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随着工业生产的迅猛发展,工业“三废”污染也愈加凸显,这也成为了我国社会经济可持续性发展的主要阻碍之一,政府和各业界需高度重视该问题的紧迫性和严重性。尤其是在废水和废气的治理上需待加强,这两者关系着我们的生活和健康。在废气污染中,对空气污染最为严重的就是含硫气体的排放,而废水排放以淀粉业、酒精业和造纸业为污染大的三大行业。在工业生产中废气和废水的治理还是需要从工艺上找出解决办法,以下是本人提出的相关措施,希望能具有一定参考意义。
1工业废气处理措施
可持续发展观的不断深入让人们对治理工业污染更为重视,在工业废气处理上也有了一定的突破。当前工业上主要用于分期处理技术的有微生物分解、活性炭吸附、催化燃烧、光解净化等4种处理技术。
1.1微生物分解技术
微生物分解也称为微生物降解,具体是筛选出可以对工业废气具有降解功能的微生物,并将所选微生物固定于相应的降解介质上,工业排放的废气在通过这些介质时会慢慢被微生物所分解,以此达到科学治理工业废气的目的,此方法前景广泛,也在加大力度推广中。
1.2活性炭吸附技术
活性炭内部独有的发达孔隙结构能有效对废气中微小分子进行吸附。可运用此技术进行废气处理第一道流程,因活性炭是十分容易饱和的,只能在短时间里具有效力,这需要不停的更换和清理活性炭,维护运行成本高,在实际操作中也仅对干燥的醇类、脂肪类废气效果明显,而废气湿度大的其处理效果并不是很理想,也容易给环境带来二次污染,需谨慎操作。
1.3催化燃烧技术
当前工业废气污染治理中运用最多的处理方式就是催化燃烧法,具体是通过对有害物质进行燃烧使其转化成无污染物质。该项技术的本质是运用催化剂将工业废气在达到着火点时所进行的分解和燃烧,通过比较复杂的化学反应而最终生成出对空气没有污染的CO2和H2O,再将其排放于空气中。不过进行此技术对设备的要求很高,特别是燃烧设备,不仅要抗氧化、耐高温,还要有很强的抗干扰能力,所以在具体投入使用中成本比较高。
1.4光解净化技术
在工业废气处理上光解净化技术也是十分常用的方法,原理上要比其他的复杂些,以改变高分子污染物的具体内部结构为主,达到解决高浓度废气混合污染物的目的。此技术所取得的成效比较稳定,也不易造成二次环境污染,且使用周期比较长,操作中维护简单方便,成本也不高,所以在对工业废气处理中做出了重要贡献。
1.5废气处理中的注意事项
工业所排放的废气中部分是含有惰性气体的,虽然其本身危险性很低,但如果大量聚集则会降低空气中的氧气含量,容易引起窒息。排放量小的可将其慢慢通过排气导管散放到室外。面对可燃气体排放较大的,排放地就需选在人少的地方,并且在排放区严禁烟火,如果运用燃烧法对废气进行处理,必须在出口位置设置减压阀以便控制气体的排放速度,从而让气体能充分燃烧。对于助燃气体也需要谨慎处理,在临近或同一区域中严禁同时处理助燃气体和可燃气体,在对助燃气体进行处理前需清理阀门,确保助燃气体周边没有明火或易燃易爆物品。此外,在对有毒气体进行处理时,操作人员必须穿戴专门的防毒保护服饰、面罩、手套,非操作人员需提前离开,以保证毒性吸收剂和吸附剂能达到效果。
2工业废水的治理
2.1工业废水的分类及特征
污染水体的物质属性不同所导致的污染也会不同。主要将水体污染分为两类,生物性污染和化学性污染。生物性污染的主要途径是由病原微生物传播的,而导致化学性污染出现却有多种因素,包括了重金属、放射性物质和无机物等。
2.2对污水进行物理式处理
物流式污水处理方式其原理是在不改变污染物化学性质的基础上,运用物理原理对污水中的悬浮污染物进行分离去除。具体操作处理有过滤、沉淀、吸附、萃取、离心分离、膜分离等。
2.3废水的化学处理措施
2.3.1沉淀被污染废水中以离子形式存在的无极污染物,在一定情况下可以同能溶于水的沉淀剂发生化学反应,从而生成不溶于水的化合物,化合物的不断生成会随之沉淀进行分离,从而达到净化水的目的。目前以氢氧化物、钡盐、硫化物等沉淀方法为主,在对污水分解中的重金属离子处理上效果还是十分明显的。2.3.2催化氧化法人们在对废水进行化学处理中,通常会运用一定剂量的催化剂、氧化剂来达到对有机物进行氧化的目的。氧化剂有着反应快、效率高、条件简单的特点,能比较快速的解决降解水问题,氧化剂所具有的催化作用能很好的对废水进行催化从而生成自由基,以此来净化废水。
3结语
发达国家对工业“三废”处理十分重视,环境保护意识很强,并在废气、废水治理和控制技术上取得了良好的效果,不仅方式多样,且技术先进,在具体操作中还可根据自身情况对多样化的技术进行选择,或进行多种融合的控制技术。我国工业产业需根据实际情况,开发出适合我国的废气、废水治理技术,从生产源头上做起,并将其广泛应用,才能真正做好工业废气废水的污染治理工作。
参考文献
[1]孙莹,李素琴.吸附法处理含铬废水的研究[J].工业安全与环保,2009(03).
