生产工艺无组织废气处理技术综述[文献综述]

毕业论文文献综述

环境工程

生产工艺无组织废气处理技术综述

一、前言部分

当前，我国大气污染状况十分严重，主要呈现为煤烟型污染特征。城市大气环境中总悬浮颗粒物浓度普遍超标；二氧化硫污染保持在较高水平；机动车尾气污染物排放总量迅速增加；氮氧化物污染呈加重趋势【1】；“十一五”以来，长江三角地区的大气污染由煤烟型转换成复合型污染，其中工业企业的无组织废气的排放未得到有效控制，是造成环境空气质量不断恶化的原因之一，无组织废气主要来源于化工生产中常有蒸馏冷凝、离心、结晶、烘干等工序，都有可能发生有机物和溶剂挥发产生无组织废气的情况，特别是在离心、烘干等工序，一般排放浓度较高，这方面的无组织废气排放量与工艺方法和设备形状有很大关系。无组织废气排放的特点是污染源分散，排放高度低，排放量不大，污染物没经充分扩散稀释就进入地面呼吸带。但不大的排放量，也会在排放点附近形成高出标准允许排放的污染区，故无组织排放引起的污染问题越来越严重。因此应重视无组织废气监测【2】。近年来，虽然我国大气污染防治工作取得了很大的成效，但由于各种原因，我国大气环境面临的形势仍然非常严峻。大气环境是人类赖以生存的可贵资源，大气环境资源的破坏是一种不可逆的过程，恢复良好的大气环境质量要比采取措施从根本上防治大气污染付出更多的经济代价。为了保护我们周围的大气环境不被破坏，为了实现经济效益和环境效益的双赢，采用合理有效的处理工艺对对无组织废气进行处理对环保工作有很大的意义【3】。

二、主题部分

工业生产中排放的废气成分复杂，容量比较大，因此对人类的健康和社会的发展带来影响，一般处理这些废气主要方法有吸收法、吸附法、催化氧化、燃烧法、及生物法等【4】。而来自于贮罐区，生产车间，污水处理设施和废渣堆放场以及人为造成的污染的一些无组织废气处理方法不能单一使用吸收法、吸附法、催化氧化、燃烧法、及生物法，而是根据无组织气体的组成，假如废气的组成比较单一，那可以由吸附、催化氧化、燃烧、吸收等工艺单元中选择其一作为处理方法即可。但是，许多废气中含有一种以上污染物，且污染物性质复杂、浓度高、处理要求严，此时，采用两种处理方法相结合的方法来处理，由于含香料的无

组织气体由于含有大量的酯类、醚类、醛类等有机工业废气，因此采用的方法必须根据不同区的废气类型采取相应的措施，一般含香料的无组织废气有装置区，罐区，污水处理装置的无组织废气，对于装置区的无组织废气再其投料方式，物料转移方式，设备要求及自动控制方面采取相应的措施；对于罐区的无组织废气在运输方面，管道内补充氮气为了避免罐内液体位升降所产生的废气排放；对于污水处理装置的无组织废气通过生物处理系统处理，高空排放【5】。

1．废气的主要处理方法

1．1吸收法

吸收法是利用液体吸收液从气流中吸收气态VOCs的一种方法，常用于处理高湿度VOCs 气流(>50%)。该法的处理浓度范围为500ppm-800ppm，效率高达95%-98%，但投资较大、设计困难、应用较少，其常用方式有填料塔和喷淋塔两种。常用的吸收剂有柴油、煤油、664消泡剂、碳酸丙烯醛等。该法对处理大风量、常温、低温、低浓度含苯VOCs比较有效并且费用低。用柴油或碳酸丙烯醛作吸收剂处理喷漆尾气，用7-8块塔板数，即可达90%左右的吸收率，用20℃的水蒸气对柴油进行解吸，解吸率达85%。由于柴油本身易燃，且价格日益上涨。近年来，以水一柴油作为苯系物吸收液，对吸收剂的组成、数值、表面活性剂的选择和用量、吸收容量进行了大量实验，获得苯系物吸收率为80%左右的结果。常用吸收剂对苯系物的吸收过程的传质阻力主要在气膜和液膜内，其净化效果取决于气、液两相接触频率和面积，因此反应器的优化也是该技术研究的一个方向[6]。

1.2．吸附法

吸附法是利用吸附剂孔状结构的巨大表面积对VOCs进行吸附的一种方法。它适宜处理成分单一、气流稳定、浓度为300ppm一800ppm的有机废气，主要用于吸附回收脂肪和芳香族碳氢化合物、大部分含氯溶剂、常用醇类、部分酮类和醛类，常用活性炭和大孔树脂作为吸附剂，是应用较为广泛的一种VOCs控制方法。该方法设备简单、处理量的范围较大，应用灵活，特别是活性炭吸附更是被广泛应用。但活性炭性能受水分含量的影响较大，被处理的VOCs 气体湿度应在60%以下。同时，活性炭在达到饱和后需要进行再生，废炭的产生也可能出现二次污染问题。对吸附法的研究，主要集中在吸附剂方面。以前侧重于如何再生活性炭，以提高废旧活性炭的吸附能力，延长使用寿命，因此产生了诸如蒸汽再生、热空气再生、氮气再生等多种方法[6]。

1.3．燃烧法

燃烧法就是利用高温氧化将VOCs转化为co2和H2o的一种方法。VOCs气体进入燃烧室后，在足够高温度、过量空气、湍流的条件下完全燃烧，处理效率可达到95%。该方法原理简单，彻底破坏VOCs，同时可回收热能，是目前使用最普遍和最广泛的一种方法。据悉，在欧洲的燃烧设备占VOCs控制设各市场总份额的43%。但是该方法要求特定的运行条件，燃烧温度需达到70-1200℃，而在此温度条件下空气中的氮易被转化为NOx，形成二次污染物，同时燃烧也会产生一些有毒成分，需要作进一步的处理【7】。

1.4．催化氧化法

催化氧化和直接燃烧法作用原理基本类同，只是在反应器内需要安装蜂窝状或片状催化剂。由于使用了催化剂，它可以在较低的温度下运行，从而降低了辅助燃料消耗和运行费用。常用于处理低浓度的VOCs气体，对气体流量的适应范围较大。该法的处理率超过90%。最近，美国开发出氧化铬一氧化铝球型催化剂，可将加利福尼亚某空军基地含三氯乙烯(TCE)浓度达到1%-2%的VOCs气体焚烧掉，TCE的破坏率达97.5%。但催化剂在硫、硅等化学物质的作用下易发生中毒现象，造成活性降低【7】。

1.5．生物法

生物法是利用微生物在好氧条件下将有机物氧化为co2和H2o，其反应过程和氧化法相似，但不是用热而是用生物去破坏VOCs。这是一种价廉、有效的处理方法，设备简单，常用于处理低浓度VOCs气体，但对温度、PH值、水分含量、气流速度等运行条件的要求比较严格。如果氧化不完全，可能产生比VOCs毒性更强的副产物。生物法常分为生物滤池、生物洗涤塔和生物滴滤池3种类型，生物法具有设备简单，运行维护费用低，无二次污染等优点，对处理低浓度，易降解的VOCs具有广阔的应用前景。但此方法对成分复杂的废气或难以降解的VOCs，去除效果较差【7】。

1.6．冷凝法

冷凝法是利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸汽压的这一性质，采用降低温度、提高系统的压力或者既降低温度又提高压力的方法，使处于蒸气状态的污染物如（VOCs）冷凝并