有機廢氣治理
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化工廢氣治理方案
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精細化工有機廢氣處理方案

詳細介紹:

精細化工有機廢氣處理方案概述

   精細化工廢氣治理的成分多而複雜,一般采用多種有機廢氣治理工藝組合來解決,在走訪了一些中小型精細化工企業,該類企業普遍存在的問題是氣味比較大,大部分也上了治理設施,但實際廠區的氣味還是差強人意。一般成分有有乙酸、環己酮、環己醇、甲苯、二乙二醇單乙醚、氯戊烯、丙酮、丙酮聚合物、四氫呋喃、噻吩、石油醚、乙酸乙酯、甲醇、二氯甲烷、乙腈、羥基丙酮、丙酮基磷酸甲酯、氯乙酸甲酯、亞磷酸二甲酯、甲醇、三氟化硼乙醚、乙醚、乙醛、HCl、三聚乙醛二氯亞碸等有機組分汙染物,還有HCl、氨、SO2、氯氣等無機組分汙染物,治理難度大。


精細化工有機廢氣處理方案工藝技術對比與選擇

目前,異味廢氣處理的傳統方法有燃燒法、氧化法、吸收法、吸附法、生物法、光催化法等。

1)燃燒法

燃燒法主要有根據燃燒的溫度及輔助介質不同又分為直接燃燒法和催化燃燒法兩種。

催化燃燒法較適合於高濃度、小風量廢氣的淨化,在處理低濃度的廢氣時,由於要維持300~400℃的催化燃燒溫度,需借助於活性炭吸附等濃縮工藝來提高廢氣的燃燒熱值,但廢氣中的水氣、油汙及顆粒物易引起活性炭吸附容量下降及催化劑中毒失活等問題,使得該方法的推廣和使用在一定程度上受到了限製。

直接燃燒法是投加輔助燃料與廢氣一起送入焚燒爐燃燒,直接焚燒工藝成熟,控製一定的溫度條件下汙染物去除效率高,焚燒徹底,但在使用過程中一般會有一下問題:

①若焚燒含氯、溴代有機物和芳烴類物質時極易產生二惡英類強致癌物質,尤其在焚燒爐啟動和關閉過程中更易產生,為避免二惡英類物質產生,須提高燃燒溫度在1200℃以上,若保持如此高的燃燒溫度不僅運轉費用高,而且對焚燒爐的要求也大大提高。

②焚燒含氯代有機物時會產生氯化氫腐蝕問題,尤其是在高溫狀態下,氯化氫的腐蝕性能大大增強,不僅對管道存在腐蝕,更嚴重的是會引起焚燒爐的腐蝕。

③焚燒時存在爆炸的潛在危險,尤其是易揮發性可燃氣體,若達到其爆炸極限遇明火則有可能引起爆炸。

另外,若廢氣中含有鹵素、氮元素和硫元素的情況下,采用燃燒法極易產生二次汙染物質二惡英、氮氧化合物和硫氧化合物。


2)氧化法

該方法主要采用投加氯、臭氧、過氧化氫、高錳酸鉀等強氧化劑來破壞汙染物分子,具有反應快,處理裝置簡單等優點。其缺點是淨化效率不高,氧化劑投加量難以控製。


3)吸收法

利用汙染物質的物理和化學性質,使用水或化學吸收液對廢氣進行吸收去除的方法。該方法在設計操作合理的情況下去除效率很高,運轉管理方便,但對設備及運行管理要求極高,而且隻有能溶解於吸收液或能與吸收液反應的汙染物才能被有效去除。


4)吸附法

該方法是當汙染物質通過裝有吸附劑(如活性炭、疏水分子篩等)的吸附塔時,利用該吸附劑對汙染物的強吸附力,從而達到淨化廢氣的目的。該方法設備簡單,去除效果好,多用於淨化工藝的末級處理。該方法缺點是對高濃度廢氣處理效率低、占地麵積大、氣阻大、吸附劑需經常更換或再生等缺點,而且吸附劑脫附後的氣體難於收集而最終又排回大氣中,是一種不徹底的解決途徑。


5)生物法

生物法是近年來研究較多的一種處理工藝,該方法最突出的優點是處理成本低廉、基本無二次汙染。生物法雖然在淨化低濃度有機汙染物時效果明顯,具有能耗低的優點,但存在氣阻大、降解速率慢、設備體積龐大、易受汙染物濃度及溫度的影響,而且該法僅適用於親水性及易生物降解物質的處理,對疏水性和難生物降解物質的處理還存在一定難度。


6)光催化技術

光敏半導體催化氧化或納米金屬氧化物光催化也是近年來的研究熱點,但該技術的降解效率受控於汙染物質與催化劑表麵界麵擴散速率,而且催化劑價格昂貴、很容易中毒失效,目前光催化技術很難用於大規模工業化應用,多局限於實驗研究及小風量應用階段。


