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                深圳氧化废气处理:实验废气按所含污染物的物理形态(一)

                2021年04月24日 17:02:58  来源:行业动态    

                深圳氧化废气处理:实验废气按所含污染物的物理形态(一)

                深圳氧化废气处理:实验废气按所含污染物的物理形态(一)

                实验性▓废气根据污染物的物理形式可分为颗粒物废气和气态污染物废气。气态污染物主要包括:主要由H2S和SO2组成的硫①化合物,以及NO和NO2,主要为含氯化合物深圳废气处理设备,碳氧化物,碳氢化合物和ㄨ卤素化合物。根据所含污染物的化学性质,可分为两类:有机废气和无机废气。为了保护实验室人员的健康和生命安全,避免环境污染,有必要加强实验室废气排放管理,使废气排放达到国家有关排放标准。

                在实验过程〗中,应减少废气的产生氧化废气处理,并应加强对实验废气的源头管理。根据产生的废气的化学性质,应先选择适当的∑ 方法和装置对废气进行收集和预处理,然后再进行排放。

                1有机→废气的处理

                目前,有机废气的控制技术主要包括燃烧法,吸收法,吸附法,冷凝法,生物法,膜分离法,光解法,低温分↑解法,氧化法等。其中,燃烧法,吸收法和吸附法得到了广泛的应用。

                1. 1燃烧方法

                燃烧方法仅适用于高温下可燃或易分解的有机废气的处理。可以分为热燃烧法和催化燃烧法。

                ([1)热燃烧ω 方法

                热燃烧法是指将废气温度升高到可燃污染物温度,使其完全氧化分解的过程。由于废气中所含的可燃污染∑物浓度低,因此有必要燃烧辅助染料以提高废气温度。热燃烧过程简单,净化效率高(高达99%),但运行成本高。

                ([2)催化燃烧法

                催化燃烧法是指有机废气中的有害成分在催化剂的作用下氧化分解为小分子物质,如CO2和HO2。催化剂的存在使得有机物在热分解过程中所需的停留时间短于热燃烧法所需的温度(200?300℃),催化燃烧无焰且安全。目前,用于催化燃烧的大多数催化剂为贵金属催化剂,如Pt,Pd等,具『有催化活性高,寿命长,性能稳定的特点。

                1. 2吸收法

                吸收方法的原理是挥发性有机化合物(VOC)与吸收剂(水,酸溶液,碱溶液,特殊溶△剂等)反应,以达到吸收和去除的效果。吸收方法中最重要的是吸ξ收剂的选择。吸收剂的选择主要基于以下事实:VOC的废气大部分在气体和液体之间保持良好▼的接触。它是通过物理溶解和化学反应来实现的。它要求吸收器中较大的气△液接触面积,较小的压降和较大的湍流。目前,常用的设备包括板式塔,喷淋塔,鼓泡塔,填料塔等。

                1. 3吸附法

                吸附方法是使」用最广泛的方法。具有能耗低,技术成熟,去除率高,净化彻底,易于推广的优点。具有良好的环境和经济效益。缺点是设备庞大且过程复杂。当废○气中存在胶体颗粒或其他杂质时,吸附剂容易阻塞并失效。吸附法主要用于低浓度VOC的处理。吸附剂是通过吸附法处理VOC的核心。吸附剂应具有致密的孔结构,大的比表面积,良好的吸附性能,稳定的化学性质,不易破裂和低空气阻力。常用的有活性炭,氧化铝,硅胶,人造沸石等。

                目前,使用了多种活性炭,它们具有较高的去除效率和相对便宜的价格。活性炭有两种类型:颗粒状和纤维状。粒状活性炭具有均匀的孔结构,处理气体从外向内扩散,吸附和●解吸缓慢。活性炭纤维◥的孔径分布均匀,孔径小,大部分为1. 5?3纳米微孔。在外部,气体扩散距︽离短,因◤此吸附和解吸速度快。用氧化铁,氢氧化钠或臭氧处理过的活性炭往往具有更好的吸附性能。

