挥发性有机物
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适用范围:常温、大风量、中等浓度的有机废气的处理。 特点:净化度较高,常温下的净化率大约在82%-95%。
化学吸收法是通过化学反应将废气中的有机物吸收并 转化为无毒、无害的物质的方法。
缺点:工艺比较复杂,吸收效率有时不高,吸收液需要再 次处理,否则会造成废水的污染。 优点:化学吸收有很高的选择性,降低溶质的平衡分压。
1.具有有机废气的去除率高、能耗低、吸附法一般属于物理 吸附,吸附剂可以重复再生利用、适用面广等特点;
2.处理设备庞大,当处理体系中含有烟、粉尘、油等物质时, 为防止吸附剂的毛细孔被堵塞,必须经过预处理。
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Biblioteka Baidu
吸附剂主要是以碳质为原料的各种活性炭,它包括: 普通活性炭、炭分子筛和活性炭纤维,是一类具 有非极性表面,为疏水性和亲有机物的吸附剂。
挥发性有机物的吸收和吸附
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定义
挥发性有机化合物 VOCs (Volatile Organic Compounds)是一类有机化合物 的统称,通常是指在室温下饱和蒸气压 大于133.132kPa、常压下沸点50-260℃ 以内的有机化合物,包括烃类、卤代烃、 芳香烃、多环芳香烃等。
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危害
(1) 对环境、生态的影响:
部分VOCs在光线的照射下,能和氧化剂发生光化 学反应,形成更有毒性的光化学烟雾,对动物和 植物造成严重的伤害;
部分含氟的VOCs,如含氢氯氟烃(HCFCS )和氯氟 烃(CFCS),对臭氧层具有破坏作用,引起温室效 应;
很多VOCs属于易燃易爆类有机化合物,易引起火 灾和爆炸。
其吸附效果主要取决于操作条件(如温度、湿度、流速等)、
吸附剂性质和吸附质的性质和浓度。
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活性炭吸附VOCs的影响因素
1.活性炭性质 孔隙结构的影响 表面官能团的存在
2.VOCs性质的影响 VOCs的工艺条件对穿透曲线的影响(入口浓度、填充密度、气速、接触时
间等) 水蒸汽的存在对有机物吸附的影响(尤其极性小的物质) 挥发性有机物的物理性质的影响(分子量↓、沸点↓和偶极距↓、挥发性
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(2) 对人体的影响: 1)损害神经的溶剂,如伯醇类(甲醇除外)、醚类、
醛类、酮类、部分酯类、苄醇类等; 2)肺中毒溶剂,如羧基甲酯类、甲酸酯类; 3)血液中毒溶剂,如苯及其衍生物、乙二醇类; 4)肝脏及新陈代谢中毒的溶剂,如卤代烃类; 5)肾脏中毒的溶剂,如四氯乙烷及乙二醇类
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喷淋洗涤器
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文 氏 管 洗 涤 器
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吸附法
利用吸附剂的密集的细孔结构,对有机废气具有特殊的吸附 性能,达到净化废气的目的。
作为吸附剂材料应具有吸附性能好,化学性质稳定,耐酸碱、 耐水、耐高温高温,不易破碎和空气阻力小等特性。
吸附法与其他方法相比:
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1990年美国清洁空气法(CAA)中规定 了188种有毒有害气体污染物(HAP), 包括166种有机物;
1996年美国EPA“国家大气毒性评估” (NATA)确认33种有毒物质作为优先 控制物种,其中16种为VOCs。
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VOCs已检测出的有300多种,常见VOC:
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活性炭(低浓度、低温度(<40℃)和低湿度)
优 点:1.净化效率高、易实现自动化控制、设备简单;2. 孔隙结构高度发达、比表面积大;炭表面上含有域可以附加 上各种官能团;具有催化活性;性能稳定,能在不同温度和 酸碱度下使用,可以再生(与树脂、硅胶、沸石等吸附剂相 比)。
缺 点:吸附容量较小、设备体积大。不适用于温度高于 40 ℃、气体相对湿度超过50%的气体的吸附处理;此外也不 适用于易发生反应、活性大的溶剂的吸附,该类有机物会与 活性炭或在活性炭表面进行反应而堵塞炭孔,这种情况可采 用炭纤维或沸石作为吸附剂。
↑) 3.多组分吸附时的相互影响(竞争吸附,其受初始浓度、吸附剂性质 以及吸附等温线的影响)
