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工业废气处理及工艺分析

技术文章2019/4/22 9:52:27
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  目前,大气污染是性的问题,其污染物的主要来源是工业废气,工业废气由于生产工艺不同,产生污染物的种类不相同,不同污染物种类应采用不同的处理工艺。工业废气主要包括有机废气、酸雾废气、厨房油烟,火烟,熔炉废气、发电黑烟等,今天,就和大家一起分析下这些废气的主要来源及治理方面。
 
  常见工业废气主要来源
 
  有机废气
 
  1)主要来源:工业生产中会产生各种有机物废气,主要包括各种烃类、醇类、醛类、酸类、酮类和胺类等。这些废气的来源十分广泛,其中一些化学行业石化、有机合成反应设备排气,印刷行业印墨中有机溶剂,机械行业机械喷漆,金属制品产生的气味,汽车行业汽车的喷漆、干燥炉铸件生产设备排气,五金、家具厂喷涂设备排气等。
 
  2)有机废气的危害:在生产中,有机废气的排放一直是一个很突出的问题,绝大多数有机废气对人体的健康都有害。如有机废气通过呼吸道和皮肤进入人体后,能给人的呼吸、血液、肝脏等系统和器官造成暂时性和永远病变,尤其是苯并芘类多环芳烃能使人体直接致癌,危害人体健康。
 
  有机废气还会造成严重的大气污染。一些有机物进入大气后,在一定条件下形成光化学烟雾,造成二次污染;一些有机物进入平流层后,在紫外线的照射下与臭氧发生光化学反应,造成臭氧层空洞;一些有机物具有恶臭污染和有害气体的两重性;还有一些有机物会引起温室效应。
 
  酸雾废气
 
  1)主要来源:化工、电子、冶金、电镀、纺织(化纤)、食品、机械制造等行业过程中排放的酸、碱性废气,如调味食品、制酸、酸洗、电镀、电解、蓄电池等。
 
  2)酸雾废气的危害:酸雾气体造成的大气污染对人体造成的伤害较大,尤其是对现场的操作工人、工厂附近的农作物、土壤造成直接的损害及间接影响往往是无法用金钱来衡量的。
 
  熔炉废气、发电黑烟
 
  1)主要来源:五金业、压铸业、铸造业熔炉设备在金属熔化过程中产生的金属粉尘颗粒及燃烧柴油(重油)过程中产生的SO2、NOX有害气体,发电机工作时燃烧柴油(重油)过程中产生的废气等。
 
  2)熔炉废气、发电机黑烟的危害:熔炉废气、发电机黑烟是形成酸雨的主要原因,造成的大气污染较大,尤其是对现场的操作工人、工厂附近的农作物、土壤造成直接的损害及间接影响。
 
  厨房油烟、火烟
 
  1)主要来源:
 
  油烟是各类型厂家厨房炒菜时产生的油烟气体分子。火烟是炉灶*或不*燃烧时排放的有害气体,是以游离炭为主的黑烟尘,呈絮状,易粘附在固体物质上,其余是COX、SO2、NOX,属高浓度烟尘气体
 
  2)厨房油烟、火烟的危害:
 
  厨房油烟含有许多对人体有严重危害的物质,会增加人们患肺癌的几率。厨房火烟也是主要大气污染之一,气体呈酸性,遇水容易形成酸,会污染水流及土壤和腐蚀建筑物。
 
  常见工业废气处理技术盘点
 
  一、活性炭吸附工艺
 
  1.1活性炭吸附工艺介绍
 
  (1)活性炭吸附塔是处理有机废气、臭味处理效果好的净化设备。活性炭吸附是有效的去除水的臭味、天然和合成溶解有机物、微污染物质等的措施。该设备是净化较高浓度有机废气和喷漆废气的吸附设备,是利用活性炭本身高强度的吸附力,结合风机作用将有机废气分子吸附住,对有机溶剂的废气有很好的吸附作用。在实际安装和应用情况,总结国内外同类产品的生产经验,改进设计制造,推出下料形式方便,表面平整度更好,结构强度更高,吸附能力更强的活性炭吸附塔。我公司生产的活性炭吸附装置应用活性炭吸附原理,和吸附同类产品特点改进设计。本装置处理风量较大、采用气动阀门,操作管理简单安全。
 
