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有机废气净化处理设备

产品时间:2020-10-09

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简要描述:

有机废气净化处理设备
有机废气处理是指对工业生产过程中产生的有机废气进行吸附、过滤、净化的处理工作。通常有机废气处理有甲醛有机废气处理、苯甲苯二甲苯等苯系物有机废气处理、丙酮丁酮有机废气处理、乙酸乙酯废气处理、油雾有机废气处理、糠醛有机废气处理、苯乙烯、丙烯酸有机废气处理、树脂有机废气处理、添加剂有机废气处理、漆雾有机废气处理、天那水有机废气处理等含碳氢氧等有机物的空气净化处理方式。

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有机废气净化处理设备

voc有机废气对人体的危害有多大

有机废气(简称VOC)通常指的是在工业出产流程中形成的废气。

有机物能散发到大气中主要是因为其沸点低挥发性强,为此我们又称其为挥发性有机化合物。

有机废气的主要特点:有机废气通常都具有容易燃烧、容易爆炸、有毒害、不能够溶解在水里面、能够溶解在有机溶剂里面、处理困难程度比较大的特点。

有机废气的处理方法

目前在对有机废气进行处理运用有:

1、活性炭吸附处理方法

2、催化燃烧处理方法

3、催化氧化处理方法

4、酸碱中和方法

5、等离子处理法等很多种不同原理与方法。

 

有机废气的主要构成成分是:甲醛(CH2O)、本甲苯二甲苯等苯系物、丙酮丁酮、乙酸乙酯、油雾、糠醛、苯乙烯、丙烯酸、树脂、添加剂、漆雾以及一些含碳氢氧的有机气体等

工业气体中有大部分是voc有机废气

1.恶臭气体从其组成可分为五类。

2.一是含硫化合物,如硫化氢、硫醇类、硫醚类等;

3.二是含氮的化合物,如氨、胺类、酰胺、引噪类等;

4.三是卤素及其衍生物,如氯气、卤代烃等;

5.四是烃类,如烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等;

6.五是含氧的有机物,如酚、醇、醛、酮、有机酸等。

目前等离子处理方法存在高压放电的问题,容易出现爆炸的危险特性,没有专业的工程技术人员去设计完善的工艺设计,通常不建议使用这种方式。

VOCs有机废气来源和危害

有机的废气对人体的危害是多方面的,不同行业的有机物废气的毒性也是各不相同的,其中工业废气中十多种常见有机的废气对人体的危害主要表现为:1、苯类有机物多损害人的中枢神经,会造成神经系统的障碍,当苯蒸气的浓度过高时(空气中含量达2%),可以引起致死性急性的中毒; 2、多环芳烃有机物有强烈的致癌性;

3、苯酸类有机物能使细胞的蛋白质发生变形或凝固,致使全身中毒; 4、腈类有机物中毒时,可引起呼吸困难、严重窒息、甚至意识的丧失直至死亡;5、硝基苯有机物影响神经系统、血相和肝、脾器官功能,皮肤的大面积吸收可以致人死亡;

6、芳香胺类的有机物致癌;7、二苯胺、联苯胺等进入人体可以造成缺氧的症状; 8、氮化合物有机物可致癌;9、有机磷的化合物降低血液中胆碱脂酶的活性,使神经系统发生功能的障碍;

10、有机硫化合物,低浓度的硫醇可引起不适,高浓度的可致人死亡; 11、环氧乙烷,含氧有机的化合物中,吸入高浓度的环氧乙烷可致人死亡;12、粘膜有强烈的刺激性;13、戊醇可以起头痛、呕吐、腹泻等。

有机废气净化处理设备

大气环境问题日益严峻,废气排放治理也越来越得到政府、社会各界的关注。有机废气作为工业废气的主要组成部分,对大气环境和人体影响较大,同时因其来源及成分复杂,处理难度及其所采取的处理方法也各不相同。本文简要分析常见有机废气种类及成分,以及常见有机废气的处理技术。