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。但这种观念长期以来并没有被一些部门和一些地区充分的理解和认识。他们只考虑近期的、局部的经济发展需要,在制订一些综合的经济政策、产业政策以及城市建设发展规划中缺乏对保护大气环境的考虑,往往以牺牲环境为代价换取经济的快速发展,形成了盲目扩大生产规模,乱铺摊子,重复建设,技术装备水平低,能源资源浪费大,乡镇企业无序发展,劣质煤炭流通失控等状况。因此说缺乏对环境保护考虑的地方政策的出台,本身就是造成加重大气污染的诱因,所造成环境危害和损失是难以挽回的。
复合式生物反应器废气处理设备
项目简介:该设备由悬浮式生物反应器和固定式生物反应器构成;在悬浮式生物反应器下部侧壁开有一进气口,在进气口处安装有穿孔管,上部侧壁设有出水口,顶部与固定式生物反应器对接;在固定式生物反应器的内部填充有填料,上部侧壁设有喷淋液进口及喷头;在顶部或下部的侧壁开有排气口,或在悬浮式生物反应器和固定式生物反应器之间有气体连通管;两个生物反应器之间安装有隔板。该发明在悬浮式生物反应器内的微生物以细菌为主,在固定式生物反应器内的微生物以真菌类为主,可以有效地将废气中亲水性和疏水性污染物同时去除。
含汞废气、废水和固废治理技术
项目简介:废水处理效果与多种因素有关,实际工程中常将几种方法有机结合起来,从而达到经济有效的除汞目的。该技术采用综合法,即由吸收法和吸附法联合起来分级净化含汞废气,达到预期的净化目的;采用化学沉淀法作为含汞废水的一级处理,去除大部分汞离子,采用絮凝沉淀和过滤法对含汞废水进行二级深度处理。采用化学洗涤-固定化工艺处理含汞固废。该技术适合工业企业及工业园区的含汞废气、含汞废水和含汞固体废弃物处理。
高压脉冲电晕放电治理低浓度有机废气
项目简介:该项目在国内率先用脉冲电晕冷等离子治理低浓度有机废气,自行设计并成功地建造了小试样机,具有能耗低,投资少,操作方便等优点。该项目创新性地运用电晕催化相结合新技术,使该技术能在常温常压下有效降解有机废气,如苯、甲苯、丙酮、三氯乙烯和三氟三氯乙烷(CFC~113),气体流速均为400ML/MIN,浓度为100~2000PPM,去除率高达95%以上,降解效果好,开拓了治理有机废气的新领域,新方向,在国内居领先地位。
氮氧化物废气湿法脱除技术
项目简介:该技术有针对性设计了湿法化学吸收工艺,能有效处理化工厂、制药厂等排放的含NO酸性气体的废气,实现达标排放。最终排放废气中NO等酸性组分含量符合国家II级排放标准;有效降低吸收液消耗,减少废水处理量。该技术还可配套溶质回收系统,回收如NaNO2、NaNO3等有用组分。
硫化碱脱除工业废气二氧化硫
项目简介:该项目提出了一种全新的脱硫方法,即用硫化碱脱硫并副产具有较高附加值的五水硫代硫酸钠产品。由于硫化碱的碱性很强,水溶性又很好,对二氧化硫的吸收率一般说来不会低于91%,也不会出现石灰―石膏法所出现的堵塔现象。按照这一中试成果,在保证烟气脱硫率不低于91%的前提下,每吨工业级硫化碱可生产1.72吨的五水硫代硫酸钠。该系统为闭路循环体系,不会造成二次污染。整个吸收和吸收液的浓缩、结晶过程都是在闭路循环体系下进行的,不会出现废水、废渣等二次污染物,从而使这一方法达到了环境效益、社会效益和经济效益的最佳结合。
低温等离子体催化系统集成技术
项目简介:该项目突破目前吸附、燃烧等方法净化有机废气需再生、效率低及能耗高等缺点,创新地采用低温等离子体与催化(包括光催化)协同作用的方式在常温常压以及工频下处理工业废气及净化室内空气。通过工业化实验及其相关研发工作,形成以低温等离子体催化技术系统集成为基础的成套技术和装备,可应用于各种工业废气处理。在实验研究的基础上初步实现工业应用,并建立净化有机废气的示范工程和申请发明专利及实用新型专利等。
废气回流冷凝器壳体(车用)