                1. 4冷凝方法

                冷凝法利用了废气中各成分在不同温度下具有不同的饱和蒸ξ 气压的特性,并采用冷却,增加或冷却和增加压力的︾方法来液化气态污染物并从中去除废气。分离出来的过程。冷凝过程可通过●在恒定温度条件下增加压力或在恒定压力条件下降低温≡度来实现。通常使用后者。冷凝法适合处理浓度较高且体积分数大于10-2的VOC废气。当废气中要冷凝的组分的体积分数小于10-6时,必须采用深度冷冻处理,这将大大增加运行成本。因此,冷凝法不适合用于处理含有低浓度VOC的废气。冷凝法通常与吸附,燃烧和其他纯化方法结合使用,以回收有价值的组分。

                1. 5生物学方法

                生物净化本质上是一种氧化分解过程,它利用附着在多孔和潮湿介质上的活性微∏生物(细菌,真菌,藻类,原生动物等)将废气中的有机成分转化为简单的无机物质(CO 2、 H2O)或细胞成分被用作微生物生命活动的能量或营养。主要过『程包括:生物滤床(塔),生物滴滤床和生物洗涤床。

                ([1)生物滤床(塔)

                生物滤床是一种填充有∏吸附性过滤材料(例如泥炭,土壤,活性炭等)的◣净化设备。在安装生物膜之前,先用pH缓冲液和N,P,K和其他々营养物质(例如和)渗透滤床,

                当具有一定水分的废气进入生物滤床并通过约0. 5?1米厚的生物活性填料层时,滤料中的微生物可以捕获□废气中的有机物并产生通过联系。作为自身增长的碳源。因此,废气在通过生物滤床后可以被净化,并且在生物化学降解污染物的过程中,过滤材料层中的微生物继¤续生长并繁殖,从而可以继续生物滤床的操作。

                生物滤池最初使用土壤作为过滤介质,后来发展为使用具有较高微生物生物量的堆肥作为过滤材料。目前,许▲多过滤塔使用诸如活性炭之类的吸附剂作为新的过滤材料。生物滤塔操作简便,滤料比表面积大,吸附力强,可以减缓VOCs负荷变化引起的去除率波动。

                ([2)生物滴滤床

                生物滴滤床的结构与生物滴滤床的结构相似,但不同之处在于顶部的喷雾装置。生物滴滤床使用粗砂砾,塑料蜂窝填料,塑料瓦楞纸板ぷ填料,陶瓷,不锈钢拉西环,树皮,活性炭纤维,微孔硅胶和◣其他非吸附性填料。填料的表面是由微生物形成的。几毫米厚的生①物膜。当废气通过地面滤床时,废气中的污染物会被微生物降解。生物滴滤床在︼营养供应和微生物生长环境调节方面具有优势。与生物◤滴滤床相比,它可以承受更大的污染负荷,并且具有很大的缓冲能力和操作条件。通☆过调节循环液,添加物和其他物质的pH值可以实现缓冲作用和操作条件。

                ([3)生物洗涤塔

                生物洗涤塔通常由具有调味料的洗涤塔和具有活性污泥的生物反应器组成。洗涤器中的喷雾装置将循环液体喷向气流,从而使废气中的污染物与填料表面的水接触,被水吸收并转移至液相,从而实现了传质过程。吸收了废气成分的洗涤液流入活性污泥罐,并在空气充氧后再生。被吸收的气态污染物被微生物氧化并通过活性污泥悬浮液从液相中去除。生物洗涤器过程介质中的液相是流↑体,这有利于控制反应条件↓,促进营养液的添加,缓冲液和液♀体的置换以及多余产物的去除。在实际过程中,经常向洗涤液中加入对微生物无害的表面活性剂》,以增强有机废气从气相向液相的传质,从而提高去除率△。

                不同成分,浓度和气体体积的气态污染物都有自己合适的生物净∩化系统。该生物洗涤塔适用于净化气体量少,浓度高,可溶,生物代谢率低的废◥气处理。对于大体积,低浓度的废气,可以使用生物滤床。对于高负荷和污染物降解,会产生酸性物质,生物滤床效果更好。

                1. 6膜分离方法

                膜分离方法的ㄨ基本原理是基于穿过膜的气体中每种成分的速度差异。每个组分通过膜的速度与气体的性质,膜的特性以及膜两侧的气体分压有关。膜分离方法基于有机蒸气和空气通过膜的能力来净化有机废气,从而达到分离两者的效果。常用的膜分离工艺有:蒸汽渗透,气膜分离和基于膜的吸收。膜分离技术用于气体净化的优点是分离系数大,分离效果好(即净化效果好),膜净化操作简单,控制方便,操作灵活。