  吸附过程:由于固体表面上存在着未平衡和未饱和的分子引力或化学键力,因此当此固体表面与气体接触时,就能吸引气体分子,使其浓聚并保持在固体表面,此现象称为吸附。利用固体表面的吸附能力,使废气与大表面的多孔性固体物质相接触,废气中的污染物被吸附在固体表面上,使其与气体混合物分离,达到净化目的。
 
  (2)适用范围:
 
  1、电子元件生产、电池(电瓶)生产、酸洗作业车间、实验室排风、冶金、化工厂、医药生产厂、涂装车间、 食品及酿造、家具生产等。
 
  2、用于大风量、低浓度的废气工况或间歇作业中准备回收利用的有机溶剂工厂车间。
 
  (3)装置结构和特点:
 
  本装置主要包括:吸附罐、冷凝器、分离器、曝气器、主排风机等设备,配有进出口阀,炭层超温报警自动降温装置及电控柜等。
 
  本净化装置可根据生产工艺设定单罐和双罐,间隙性生产一般设立单罐;连续性生产设立两个吸附罐,一只吸附,一只脱附,也可两罐同时使用。装置的进出风口设置手动阀门,操作简便可靠。本装置采用低压蒸汽为解吸介质,高沸点的溶剂解吸时可配备蒸汽过滤器,提高蒸汽温度。两罐也可同时吸附,定期同时解吸,处理风量可增加近一倍,对于间歇性生产可减少投资和占地面积。
 
  1.2活性炭吸附工艺工程实例
  二、化学喷淋吸收工艺
 
  2.1化学喷淋吸收工艺介绍
 
  (1)废气与吸收液(如柴油、煤油、水、酸碱液、植物液等介质)采用错流式接触方式,让废气与吸收剂充分接触,根据相似相溶原理,让废气中污染物质溶解在吸收液中或与吸收液发生化学反应(酸碱中和反应),达到去除废气中污染物质的目的。
 
  (2)结构形式:本设备分单塔体和双塔体。设备具体由贮液箱、塔体、进风段、喷淋层、填料层、旋流除雾层、出风锥帽、检修孔等组成。
 
  设备特点:
 
  1、结构新颖:改变常规的气液两相错流鼓泡的接触方式;
 
  2、处理风量大:比筛孔塔盘、阀式踏盘处理量大50%;
 
  3、压力降小:比常规吸收塔小16%;
 
  4、净化效率高:常规吸收塔效率在70%左右,而新型垂直筛孔塔吸收效率大于85%以上;
 
  5、灵活性大:可根据不同的废气源增加或减少喷淋塔层
 
  (3)适用于臭气处理、有机废气处理、酸性碱性气体、焚烧尾气等。
 
  2.3化学喷淋吸收工艺工程实例
  三、低温等离子技术工艺
 
  3.1低温等离子技术工艺介绍
 
  (1)污染物在外加电场的作用下,介质等离子体放电产生的大量携能电子轰击污染物分子,使其电离、解离和激发,然后便引发了一系列复杂的物理、化学反应,使复杂大分子污染物转变为简单小分子安全物质,或使有毒有害物质转变成无毒无害或低毒低害的物质,从而使污染物得以降解去除。
 
  低温等离子反应过程:
 
  电场+电子→高能电子
 
  高能电子+分子(或原子)→(受激原子、受激基团、游离基团) 活性基团
 
  活性基团+分子(原子)→生成物+热
 
  活性基团+活性基团→生成物+热
 
  (2)产品性能综述:
 
  一、除恶臭:能去除挥发性有机物(VOC)、无机物、硫化氢、氨气、硫醇类等主要污染物,以及各种恶臭味,脱臭效率可达99.9%以上,脱臭效果大大超过国家颁布的恶臭污染物排放标准。
 
  二、无需添加任何物质:只需要设置相应的排风管道和排风动力,使恶臭气体通过本设备进行脱臭分解净化,无需添加任何物质参与化学反应。
 
  三、适应性强:可适应高浓度,大气量,不同恶臭气体物质的脱臭净化处理,可每天24小时连续工作,运行稳定可靠。
 
  四、运行成本低:本设备无任何机械动作,无噪音,无需专人管理和日常维护,只需作定期检查,本设备能耗低,(每处理1000立方米/小时,仅耗电约0.1度电能),设备风阻极低<30pa,可节约大量排风动力能耗。
 