项目简介:该产品是增压柴油机配套废气冷凝器的核心关键部件,通过经该公司创新的整体精密铸造技术,克服了外形尺寸大,壳壁薄的难点,保证零件后道加工较高的精度要求。通过增压器的热传导会提高进气的温度。相同的空燃比条件下,增压空气的温度每下降10℃,发动机功率就能提高3%~5%。与焊接成型的壳体比较,整体精密铸造壳体在高气压,水压的工作环境下,保证了高效的热交换性能和整体的密封性。其质量领先同类产品,市场前景广阔。自主研发的全套工序的气动加工工装,解决了薄壁零件加工时装夹的难题及容易产生震动变形等不利因素,成品尺寸精度和位置精度均需满足自动焊接的技术指标。
大风量低浓度有机废气净化装置
项目简介:该设备采用“7+1”的结构(即:7吸1脱),这样由于吸附单元较多,保证了脱附气的有机废气含量永远在安全极限以下,从而从根本上解决了单元少存在的有机废气的安全问题;吸附床选用目前国内外公认的先进的活性炭纤维作吸附材料,其材料具有吸附效率高,吸脱附时间快,使用寿命长(3000h以上)的特点,净化效率达98%以上;催化床选用目前国际通用的第三代的蜂窝陶瓷贵金属催化剂,可使净化效率长期稳定在97%以上,使用寿命大于50000h;设备采用自动和手动二种操作方式;净化设备安全设施完备,设有过滤阻火器、自动风压变向阀等安全保护设施;净化设备设计合理,使设备做到尽可能的占地面积最小,这样为用典型规模40000m3/h。
控制二恶英废气混合高分子材料复合降解的基础研究
项目简介:控制二恶英的生成已成为全球环保的热点,废弃高分子材料日益增多,其中垃圾中含氯有机材料的焚烧与二恶英生成密切有关。采用多重复合降解以及相耦合的强制振荡非定态反应,是实现废弃高分子材料的混合物深度脱氯和高油化程度的有效方法。该课题着重于高分子材料混合物的多重复合降解机理及与之相关强制振荡反应的研究。课题是环境化学与化学工程结合的一个新领域。
FM系列彩涂钢板生产线废气净化处理催化剂
项目简介:FM系列催化剂主要应用于彩绘钢板生产线的废气净化。该催化剂具有多种有机催化燃烧活性高、空速适用范围广、耐热稳定性好、使用寿命长、适用于处理大风量废气的特点,能减少20%~30%能耗。
涡轮增压柴油机废气再循环排放控制系统瞬态性能研究
项目简介:该项目研究涡轮增压系统、EGR 系统中的进排气、再循环废气的非定常非周期流动对喷油、转速引起的边界条件变化的响应特性及其对燃烧排放的影响;研究非定常非周期的多组分废气、新鲜进气的汇聚、分支流动过程及其对燃烧排放的影响;研究瞬态条件下大EGR 率对缸内传热、喷雾燃烧、排放产物生成的作用机理。通过上述研究,较深刻地了解EGR 排放控制系统的瞬态特性,为降低发动机排放,提高发动机性能,设计超低排放内燃机提供理论依据。
纳米二氧化钛光催化治理废气废水及清洁高层建筑物外立面
项目简介:该研究组已经进行了纳米二氧化钛在常温常压下的光催化氧化实验,取得了一些可供应用开发的结果。所选择的反应体系有甲醇、甲醛、乙醛、三氯乙醛、异丙醇、丙酮、丙酸、苯酚、次甲基蓝、甲基橙、纯蓝墨水等。上述体系反应的最终产物主要为CO2和H2O,由此实现了光催化降解,提供了在自然条件下降解空气及水源中污染物的可靠方式,具有技术可行性。
催化还原脱除废气中的NOX技术
项目简介:该技术的核心部分是在催化剂的作用下,使用氨气等还原性气体,在温和的反应条件下选择性脱除废气中的NOX。由于该催化剂具有良好的选择性,所以加入的NH3量在接近化学计量比的条件下即可脱除NOX,大大降低了操作过程的成本。同时,该催化剂具有双功能作用,如果以NH3为还原气体,可催化脱除残留的NH3,使出口尾气的NOX和NH3均小于1ppm。气体空速:≥2000/h;使用寿命:>1年;出口尾气NOX浓度:<1ppm;反应温度:180~300℃;压力:不限。
再生胶、松焦油废气回收再利用技术
项目简介:根据查新报告,国内尚无再生胶、松焦油混合废气回收再利用技术的工艺报道。该项技术成果属国内首创,达到国际先进水平。该技术成熟、可靠、适用性强,解决了二次污染的恶臭和有害排放,完全符合国家环保排放标准。废气回收的油料、热量再利用于生产,经回收利用后的尾气进行燃烧处理,既回收油用有机助剂,又充分利用余热,具有较高的环境效益、经济效益和社会效益。该项技术装置造价低、运行费用小、处理效果明显有效,对再生胶、松焦油行业的废气回收治理具有实用性和推广价值。