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表面官能团的存在 电荷分布不均匀 对极性和非极性物质的吸附行为
对于非极性的动态吸附过程,比表面积、孔径分布等孔隙 结构起主要作用;而对于极性大的有机溶剂的吸附,活 性炭的表面化合物的影响较大,但随着有机溶剂碳原子 的增加,影响作用变小。因此活性炭对有机物的吸附中, 比表面积和孔结构起主要的作用,只有当这两因素较小 时,官能团的影响才明显。
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有机废气治理控制技术取得了较大进展,根据处理 形式大体可分为回收技术和销毁技术两大类。
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吸收法
吸收法是利用液体吸收而将VOC转移到吸收剂中的特性,将 VOCs从废气中分离的方法。
适用范围:气体量较大,中等浓度的含VOC废气的处理 优 点:处理效率高,适用范围大 缺 点:消耗大量的吸收剂和氧化剂,吸收产物后处理费
通过对活性炭的表面修饰,加载表面官能团,可以对活性 炭进行改性,提高活性炭的吸附性能和选择性(如:增 加表面酸性,可增强对碱性物质的吸附,减弱对酸性物 质的吸附)。
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活性炭
原材料:含炭物质,如木材、煤炭、石油焦炭和果壳等。 不同原料的活性炭吸附性能有很大的区别;当原料相同时,制备工艺不 同,吸附性能也可能有很大的差异,具体表现在炭化温度、时间、活化 方式、活化温度乃至活化设备的不同都影响到活性炭的晶体结构、表面 积、孔径分布和孔隙率,因而影响到它们的吸附性能。
其孔穴丰富,比表面积大,所以它的吸附能力强, 应用最广,尤其是活性炭己经广泛的用于苯系物、 卤代烃的处理中。
其它吸附剂还有硅胶、活性氧化铝、沸石分子筛 和白土等。
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挥发性有机物 大多数属于非 极性或弱极性 物质,因此要 选用非极性吸 附剂来进行吸 附。其中应用 最广泛、效果 良好的吸附剂 是活性炭。
用大,且易造成二次污染
吸收效果取决于有机废气在吸收剂中的溶解度和浓度、操作 条件、吸收剂的性质。吸收工艺的设计关键是选择恰当的 吸收剂。所选吸收剂必须对所去除VOCs有较大溶解度。
吸收设备:喷淋洗涤器、泡沫洗涤器、文氏管洗涤器等
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VOC的常用方法为物理吸收法,一般选用高沸点、低 蒸气压的油类作为吸收剂,如柴油、煤油、水等
化学吸收法是通过化学反应将废气中的有机物吸收并 转化为无毒、无害的物质的方法。
缺点:工艺比较复杂,吸收效率有时不高,吸收液需要再 次处理,否则会造成废水的污染。 优点:化学吸收有很高的选择性,降低溶质的平衡分压。
1.具有有机废气的去除率高、能耗低、吸附法一般属于物理 吸附,吸附剂可以重复再生利用、适用面广等特点;
2.处理设备庞大,当处理体系中含有烟、粉尘、油等物质时, 为防止吸附剂的毛细孔被堵塞,必须经过预处理。
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吸附剂主要是以碳质为原料的各种活性炭,它包括: 普通活性炭、炭分子筛和活性炭纤维,是一类具 有非极性表面,为疏水性和亲有机物的吸附剂。
挥发性有机物的吸收和吸附
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定义
挥发性有机化合物 VOCs (Volatile Organic Compounds)是一类有机化合物 的统称,通常是指在室温下饱和蒸气压 大于133.132kPa、常压下沸点50-260℃ 以内的有机化合物,包括烃类、卤代烃、 芳香烃、多环芳香烃等。
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危害
(1) 对环境、生态的影响:
部分VOCs在光线的照射下,能和氧化剂发生光化 学反应,形成更有毒性的光化学烟雾,对动物和 植物造成严重的伤害;
部分含氟的VOCs,如含氢氯氟烃(HCFCS )和氯氟 烃(CFCS),对臭氧层具有破坏作用,引起温室效 应;
很多VOCs属于易燃易爆类有机化合物,易引起火 灾和爆炸。
其吸附效果主要取决于操作条件(如温度、湿度、流速等)、
吸附剂性质和吸附质的性质和浓度。
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活性炭吸附VOCs的影响因素
1.活性炭性质 孔隙结构的影响 表面官能团的存在
2.VOCs性质的影响 VOCs的工艺条件对穿透曲线的影响(入口浓度、填充密度、气速、接触时
间等) 水蒸汽的存在对有机物吸附的影响(尤其极性小的物质) 挥发性有机物的物理性质的影响(分子量↓、沸点↓和偶极距↓、挥发性
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(2) 对人体的影响: 1)损害神经的溶剂,如伯醇类(甲醇除外)、醚类、