  五、无需预处理:恶臭气体无需进行特殊的预处理,如加温、加湿等,设备工作环境温度在摄氏-30o-95o之间,湿度在40%-98%之间均可正常工作。
 
  六、设备占地面积小,自重轻:适合于布置紧凑、场地狭小等特殊条件,设备占地面积<1平方米/处理10000m3/h风量。
 
  七、材料制造:防火、防腐蚀性能高,性能稳定,使用寿命长。
 
  (3)适用于臭气处理、有机废气处理等。
 
  3.2低温等离子技术工艺工程实例
  四、光催化氧化法工艺
 
  4.1光催化氧化法工艺介绍
 
  (1)通过光氧化和光微波产生的高强度纳米紫外线照射污染物分子,使所有有机物废气的分子链*打断,裂解、改变物质结构,将高分子污染物质,裂解、分解成为低分子无害物质,如水和二氧化碳等。
 
  打断分解大分子链为小分子链,再利用臭氧和羟基自由基氧化、催化剂进行催化氧化,使有机物变为水和二氧化碳,以达到去除有机物的目的。
 
  (2)技术特点:
 
  1、低温深度反应:
 
  光催化氧化可在常温将空气、水和土壤中有机污染物*氧化成无毒无害的物质。而传统的高温焚烧技术则需要在*的温度下才可将污染物摧毁,即使用常规的催化氧化方法亦需要几百摄氏度的高温。
 
  2、净化*:
 
  它直接将空气中的有机污染物,*氧化成无毒无害的物质,没有无二次污染,目前广泛采用活性炭吸附法不分解污染物,只是将污染源转移。
 
  3、绿色能源:
 
  光催化可利用太阳光作为能源来活化光催化剂,驱动氧化一还原反应,而且光催化剂在反应过程中并不消耗。从能源角度而言,这一特征使光催化技术更具魅力。
 
  4、氧化性强:
 
  大量研究表明,半导体光催化具有氧化性强的特点,对臭氧难以氧化的某些有机物如四氯化碳、六氯苯、都能有效地加以分解,所以难以降解的有机物具有特别意义,光催化的有效氧化剂是羟基自由基(OH),OH的氧化性高于常见的臭氧、双氧水、高锰酸钾、次氯酸等。
 
  5、广谱性:
 
  光催化对从烃到羧酸的种类众多有机物有效,没过环保署公布的九大类14中污染物均被证实可通过光催化得到治理,即使对原子有机物如卤代烃、染料、含氮有机物、有机磷杀虫剂也有的去除效果,一般经过持续反应可达到*净化。
 
  6、寿命长:
 
  理论上,催化剂的寿命是无限长 。
 
  (3)适用于臭气处理、有机废气处理等。
 
  4.2光催化氧化法工艺工程实例
  五、活性炭吸附脱附催化燃烧装置
 
  根据吸附(效率高)和催化燃烧(节能)两个基本原理设计,采用双气路连续工作,一个催化燃烧室,两个吸附床交替使用。先将有机废气用活性炭吸附,当快达到饱和时停止吸附,然后用热气流将有机物从活性炭上脱附下来使活性炭再生;脱附下来的有机物已被浓缩(浓度较原来提高几十倍)并送往催化燃烧室催化燃烧成二氧化碳及水蒸气排出。当有机废气的浓度达到2000PPm以上时,有机废气在催化床可维持自燃,不用外加热。燃烧后的尾气一部分排入大气,大部分被送往吸附床,用于活性炭再生。这样可满足燃烧和吸附所需的热能,达到节能的目的。再生后的可进入下次吸附;在脱附时,净化操作可用于另一个吸附床进行,既适合于连续操作,也适合于间断操作。
 
  产品特点
 
  活性炭(炭纤维)吸附脱附再生装置工艺(主要技术)特点:
 
  该设备设计原理先进、用材*,性能稳定,结构简便,安全可靠,节能省力,无二次污染。设备占地面积小,重量轻。吸附床采用抽屉式结构,装填方便,便于更换。
 
  耗电量小,催化燃烧室采用蜂窝陶瓷状为载体的贵金属催化剂,阻力小,活性高。当有机废气浓度达到2000PPm以上时,可维持自燃。

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