                氧化废气处理_废水废◤气废渣处理_燃烧法处理有机废气

                1. 7光学分离≡方法

                VOC的光分解有两种形式№:一种是在适当波长的光的直接照射下分解VOC;另一种是在↓适当波长的光的作用下分解VOC。另一种是在催化剂存在下分解VOC。

                一些研究表明,在185纳米紫外线的照射下,有机氯化▅物和HCFC可以在很短的时间内分解№,卤代化合物的分解速度比HCFC快。三氯乙烷只需几秒钟,它可以在24小时内分解为氧气,氯气,氟气等。光分解会产生中↘间产物,可以通过用氢氧化钠溶液处理或延长停留时间最终将其除去。

                光催化降解技术的原理是,光催化剂(例如TiO 2)在紫外线下被活化产生电子和空穴,电子和空穴与氧气和水相互作用产生自由基,捕获自由基VOCs进行一系列的氧化还原反应,从而降解VOCs在使用TiO2催化剂时,普通的荧光灯可以用作消除恶臭和极低浓度污染物的光源。方法已在工业中使用。尚待开发。

                1. 8低温等离子体分解方法

                在空气污染控制领域,低温等离子体分解☆对酸性气体,温室气体,有机废气,有毒气体,有毒放射性气体和气体灭菌进行了广泛的卐研究。产生低温等离子体的常用方法包括脉冲电晕法〖氧化废气处理,介电势垒放电法,直流电晕法,射频放电法,微波放【电法,电弧◣放电法,高频放电法等。

                脉冲电晕》方法的基本原理是,通过具有陡峭的前沿和窄的脉冲宽度(纳秒级)的高压脉冲电晕放电,在室温和压力下获得非平衡等离子『体。产生大量高能电子,HO等有害分子和其他有害分子发生氧化还原反应,最终将污染物转化为无害物质。

                介质阻挡放电法是最有效,最方便的低温等离子体技→术,也是最早应用的方法之一。它是一种插入等离子体反应器的两个电极之间的绝缘电介质,并在两个电极之间施加交流或脉冲高压,从而在放电空间中形成了大量快速脉冲电流灯丝,也称为微放电。由于这种放电不会产生火花放电的击穿声,因此也称为无声放电。

                1. 9氧化方法

                氧化方法是使强氧化剂,催化剂或〒电化学方法与有机废气反应以氧化并分解成无味气体的方法。常用的强氧化剂是臭氧,高锰酸盐,过氧化氢,次氯酸盐等︻;主要催化剂为V2O 5、过渡金属氧化物◢,Pt,Pd,稀土金属氧化物和Co络合物。在臭氧氧化方法中,臭氧的能量消耗高,并且臭氧本身是空⌒ 气污染物,因此需要防止其逸出。催化氧化方法需要防止催化剂失活或中毒。电化学氧化→技术使用内部具有专利膜和-NHO3溶液的化学电池,并在50-100°C的温度和大气压↑下进行氧化。在阳极,有气味的挥发性有机化合物转化为二氧化碳和水。在阴极上★会生成亚硝酸盐,可在处理后将其回收。该方法的特点是:VOCs恶臭气体的去除率高,可以达到99%以上,但运行成本也很高。

                2无机废气的处理

                目前,主要的无机废气是NOx,SO2和恶臭气体。

                2. 1个NOx治理

                ([1)选择性催化还原方法

                选择性催化还原(SCR)的原理是,在催化剂的作用下,还原剂NH3在相对较低的温度(350?450°C)下将NO和NO2还原为N2,几乎没有NH3发生。氧化反应提高了N2的选择性并减少了NH3的消耗。 SCR系统由氨气供应系统⌒,氨气/空气⌒喷射系统,催化反应系统和控制系统组成。烟气进入装有☆催化剂的SCR反应器,并且在催化剂表面上发生NH3对N2的催化还原。目前』普遍使用V2O5-WO3 / TiO2钒催化剂。

