24小時連續(xù)工作，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

 

4.運(yùn)行成本低:本設(shè)備無機(jī)械動作，無噪音，無需專人管理和日常維護(hù)，只需定期檢查即可。該設(shè)備能耗低(每小時每1000立方米僅消耗0.1度左右的功率)，設(shè)備風(fēng)阻極低

 

5.無需預(yù)處理:惡臭氣體無需加熱、加濕等***殊預(yù)處理，工作環(huán)境溫度在-30℃-95℃之間，濕度在40%-98%之間，設(shè)備即可正常工作。

 

6.設(shè)備占地面積小，重量輕:適用于布局緊湊、場地狹小等***殊情況，設(shè)備占地面積<1平方米/處理10000m3/h風(fēng)量。

 

7.材料制造:耐高溫、耐腐蝕、性能穩(wěn)定、使用壽命長。

 

3.2低溫等離子體技術(shù)的工藝工程實例

 

四.光催化氧化過程

 

4.1光催化氧化工藝簡介

 

(1)污染物分子受到光氧化和光微波產(chǎn)生的高強(qiáng)度納米紫外線照射，使所有有機(jī)廢氣的分子鏈完全斷裂，物質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，高分子污染物被裂解分解為水、二氧化碳等低分子無害物質(zhì)。

 

***分子鏈斷裂分解成小分子鏈，再用臭氧和羥基自由基氧化及催化劑進(jìn)行催化氧化，將有機(jī)物變成水和二氧化碳，從而達(dá)到去除有機(jī)物的目的。

 

(2)技術(shù)***征:

 

1.低溫下的深度反應(yīng):

 

光催化氧化可以在常溫下將空氣、水和土壤中的有機(jī)污染物完全氧化成無毒無害的物質(zhì)。但是傳統(tǒng)的高溫焚燒技術(shù)需要在很高的溫度下破壞污染物，甚至常規(guī)的催化氧化法也需要幾百攝氏度的高溫。

 

2.徹底凈化:

 

它直接將空氣中的有機(jī)污染物氧化成無毒無害的物質(zhì)，沒有二次污染。目前廣泛采用的是活性炭吸附法，不分解污染物，只是轉(zhuǎn)移污染源。

 

3.綠色能源:

 

光催化可以利用太陽光作為能量激活光催化劑，驅(qū)動氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)過程中不消耗光催化劑。從能源角度來看，這一***性使得光催化技術(shù)更具吸引力。

 

4.強(qiáng)氧化性:

 

***量研究表明，半導(dǎo)體光催化具有強(qiáng)氧化性的***點(diǎn)，能有效分解一些難以被臭氧氧化的有機(jī)物，如四氯化碳、六氯苯等，因此對難降解的有機(jī)物具有***殊的意義。光催化的有效氧化劑是羥基自由基(OH)，OH的氧化性高于普通臭氧、過氧化氫、高錳酸鉀和次氯酸。

 

5.廣譜:

 

光催化對從碳?xì)浠衔锏紧人岬亩喾N有機(jī)物質(zhì)都有效。所有未被環(huán)保署公布的9類14類污染物，均已被證明經(jīng)過光催化處理。即使對于鹵代烴、染料、含氮有機(jī)物、有機(jī)磷農(nóng)藥等原子有機(jī)物，也可以通過連續(xù)反應(yīng)完全提純。

 

6.使用壽命長:

 

理論上，催化劑的壽命是無限長的。

 

(3)適用于臭氣處理和有機(jī)廢氣處理。

 

4.2光催化氧化工藝工程實例

 

五、活性炭吸附脫附催化燃燒裝置

 

根據(jù)吸附(高效)和催化燃燒(節(jié)能)兩個基本原理，連續(xù)使用兩條氣路，交替使用一個催化燃燒室和兩個吸附床。***先用活性炭吸附有機(jī)廢氣，達(dá)到飽和時停止吸附，然后用熱氣流將有機(jī)物從活性炭上脫附出來，使活性炭再生；脫附出來的有機(jī)物經(jīng)過濃縮(濃度比原來高幾倍)，送到催化燃燒室催化燃燒成二氧化碳和水蒸氣排出。當(dāng)有機(jī)廢氣濃度達(dá)到2000PPm以上時，有機(jī)廢氣可以在催化床內(nèi)保持自燃，無需外部加熱。部分燃燒后的尾氣排入***氣，***部分送入吸附床進(jìn)行活性炭再生。這樣可以滿足燃燒和吸附所需的熱能，達(dá)到節(jié)能的目的。再生后的可以進(jìn)入下一次吸附；在脫附過程中，凈化操作可以在另一個吸附床中使用，該吸附床既適用于連續(xù)操作，也適用于間歇操作。

 

產(chǎn)品***性

 

活性炭(碳纖維)吸附脫附再生裝置工藝(主要技術(shù))***點(diǎn)；

 

該設(shè)備設(shè)計原理先進(jìn)，材料******，性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，節(jié)能省工，無二次污染。該設(shè)備占地面積小，重量輕。吸附床采用抽屜式結(jié)構(gòu)，便于裝載和更換。

 

低功耗，催化燃燒室采用以蜂窩陶瓷為載體的貴金屬催化劑，阻力小，活性高。當(dāng)有機(jī)廢氣濃度達(dá)到2000PPm以上時，可維持自燃。