表3-1 幾種廢氣處理工藝的適用範圍及優缺點

工藝名稱 原理 適用範圍 優點 缺點

掩蔽法 采用更強烈的芳香氣味與臭氣摻和,以掩蔽臭氣,使之能被人接收 適用於需立即、暫時地消除低濃度惡臭氣體影響地場合,惡臭強度2.5左右,無組織排放源 可盡快消除惡臭影響,靈活性大,費用低 惡臭成分並沒有被去除,麻痹了對原有汙染物的感知

熱力燃燒法 在高溫下惡臭物質與燃料氣充分混和,實現完全燃燒 適用於處理高濃度、小氣量的可燃性氣體 淨化效率高,惡臭物質被徹底氧化分解 設備易腐蝕,消耗燃料,處理成本高,易形成二次汙染,催化劑中毒

催化燃燒法

水吸收法 利用臭氣中某些物質易溶於水的特性,使臭氣成分直接與水接觸,從而溶解於水達到脫臭目的 水溶性、有組織排放源的惡臭氣體 工藝簡單,管理方便,設備運轉費用低 產生二次汙染,需對洗滌液進行處理;淨化效率低,應與其他技術聯合使用,對水溶性差的物質等處理效果差藥液吸收法 利用臭氣中某些物質和藥液產生化學反應的特性,去除某些臭氣成分 適用於處理大氣量、高中濃度的臭氣 能夠有針對性處理某些臭氣成分,工藝較成熟 淨化效率不高,消耗吸收劑,易形成而二次汙染吸附法 利用吸附劑的吸附功能使惡臭物質由氣相轉移至固相 適用於處理低濃度,高淨化要求的惡臭氣體 淨化效率很高,可以處理多組分惡臭氣體 吸附劑費用昂貴,再生較困難,要求待處理的惡臭氣體有較低的溫度和含塵量

精細化工有機廢氣處理設備

   生物濾池 惡臭氣體經過除塵增濕或降溫等預處理工藝後,從濾床底部由下向上穿過由濾料組成的濾床,惡臭氣體由氣相轉移至水—微生物混和相,通過固著於濾料上的微生物代謝作用而被分解掉 目前研究最多,工藝最成熟,在實際中也最常用的生物脫臭方法,又可細分為土壤脫臭法、堆肥脫臭法、泥炭脫臭法等。 淨化效率高,處理費用低 占地麵積大,易堵塞,填料需定期更換,脫臭過程很難控製,受溫度和濕度的影響大,生物菌培訓需要較長時間,遭到破壞後恢複時間較長。

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   生物滴濾池 原理同生物濾池式類似,不過使用的濾料是諸如聚丙烯小球、陶瓷、木炭、塑料等不能提供營養物的惰性材料。 隻有針對某些惡臭物質而降解的微生物附著在填料上,而不會出現生物濾池中混和微生物群同時消耗濾料有機質的情況 池內微生物數量大,能承受比生物濾池大的汙染負荷,惰性濾料可以不用更換,造成壓力損失小,而且操作條件極易控製 占地麵積大,需不斷投加營養物質,而且操作複雜,受溫度和濕度的影響大,生物菌培訓需要較長時間,遭到破壞後恢複時間較長。

   洗滌式活性汙泥脫臭法 將惡臭物質和含懸浮物泥漿的混和液充分接觸,使之在吸收器中從臭氣中去除掉,洗滌液再送到反應器中,通過懸浮生長的微生物代謝活動降解溶解的惡臭物質 有較大的適用範圍 可以處理大氣量的臭氣,同時操作條件易於控製,占地麵積小 設備費用大,操作複雜而且需要投加營養物質曝氣式活性汙泥脫臭法 將惡臭物質以曝氣形式分散到含活性汙泥的混和液中,通過懸浮生長的微生物降解惡臭物質 適用範圍廣,目前日本已用於糞便處理場、汙水處理廠的臭氣處理 活性汙泥經過馴化後,對不超過極限負荷量的惡臭成分,去除率可達99.5%以上。 受到曝氣強度的限製,該法的應用還有一定局限催化氧化工藝 反應塔內裝填特製的固態複合填料,填料內部複合催化劑。當惡臭氣體在引風機的作用下穿過填料層,與通過特製噴嘴化劑在固相填料表麵充分接觸,並在催化劑的催化作用下,惡臭氣體中的汙染因子被充分分解。 適用範圍廣,尤其適用於處理大氣量、中高濃度的廢氣,對疏水性汙染物質有很好的去除率。

  占地小,投資低;管理方便,即開即用;耐衝擊負荷,不易被汙染物濃度及溫度變化影響。 需消耗一定量的藥劑,運行成本高,催化劑操作不當會中毒,存在二次汙染

低溫等離子體技術 等離子體內部產生富含極高化學活性的粒子,如電子、離子、自由基和激發態分子等。廢氣中的汙染物質與這些具有較高能量的活性基團發生反應,最終轉化為CO2和H2O等物質,從而達到淨化廢氣的目的。 適用範圍廣,淨化效率高,尤其適用於其它方法難以處理的多組分惡臭氣體,如化工、醫藥等行業。 占地麵積小;電子能量高,幾乎可以和所有的惡臭氣體分子作用;運行費用低;反應快、停止十分迅速,隨用隨開。 一次性投資稍高。

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