高沸点混合有机溶剂废气回收技术及装置
项目简介:喷漆涂装、皮革等行业生产排放的有机废气,由于含有如150#、200#溶剂油、DMF等高沸点的多种混合有机溶剂,原有的吸附回收、浓缩焚烧等方法都不能达到有效处理目的。同时废气浓度低,焚烧处理方法的费用极为高昂,且宝贵溶剂资源白白烧掉,不能回收利用。目前这些行业的有机废气由于治理费用昂贵,基本上是直接排放。该项目针对上述行业的高沸点多种混合有机废气的特性,达到治理污染、回收资源的双重目的,可填补国内此类废气回收的空白。
生物过滤方法脱除工业废气中氮氧化气体NOx
项目简介:该研究通过国家自然科学基金的资助,用生物过滤方法,克服空气中氧的抑制作用,能够快速将工业废气中氮氧化气体NOx脱除,并转化为氮气。通过生物过滤可以将浓度为0.5mL/L左右的氮氧化气体NOx在20~60秒内除去85~90%以上,达到了国际领先水平。
增压柴油机湿空气-柴油均质燃烧系统
项目简介:本项目对增压柴油机采用废气再循环管进口端喷油来制备柴油、空气均质混合气。采用文丘里管和废气再循环管装置引入少量废气,利用废气的高温使燃油很快蒸发,并从柴油机进气管末端引入缸内。使用进气加湿装置,一方面对增压空气加湿,另一方面控制进气温度,利用空气的含湿量控制工质的温度及成分,间接控制燃烧过程。本系统的特点是易于制备柴油/空气混合气,并且系统可以自我调节,燃烧过程更容易控制。
脱除废气中NOx方法
项目简介:本项目研究了一种脱除废气中NOx的方法,利用烟道气中的O2作氧化剂,钴的络合物作催化剂,并在吸收中加入生石灰,在液相中实现NO的催化氧化和回收。本发明通过采用液相催化剂,能实现NO的催化氧化和吸收同时进行,简化了工艺流程,出口气中NO的浓度最低可达到0%,而且解决了传统NO氧化固体催化剂抗硫抗水性差的难题。
燃煤锅炉废气中SO2净化回收工艺
项目简介:该发明公开了一种燃煤锅炉废气中SO2的净化回收工艺。该工艺主要包括烟气的除尘、降温和SO2的吸收过程。亚硫铵溶液的中和过程、硫酸制备过程和硫铵制备过程。本发明以氨为吸收剂、以硫酸和硫铵为产品,并公开了一种集洗涤、除尘、降温和吸收SO2为一体的组合式吸收塔。操作费用和能耗较低,每回收ltSO2的氨用量为350~380kg,比传统的工艺降低了30%~40%,设备紧凑,占地面积小,投资费用低,是一种很有应用前景的燃煤锅炉废气中SO2的净化回收工艺。
生物法脱除废气中硫和氮研究
项目简介:该项目研究工作选用工业废气中最常遇到的硫化氢、二硫化碳、氨和丙烯腈作为硫、氮污染物的代表,同时也将甲苯和丙酮作为挥发性有机污染物(VOCs)的代表进行微生物降解处理的研究。实验装置采用生物滴滤池(二硫化碳、丙烯腈、甲苯、丙酮)和生物滤池(硫化氢、氨)两种形式,采用间歇式喷水方式供水。实验过程考察了微生物驯化过程、污染物的性质和浓度、填料形式、废气停留时间、系统阻力降、含湿率、pH、营养源等工艺参数对处理效果的影响,并对生物法处理废气的机理进行了初步研究,进而提出了动力学模型,在实验室工作的基础上对实际恶臭废气进行了治理研究。
非定态SO2转化技术工业化示范工程
项目简介:该成果中反应器具备催化反应和蓄热换热的双重功能,不需额外换热器实现自热操作,节省投资和能耗;实现低温甚至室温化学反应;对低浓度SO2、NOx、H2S以及VOC(挥发性有机化合物)废气的处理尤其有效。经过系统的理论和中试研究,设计出了四种结构的非定态转化器。该成果拥有自主知识产权,形成了完善的计算机仿真软件,达到了国际领先水平。SO2回收率在设计条件下达到了94%。
缸径直喷柴油机燃烧过程与废气排放机理研究
项目简介:该项目提出了小缸径直喷柴油机燃烧过程的可视化试验研究方法,利用开发的工作过程计算分析软件,可以研究实际运行工作状态下的燃油喷雾与燃烧过程,可以方便进行柴油机性能的优化,是产品研发的有力手段;开发出直喷式柴油机喷雾油线和燃烧室匹配的三维可视化的计算分析软件,通过直观的对话框界面上改变喷油器以及燃烧室结构和安装参数,查询喷雾油线与燃烧室的匹配性能,还能动态显示油线着壁前油线的变化过程;提出了满足小缸径直喷柴油机低排放要求的燃烧室结构与参数设计方案;开发了缸径为95mm的系列小缸径直喷柴油机,与国内同类机型、同类配置的柴油机相比,其技术指标处领先水平。