一、常见有机废气分类

VOCs(Volatile organic compounds)即挥发性有机化合物,是一类常见的大气污染物,产生于油漆生产、化纤行业、金属涂装、化学涂料、制鞋制革、胶合板制造、轮胎制造等行业。有害的挥发性有机化合物主要包括丙酮、甲苯、苯酚、甲醛、正己烷、乙酸乙酯、乙醇等。

工业企业中挥发性有机废气(VOCs)按产生来源划分,主要有以下几种:

1. 喷漆废气:主要成分为丙酮、丁醇、二甲苯、甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等挥发性有机化合物,主要产生于油漆喷涂等表面处理企业,常见的处理方法有油帘吸收、水帘吸收,再配合二三级的活性炭吸附等。

2. 塑料、塑胶废气:主要成分为塑料、塑胶等粒子受热加工过程中挥发出来的聚合物单体,因塑料、塑胶组成成分较为复杂,废气中主要含乙烯、丙烯、苯乙烯、丙烯晴和丁二烯等烯烃类塑料聚合物单体,但浓度普遍较低、风量大。涉及企业主要有塑料造粒企业、化纤生产企业、注塑企业、橡胶生产企业等,处理方法主要有活性炭吸收、等离子净化等。

3. 定型废气:主要成分为其主要成分为醛、酮、烃、脂肪酸、醇、酯、内酯、杂环化合物、芳香族化合物。涉及的企业主要为染整企业、化纤生产企业,通常采用水喷淋处理工艺和静电吸附式处理工艺。

4. 化工有机废气:主要由化工企业排放产生,废气成分同化工企业设计生产的化工产品种类有较大关系,普遍会采用冷凝回收及催化燃烧技术等净化收集处理方法。

5. 印刷废气:主要成分为油墨中挥发出来的甲苯、非甲烷类总烃、乙酸乙酯、乙醇等。涉及的企业主要为含有油墨印刷工序的企业,主要如包装品、印花等公司,一般采用活性炭吸附。

二、常见VOC 有机废气净化处理方法汇总

优先选择成本低、能耗少、无二次污染的废气净化处理方法,充分利用废气的余热,实现资源的循环利用。一般情况下,石化企业由于其生产活动的特殊性,排气浓度高,多采用冷凝、吸收、燃烧等方法进行废气的净化处理。而印刷等行业的排气浓度低,多采用吸附、催化燃烧等方法进行废气净化处理,下面就这几种方法进行简单概述:

1.冷凝回收法

冷凝法就是将工业生产的废气直接引入到冷凝器中,经过吸附、吸收、解析、分离等环节的作用和反应,回收有价值的有机物,回收废气的余热,净化废气,使废气达到排放标准。当有机废气浓度高、温度低、风量小时,可采用冷凝法进行净化处理,一般应用于制药、石化企业。通常还会在冷凝回收装置后面再加装一级或多级的其他有机废气净化装置,以做到达标排放。

2.吸收法

工业生产中多采用物理吸收法,就是将废气引入吸收液中进行吸收净化,吸收液饱和后进行加热、解析、冷凝等处理,回收余热。在浓度低、温度低、风量大的情况下可踩踏吸收法,但需要配备加热解析回收装置,投资额大。涉及油漆涂装作业企业常用的油帘、水帘吸收漆雾的方法,即常见的有机废气吸收法。

3.直接燃烧法

直接燃烧法就是利用燃气等辅助性材料将废气点燃,促使其中的有害物质在高温燃烧下转变成无害物质,该方法投资小,操作简单,适用于浓度高、风量小的废气,但其安全技术要求较高。

4.催化燃烧法

催化然后就是将废气加热经催化燃烧后转变成无害的二氧化碳和水。该方法适用于温度高、浓度高的有机废气净化处理中,其具有燃烧温度低、节能、净化率高、占地面积少等优点,但投资较大。

5.吸附法

吸附法又可分成三种:

1. 直接吸附法,利用活性炭对有机废气进行吸附净化处理,净化率可达95%以上,该方法设备简单、投资少,但需要经常更换活性炭,频繁的装卸、更换等程序增加运行费用。

2. 吸附-回收法。利用纤维活性炭吸附有机废气,使其在趋近饱和状态下过热蒸汽反吹,实现脱附再生。

3. 新型吸附-催化燃烧法。该方法综合吸附法与催化燃烧方法的优点,具有运行稳定、投资少、运行成本少、维修简单等优点。其利用新型吸附材料对有机废气进行吸附处理,使其在接近饱和状态下在热空气的作用下吸附、解析、脱附,接着再将废气引入催化燃烧床进行无焰燃烧处理,实现废气的彻底净化处理。该方法适用于浓度低、风力大的废气净化处理中,是当前国内应用最多的一种废气净化处理办法。

6.低温等离子净化法

低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态,当外加电压达到气体的放电电压时,气体被击穿,产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。

放电过程中虽然电子温度很高,但重粒子温度很低,整个体系呈现低温状态,所以称为低温等离子体。低温等离子体降解污染物是利用这些高能电子、自由基等活性粒子使污染物分子在极短的时间内发生分解,并发生后续的各种反应以达到降解污染物的目的。

挥发性有机污染物(VOCs)传统的处理方法如吸收、吸附、冷凝和燃烧等,对于低浓度的VOCs很难实现,而光催化降解VOCs 又存在催化剂容易失活的问题,利用低温等离子体处理VOCs可以不受上述条件的限制,具有潜在的优势。

但由于等离子体是一门包含放电物理学、放电化学、化学反应工程学及真空技术等基础学科之上的交叉学科。因此,目前能成熟的掌握该技术的单位非常少,大部分宣传采用低温等离子技术处理废气的宣传都不是真正意义上的低温等离子废气处理技术。

总结

不同的有机废气成分、浓度适用不同的有机废气处理方式,目前综合技术成熟性、经济性以及设备维护等多方面因素,用广泛的还是活性炭吸附法。但是活性炭吸附法存在适用期限到后废活性炭洗脱回收成本大、存在污染转移等缺点,因此新型吸附-催化燃烧法已在技改中或新建项目中被普遍应用。

而低温等离子净化法因其后期维护成本低等优点正受到越来越多企业的青睐,但也存在设备投资成本高等问题。相信随着技术和工业的发展,低温等离子净化技术会越来越成熟,设备投资也会随之下降,届时将会得到普遍应用。

1有机废气的成分、来源及危害

挥发性有机废气的成分主要包括脂肪烃、芳香烃、卤代烃、醇、醛、酮、酯、醚、酚、胺、腈、羧酸等,主要来源于石化、制药、印刷、涂装、喷漆、皮革加工、化纤生产、塑料加工等涉及使用大量有机溶剂的行业的生产过程排放。

有机废气成分复杂,易燃、易爆并带有一定毒性,不仅会污染大气环境,生成光化学烟雾,破坏臭氧层⋯,还会通过呼吸和皮肤吸收进入人体,刺激人的呼吸系统,影响人的神经系统和造血系统,损害肝、脾等器官,引起中毒、致癌甚至死亡。

2有机废气处理技术

目前针对有机废气治理已发展出多项处理技术,根据处理原理,大体上可将这些技术分为两类:一类是回收法,即通过单纯改变有机物的温度、压力等物理特性或采用选择性吸附剂等对其进行分离回收;另一类是消除法,即利用化学或生物反应,在一定条件下将有机物氧化分解为无毒或低毒产物。

2.1回收法

回收法主要包括吸附法、吸收法、冷凝法和膜分离法。

2.1.1吸附法

吸附法利用具有多孔结构的吸附剂选择性地吸附有机废气中的污染物,多用于低浓度、高通量有机废气的处理。应用吸附法时,吸附剂的选择是关键。

常用的吸附剂包括活性炭、沸石、氧化铝、硅胶和一些高分子材料,其中活性炭由于具有较好的选择性、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等特点而成为目前应用最多的有机废气吸附材料。利用活性炭吸附法可有效吸附废气中的芳香烃、脂肪烃、卤代烃、醇、酮、醚、酯等物质,为提高活性炭的吸附性能,可采用酸、碱等对其进行改性。此外,吸附剂的形状、结构对于吸附性能也会产生一定影响。研究发现,纤维状活性炭对于废气中苯的吸附能力要比一般的活性炭高1倍~10倍,吸附效果更好。