醛类、酮类、部分酯类、苄醇类等; 2)肺中毒溶剂,如羧基甲酯类、甲酸酯类; 3)血液中毒溶剂,如苯及其衍生物、乙二醇类; 4)肝脏及新陈代谢中毒的溶剂,如卤代烃类; 5)肾脏中毒的溶剂,如四氯乙烷及乙二醇类
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喷淋洗涤器
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文 氏 管 洗 涤 器
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吸附法
利用吸附剂的密集的细孔结构,对有机废气具有特殊的吸附 性能,达到净化废气的目的。
作为吸附剂材料应具有吸附性能好,化学性质稳定,耐酸碱、 耐水、耐高温高温,不易破碎和空气阻力小等特性。
吸附法与其他方法相比:
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1990年美国清洁空气法(CAA)中规定 了188种有毒有害气体污染物(HAP), 包括166种有机物;
1996年美国EPA“国家大气毒性评估” (NATA)确认33种有毒物质作为优先 控制物种,其中16种为VOCs。
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VOCs已检测出的有300多种,常见VOC:
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活性炭(低浓度、低温度(<40℃)和低湿度)
优 点:1.净化效率高、易实现自动化控制、设备简单;2. 孔隙结构高度发达、比表面积大;炭表面上含有域可以附加 上各种官能团;具有催化活性;性能稳定,能在不同温度和 酸碱度下使用,可以再生(与树脂、硅胶、沸石等吸附剂相 比)。
缺 点:吸附容量较小、设备体积大。不适用于温度高于 40 ℃、气体相对湿度超过50%的气体的吸附处理;此外也不 适用于易发生反应、活性大的溶剂的吸附,该类有机物会与 活性炭或在活性炭表面进行反应而堵塞炭孔,这种情况可采 用炭纤维或沸石作为吸附剂。
↑) 3.多组分吸附时的相互影响(竞争吸附,其受初始浓度、吸附剂性质 以及吸附等温线的影响)
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表面官能团的存在 电荷分布不均匀 对极性和非极性物质的吸附行为
对于非极性的动态吸附过程,比表面积、孔径分布等孔隙 结构起主要作用;而对于极性大的有机溶剂的吸附,活 性炭的表面化合物的影响较大,但随着有机溶剂碳原子 的增加,影响作用变小。因此活性炭对有机物的吸附中, 比表面积和孔结构起主要的作用,只有当这两因素较小 时,官能团的影响才明显。
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10
有机废气治理控制技术取得了较大进展,根据处理 形式大体可分为回收技术和销毁技术两大类。
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吸收法
吸收法是利用液体吸收而将VOC转移到吸收剂中的特性,将 VOCs从废气中分离的方法。
适用范围:气体量较大,中等浓度的含VOC废气的处理 优 点:处理效率高,适用范围大 缺 点:消耗大量的吸收剂和氧化剂,吸收产物后处理费
通过对活性炭的表面修饰,加载表面官能团,可以对活性 炭进行改性,提高活性炭的吸附性能和选择性(如:增 加表面酸性,可增强对碱性物质的吸附,减弱对酸性物 质的吸附)。
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活性炭
原材料:含炭物质,如木材、煤炭、石油焦炭和果壳等。 不同原料的活性炭吸附性能有很大的区别;当原料相同时,制备工艺不 同,吸附性能也可能有很大的差异,具体表现在炭化温度、时间、活化 方式、活化温度乃至活化设备的不同都影响到活性炭的晶体结构、表面 积、孔径分布和孔隙率,因而影响到它们的吸附性能。
其孔穴丰富,比表面积大,所以它的吸附能力强, 应用最广,尤其是活性炭己经广泛的用于苯系物、 卤代烃的处理中。
其它吸附剂还有硅胶、活性氧化铝、沸石分子筛 和白土等。
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挥发性有机物 大多数属于非 极性或弱极性 物质,因此要 选用非极性吸 附剂来进行吸 附。其中应用 最广泛、效果 良好的吸附剂 是活性炭。
用大,且易造成二次污染
吸收效果取决于有机废气在吸收剂中的溶解度和浓度、操作 条件、吸收剂的性质。吸收工艺的设计关键是选择恰当的 吸收剂。所选吸收剂必须对所去除VOCs有较大溶解度。
吸收设备:喷淋洗涤器、泡沫洗涤器、文氏管洗涤器等
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VOC的常用方法为物理吸收法,一般选用高沸点、低 蒸气压的油类作为吸收剂,如柴油、煤油、水等