卷鼓式废气抽排装置简介
项目简介:该专利是设计一种集成风机、卷鼓和吸气管道为一体的卷鼓式废气抽排装置,风机集成在卷鼓之内,吸气软管卷绕在卷鼓之上,卷鼓上设有回卷簧。使用时软管从卷鼓拉出软管的同时,卷鼓回转卷簧被预紧,此时利用卷簧的预紧弹力与拉出的吸气软管自重平衡,吸气软管可在其活动范围内抽排废气。不需要吸气软管工作时,操作人员将吸气软管轻轻向上一举,软管悬垂重力变小,卷鼓在卷簧预紧弹力大于软管悬垂重力,卷鼓回转将吸气软管回收在卷鼓中。本项目在转鼓式废气抽排装置的设计中除考虑装置集成之外,在卷鼓的使用方面体现灵活、轻巧和方便。废气抽排装置可固定在车间的顶墙面、侧墙壁上,悬挂在车间横梁上、放置在地面或在地面移动。具有不占维修空间,使用方便的特点。由于卷鼓式废气抽排装置吸气管采用可从转鼓中伸缩的软管,使得废气抽排工作区范围扩大。
净化工业废气的发泡镍催化剂及其制备方法和应用
项目简介:该发明涉及工业废气处理技术,具体地是一种用于低温等离子体催化协同处理净化工业废气的发泡镍催化剂及其制备方法和应用;所述发泡镍催化剂重量百分比组成如下:活性组分15~60、载体40~85,所述载体是发泡镍,所述活性组分含有金属氧化物,该催化剂的组成材料具有价格低,选购方便的优点,而发泡镍催化剂的性能优异,和等离子体结合后可在常温常压下实现对工业废气的净化处理;其应用方法既很方便地结合到等离子体反应器中,又不会造成反应器的阻力增加。
多功能集成一体化废气净化设备
项目简介:该实用新型是一种多功能集成一体化废气净化设备,它由制浆循环池和吸收塔相互连接组成,其中,制浆循环池通过加压泵和进液管与吸收塔中的喷淋支管相连通,池内安装有搅拌器;吸收塔为由档板隔开、底部连通的双塔结构,双塔中部设有格栅和喷淋支管。本实用新型集浆液制备、循环喷淋和废气净化吸收等多种功能于一体,占地少,效率高;吸收塔采用双塔结构,传质效果好,适应范围广,可用来净化处理各种不同类型的废气。该实用新型结构简单、紧凑,不易堵塞,安装、运行、维护十分方便,且系统压降低,投资和运行费用较低,可适用于大、中、小各种规模企业的废气净化,尤其是烟尘含量高的废气处理,以及易造成结垢堵塞的某些湿法吸收工艺中。
稀散元素废气净化催化剂
项目简介:该课题研究的稀散元素废气净化催化剂是由稀散元素、过渡金属和稀土金属铈组成,该种催化剂对CO、NOx、HC有较高的活性,其平均转化率为CO可达98.596,NOx82.5%,HC在贫氧条件下可达89%,在富氧条件下可达84%,其净化效果接近以铂-钯-铑为主休贵金属催化剂。稀散元素废气净化催化剂原料丰富,价格低,是一种代替贵金属催化剂的新型催化剂,可应用于工业、民用燃油,燃煤炉的污染气体的净化治理,也可用于汽车尾气的净化处理,是一种具有发展前景的废气净化催化剂。
垃圾焚烧废气复合生物滤池净化设备与技术
项目简介:该垃圾焚烧废气复合生物滤池净化设备由复合生物滴滤池及辅助装置组成。设备和技术原理及特点是在特殊的复合生物滤池设备中,利用菌种在经处理的填料表面形成生物膜,垃圾焚烧废气中的有机和无机污染物经简单预处理后,在通过复合生物滤池时经填料-生物膜吸附和微生物氧化分解作用而得到降解,最后转化为水、二氧化碳和其他非污染性物质。该处理设备和技术具有方法简单、操作方便、处理负荷高、占地面积小等优点。能有效去除硫化物、氮氧化物、二恶英等污染物质。该方法效果优于活性炭吸附法,特别适用于城市生活垃圾、医疗垃圾和其他垃圾焚烧厂、固体废物裂解厂、炼油厂等恶臭废气的净化和活性炭吸附法处理。
酸性废气净化新技术
项目简介:该项技术的核心设备采用立式多层旋流板结构,强化气液之间的传质交换,特别是对循环池中循环吸收液的水位和酸碱度采用自动开关和自动加碱的控制系统,可确保废气处理达标排放。本项目占地面积小、净化效率高和运行成本较低,且操作方便、运行稳定。适用于各类金属电镀、线路板生产等行业的车间空气的环境保护。