                ([2)选择性卐非催化还原方法

                选择性非催化还原(-,SNCR)是一种在没有催化剂的情况下在850?1050℃的高温条件△下还原NOx的方法。还原剂通常是氨或尿ξ素。 SNCR具有工艺简单,投资和运行成本低,适用性强的优点。但是在900°C时,NH3也会被氧气▼氧化为N 2、 NO2和NO,导致该过程的反硝化效率低,通常仅为50%左右。

                ([3)化学吸★收法

                有很多方法可以用水或其他溶液吸收NOx,这些方法广泛用于硝酸工厂和金属表面处理『行业。湿法工艺和设备简单,投资少并且可以以硝酸盐的形式回收NOx中的氮,但是由于NO极难溶于水或碱性溶液,因此吸收效率通常不是很高。氧化,还原或复杂吸收方法可用于√提高NO的净化效果。当水吸收NOx时,水与NO2反应生成硝酸和亚硝酸。生成的HNO2非常不稳定,快速分解后会释放出一些NO。稀硝酸通常用于酸吸收法中。由于NO在12%以上的硝酸中的溶解度比在水中的溶解度大100倍以上,因此硝酸可用于吸〓收NOx废气。硝酸主要通过物理吸收吸收NOx,这最适合用于硝酸尾气处理。碱液吸收法的●实质是用NO2生成N2O3,并且N2O3也会溶解在水中以生成HNO2。然后用碱(NaOH等)中和HNO3和HNO2,生成硝♂酸钠。化学吸收∑ 法更适用于一般实验室的NOx 废气处理。

                ([4)物理吸附法

                固体吸附〗剂主要包括分子筛,泥炭,硅胶和活性炭。

                常用的分子筛主要是丝光沸石,其对NOx的吸附能力强︾。在有氧条件下,它可以将NO氧化为NO2进行吸附。国外使用◥泥炭作为吸附剂来处理NOx废气。吸附NOx后的泥炭无需再生即可直接用作肥料。但是,该机构非常复杂,并且穿过床的气体的压力相对较高。它仍处于试验阶段。使用硅胶作◢为吸附剂,NO首先被氧化成NO2,然后被吸附,并且可以在加热后解吸。当NO2的浓度高于0. 1%且NO的浓度高于1%?5%时,效果很好,但是如果气体中包含固体杂质,则该方法不合适,因为固体杂质会堵塞吸附剂的孔。吸附剂失去了功能。活性¤炭还具有对NOx的吸附作用。

                2. 2 SO2治理

                ([1)化学吸收法

                目前常用的湿法脱硫技术包括石灰石-石膏法,双碱法,亚硫酸钠循环吸收法,稀硫酸吸收法♂等。石灰石-石膏法使用石灰石和石灰石浆液与SO2反应生成亚『硫酸钙()。分离出的亚硫酸钙可以丢弃,也可以用空气氧化或∏添加一些添加剂以石膏的形式回⊙收。双碱脱硫技术通常使用钠化合物(NaOH等)溶液吸收SO2生成钠盐。然后溶液@与石灰石或石灰反应形成亚硫酸钠或硫酸钙沉淀。再生的化合物返回『清洗设备并再次使用。使用的吸附剂。碱吸收法更适合一般实验室含硫废气的处理。

                ([2)吸附◥回收方法

                用于烟气脱硫的活性炭吸附方法是一种使用活性炭吸□附和净化烟气中的二氧化硫(SO 2))的方法。当烟道气中存在氮气和水蒸气时,使用活性炭吸附SO2不仅具有物理吸附作用,而且还具有化学吸附作用。由于活性表面的催化作用,烟道气中的SO2被活性炭吸附表面上的氧气氧化为三氧化硫(SO 3),并且SO3与水蒸气反∞应生成硫酸。可以被水洗掉或加热以再生活性炭。

                2. 3恶臭的治疗

                图7-1三塔式化学吸附工艺流程

                第一座塔是冷却塔。废气进入后,塔中的蒸▲汽被除去,废物被冷却以利于吸收。第二塔是酸吸收塔。通常,稀盐酸◥用于去除碱性恶臭物质,例如NH3。第三个塔是碱吸收塔,通常使用NaOH去除↘酸性恶臭物质,例如H2S。为了除去较大分子的臭味物质,例如硫化物,必须添加次氯酸钠等氯化物,将硫化物分解成易于被NaOH吸收的硫化物。

                本文第1节中提到的各种废气处理方法也经常用于处理无◤机恶臭气体。


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