吸附法工艺成熟,去除效率高,设备简单且能耗较低,因此,被广泛用于有机废气的处理。但吸附法运行成本较高,吸附材料吸附容量有限且再生困难,重复使用后吸附效果下降明显,易失活且失活后的吸附剂的处理也存在一定问题。

2.1.2吸收法

吸收法主要指的是液体吸收法,采用低挥发或不挥发性的液体吸收剂对有机废气中的有害物质进行吸收,从而对废气进行处理。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与其性质相似的有害气体从而达到净化目的;后者则是通过吸收剂与有机废气之间发生化学反应,从而实现净化废气、分离污染物的目的。针对不同成分的有机废气,选择合适的吸收剂十分重要。肖潇等J对比研究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、0柴油对甲苯废气的吸收效果,发现在相同实验条件下,二乙基羟胺对甲苯的吸收效而聚乙二醇和硅油最差。近年来利用环糊精的水溶液作为有机卤化物的吸收剂也取得了理想效果。

液体吸收法具有投资成本少、运行成本低、操作简单等优势,适用于高浓度有机废气的处理,应用时需对吸收剂进行后期处理,过程复杂且成本较高,同时还易产生二次污染,使得该法的应用受到限制。

2.1.3冷凝法

冷凝法通过降低系统温度或提高系统压力使有机污染物冷凝,继而从废气中直接分离出来,适用于高浓度、高沸点有机废气的处理。由于加压设备较多且比较昂贵,因此,一般采用降温方式进行冷凝。该法操作简单、投资成本少、经济效益高,但单采用冷凝法处理后的废气仍含有较高浓度的污染物,因此,在实际应用中常将其与其他方法,如吸附法、催化燃烧法等进行联用,有利于降低有机负荷、运行条件及成本,分离回收有机废气中的部分成分,实现资源利用。

2.1.4膜分离法

膜分离法利用有机物分子与空气通过高分子膜的溶解扩散速度不同而对有机废气中的污染物进行分离,常用的膜分离工艺包括:蒸汽渗透法、气体膜分离法以及膜基吸收法¨。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、高效低耗、无二次污染等优点,同时利用膜分离法还可实现对脂肪烃、芳香烃、氯代烃、酮、醛、酚、腈、醇、胺、酸等有机化合物的回收。尽管膜分离法的废气处理效果较好,但膜的通量较小且在使用过程中易被污染,设备投资和运行成本都较高。

2.2消除法

消除法主要包括:燃烧法、脉冲电晕法、低温等离子技术、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等。

2.2.1燃烧法

燃烧法是利用有机废气可以燃烧的性质,通过充分燃烧而将挥发性有机物转化为水和二氧化碳,主要包括直接燃烧法、热力燃烧法和催化燃烧法。

直接燃烧法是将废气当作燃料进行直接燃烧,所需温度较高(一般在1100℃左右),适用于高浓度有机废气的处理j。直接火焰燃烧的应用范围比较广,投资成本低,设备简单,处理效果比较彻底,在保证时间和适当温度条件下,处理效率达到99%以上¨,但高温燃烧容易产生二次污染。

热力燃烧法是利用热力交换器对有机废气进行升温加热,使其在700~800以上的高温条件下进行燃烧,废气处理效率可高达95%~99%。相比直接燃烧法,热力燃烧法降低了部分能源消耗。

催化燃烧法是利用催化剂在较低温(200oC~500℃)加热有机废气,使其发生氧化分解反应,从而实现净化。常用的催化剂包括非贵金属类和贵金属类的催化剂、过渡金属氧化物和复氧化物催化剂。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,但该法在应用过程中容易出现催化剂中毒现象,因此,对于使用条件和操作工艺要很高,此外,贵金属类催化剂成本较高,经济效益较差。

 

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