【关键词】:有机废气;治理;生物;环保
中图分类号: [U491.9+2] 文献标识码: A 文章编号:
近年来,随着经济的高速发展,石化、汽车、火上家电、精细化工等行业快速增长,工业有机废气污染成为环保工作面临的新问题。而这些有机废气排人大气层,使环境质量迅速下降,给人们的健康带来极大危害。所以了解治理有机废气,是保护环境的一大挑战和责任。
一、有机废气的形成及其危害
有机废气是我国大气污染主要来源之一,随着工业的快速发展,有机废气的排放量迅速增加,排放种类也变得复杂,包括了各种烃类、醇类、醛类、酸类和酮类等。行业来源也日益广泛,涵盖了石油化工、塑胶、玩具、电线加工、家具、印刷、涂料等。
有机废气组成也变得日趋复杂,通常含有烃类化合物、含氧有机化合物、含氮、硫、卤素及含磷有机化合物等一种或多种毒性污染物质。有机废气通过呼吸道和皮肤进入人体后,可能给人的呼吸、血液、肝脏等系统和器官造成暂时性或永久性病变,能使人体直接致癌。同时,有机废气也是形成光化学烟雾;造成臭氧层空洞,引起温室效应和恶臭污染等环境问题的罪魁祸首。
二、有机废气治理技术概述
根据有机废气的成分特性,研究人员目前已经研发出了许多适用的治理技术。按照污染物的去向形式,可将有机废气治理技术分为两大类:一是采用吸收、吸附、冷凝、膜分离等方法将有机废气中低浓度的挥发性有机物浓缩回收再生;二是利用光、电、热、催化剂、等离子体或微生物等作用将有机废气中低浓度的挥发性有机物彻底分解转化成水和二氧化碳等物质,从而达到去毒化的目的。
二、我国有机废气治理行业的发展环境
目前,我国面临着工业污染控制的严峻挑战,工业过程排放的废气是大气污染的重要来源之一。工业排放的污染物通过传输、沉降进入生态环境,给人体健康与生态安全会造成严重的危害,已引起政府与公众极大的关注。由于我国城市空气污染的问题日趋严峻,针对工业有机污染的排放控制,对关键技术、净化设备和工程应用都有很大的需求,但要达到美国、欧洲目前的限控水平,尚需时日。
三、行业经营发展状况
据2011年的不完全统计,国内从事有机废气治理的企业数量约200家。由于企业规模小,数量多而分散,规模较大企业的产值也就是在3000万至1.3亿元左右,要准确地统计有机废气治理行业的经营状况非常困难。2011年由于全球经济放缓的影响,上半年很多企业的业务被推迟,下半年才逐步恢复。行业中的10多家骨干企业的总产值预计在7亿~10亿元之间,利润约为1.5亿元;从业人员在2000~3500人之间。个别企业具有少量的出口产品,主要是面对东南亚国家。与其它的环保行业如废水治理、脱硫和除尘行业等相比,有机废气治理企业的规模目前还非常小,并且分散,尚未形成大的规模。
四、有机废气治理的几项主要技术研究
(一)高温燃烧法
燃烧法包括直接燃烧法和催化燃烧法。直接燃烧法是指多数情况下,石油化工业排气浓度高,所以利用燃气或燃油等辅助燃料燃烧,将混合气体加热,使有害物质在高温下分解为无害物质;本法工艺简单、投资小,适用于小风量及高浓度的废气,对安全技术和操作要求较高。催化燃烧法是以催化燃烧代替传统的火焰燃烧,从而降低了燃烧温度,提高了能量利用率。
(二)生物处理法
有机废气生物处理过程实质上是利用微生物的生命活动将废气中的有害物质转变成简单的无机物(如CO2和H2O)及细胞物质等进行生化法处理有机废气。
生化法处理有机废气一般要经历3个步骤:1)废气中的有机污染物首先同水接触并溶解于水中(即由气膜扩散进入液膜);2)溶解于液膜中的有机物成分在浓度差的推动下进一步扩散到生物膜,进而被其中的微生物捕获并吸收;3)进入微生物体内的有机污染物在其自身的代谢过程中被作为能源和营养物质被分解,经生物化学反应最终转化成为无害的化合物。
(三)冷凝回收法
冷凝法是利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸汽压这一特质,从而采用降低系统温度或提高系统压力,使处于蒸汽状态的那些污染物冷凝并且从废气中分离出来。利用冷凝法可使废气得到高程度的净化,但操作要求也很高,一般室温下的冷却水无法完成,需要降低冷却水的温度,从而增加了费用和处理的难度。此方法适用于风量小、温度低、有机废气浓度高的工业情况。需要附属冷冻设备,主要应用干印刷企业和制药及化工行业。
(四)光催化氧化法
光催化氧化的基本原理是在一定波长光照下,光催化剂使H2O生成-OH,然后-OH将有机物氧化成CO2、H2O。由于气相中具有较高的分子扩散能力、质量传递速率和较易进行的链反应,光催化剂对一些化学污染物的活性通常比水溶剂中高得多,因而一些气相反应的光效率接近甚至超过液相反应。国外科学家利用臭氧作为辅助氧化剂,进行了光催化氧化苯的研究,研究了各种光催化氧化反应为补偿技术,治理含苯、甲苯、二甲苯、乙基苯等的废气,研究表明,光催化氧化反应同活性炭吸附、催化燃烧法等补偿技术相比,具有经济潜力。
五、结语
目前,我国有机废气的治理任务艰巨,对技术的需要日益迫切,而各种治理技术纷繁复杂,都存在各自的优点和缺点,也均处在发展和提升阶段。如何扬长避短、突破技术瓶颈,整合各种技术资源,真正实现有机废气的高效治理是所有科研工作需要正视的问题。因此,要重视技术的实效性,重视技术的环保、节能、低廉,开发环保节能,成本较低的有机废气治理技术;另外,基于生物法具备良好的发展潜力,今后应当将其列入有机废气治理领域的主攻方向。
【参考文献】:
[1] 何宁学,控制挥发性有机污染物的革新方法[J],污染防治技术,2009年12月;
【关键词】工业废气;有机废气;废气治理
1、有机废气的来源及危害
随着石油化工行业的兴起和发展,人类所生存的环境就逐渐发生恶化,大气污染越发严重。这就足以说明,石油化工行业在生产过程中排放的废气是大气环境污染的真凶。这种废气排放量巨大,其中包含的有机物含量波动性大,是有毒气体,还可以燃烧,有些废气甚至有恶臭,废气的成分氯氟烃也是破坏臭氧层的罪魁。除此以外,石化行业中的储存设备,印刷厂以及其它石化相关行业都是产生有机废气的源头。面对大气质量的下降,环境的恶化,必须减少大气中的有机气体排放,这里面最有效的手段就是从源头入手,这也是最为经济的手段。
废气污染会导致环境恶化加重,而最终受害的是我们人类。有机废气对人体的危害是多方面的,来自不同行业的有机废气所具备的毒性也是有所区别的,最常见的几种主要有机废气对人体的危害表现如下:苯类的有机气体会造成人体中枢神经系统的损害,高浓度的苯蒸气(含量达空气的2%)可导致急性中毒身亡。多环芳烃具有强烈的致癌特性,属于严重污染物。苯酸类有机气体会是蛋白质变性凝固,造成全身中毒。腈类有机气体可导致呼吸问题,甚至窒息死亡。硝基苯破坏神经系统,影响脏器功能。有机磷化物会导致血液中胆碱脂酶的活性降低,发生功能性神经系统障碍。在各种硫化有机物中,高浓度的硫醇是可能致命。高浓度的含氧有机物环氧乙烷可致人死亡。
2、有机废气治理技术现状
目前而言,治理有机废气比较普遍的方法有吸附法、吸收法、氧化法等。这些方法虽然目前使用广泛,不可回避一个问题是效率不高,经济性低,因此在有限的环境治理投入下,带来的环境改善效果也很有限。
2.1活性炭吸附法。吸附是指液体或气体附着集中于固体表面的作用,一般的活性碳都能发生这种作用。根据选取的吸附材料以及吸附机理的不同,吸附法又可分成化学吸附和物理吸附。化学吸附利用的是疏水键去除有机污染物的,例如用酚醛树脂吸附剂去除邻苯二甲酸二甲酯类物质。但是化学吸附剂,更多的是运用在去除水相污染物当中,用来去除有机废气的情况比较少见,究其原因是吸附剂与气体接触时间不够长,无法进行有效的反应,导致吸附效果达不到预期。这就使得人们在实际生产中选择物理吸附材料处理有机废气,比如活性炭、沸石等。选择这种孔状结构,比表面积大,物理吸附能力强的吸附剂符合去除有机气体的要求。实验数据表明,纤维吸附材料与蜂窝状、颗粒状吸附材料相比,具备更快的传质速率,因此,常常选择纤维吸附材料,以提高去污效率。
2.2吸收法。吸收法一般情况是指的是液体吸收法,其基本的原理是废气和吸收剂接触很充分,吸收剂对于有害物质进行吸收,再经过接吸收过程,从吸收剂中除去废气并提取吸收剂,这样就使得吸收剂能够被循环利用。目前废气处理设备中喷淋装置是使用吸收的原理进行制作的。物理吸收剂是利用的物质具备相似相容的物质特性,比如常见的吸收剂水,可以用于去除那些易溶于水的气体,像丙酮、甲醇、醚,但是对于水溶性差的物质水无法起到作用。这就需要使用化学吸附的方法,其主要的原理是吸附剂上面的基团与有机废气发生,就当前国内外对吸收法的应用,可以获得以下经验总结。一是国内外研究者研究了不同溶剂吸收法对各种有机废气污染成分的处理效果,吸收剂主要包括有机溶剂、表面活性剂和水,还包括新型环保型吸收剂环糊精;因此废气种类不同,采用的吸附剂的种类也就不同。
2.3催化氧化燃烧法。对于处理那些有毒、有害、没有回收价值的气体,如VOCs,氧化法是最佳的处理手段。该方法的基本原理是VOCs同氧气发生氧化反应生成水和二氧化碳,氧化反应就好比燃烧过程一样,最后得到的成分是对空气无害的水和二氧化碳。通常采用以下两种方法促使氧化反应的顺利进行:一种是加热升温,即热氧化法,使得废气达到氧化反应必需的最低温度;另一种是催化氧化,催化氧化是指不改变反应的温度和压强,向反应环境中添加金属催化剂,例如Pt、Pd、Ni等,废气中的有机污染物同氧化剂发生的氧化反应,催化剂的存在可以大大降低催化燃烧所需要的温度。如何获得高效的催化剂是催化氧化法的关键。近些年来,人们一直致力与整体催化剂的研究,同颗粒状催化剂比较,其在传质、传热、压降性能等诸多方面表现出优点。
3、有机废气治理技术展望
相比传统的有机废气处理技术,因其存在诸多不足,随着近些年生物技术的发展,人们试图在新领域利用先进的生物技术治理有机废气,包括生物膜法和等离子分解法等。
3.1生物膜法。人们利用自然界中的有机生物,特别是微生物降解过程来处理废物是一种优异的处理手段,我们知道采用生物膜法对有机污水进行处理已有超过一百年的历史,但是将其应用于工业废气处理,特别是净化有机废气却刚刚起步。国内外对生物膜法处理有机废气的研究都处理理论实验阶段,尚未获得可以用于生产实践的技术,不过其广阔的前景已经被业界所看好,生物膜法是也是机废气治理研究的前沿性课题。生物膜法治理有机废气是指将微生物培养在多孔性介质的表面,并让污染气体在填料床层中进行生物处理,可出去其中的大部分有机污染物,并使之在空隙中发生降解反应;孔隙中的微生物消耗掉空隙中的有机污染物,并降解成水、二氧化碳和中性的盐类。
3.2等离子体分解法。利用等离子体分解法对氯氟烃进行分解的技术已经被用于工业生产了,该分解过程可以在短较短的时间内完成,而且对装置的规模没有要求,在小型装置内也可以处理大量的氯氟烃等气体。等离子体分解法运行设备包含两个子系统,一个子系统是利用高频等离子体急速加热等离子体,使其温度在短时间内升高到约10000摄氏度,这就是超高温加水分解系统,这是利用等离子体的化学作用与水蒸气接触进行分解的原理。另一个子系统是为了防止二恶英类的再度合成的排气急冷系统,其可以把高温分解的排气急速冷却到80°C以下。组成一个完整的这种系统需要氯氟烃和水蒸气的供给装置和等离子体发生装置,还需要反应炉、冷却罐和排水处理装置等。
4、结语
有机废气的处理一直以来都是影响大气环境的关键因素,工业高速发展以来,人们排放到大气中的有机气体不论是量还是类,都发生了质的变化,环境治理刻不容缓。减少环境污染最有效的途径就是从源头入手,降低有机气体的排放,这就需要高效、节能、经济的有机废气处理手段,因此在传统的处理技术上,研发新的处理技术就显得格外重要了。相信随着科学技术的不断发展,创新性的有机废气处理技术也会被应用到工业生产中去,降低甚至消除大气中有机气体的排放指日可待。
参考文献
[1]郝吉明,马广大.大气污染控制工程[M].北京:高等教育出版社,1996
[2]陈健,古共伟.我国变压吸附技术的工业应用现状及展望[J].化工进展,1998,(1):14-16
关键词:活性炭纤维;废气处理;环境保护
中图分类号: [U491.9+2]文献标识码:A 文章编号:
我国现代化事业中的一项最基本的国策便是环境保护,是当今人类面临的较为严峻的问题。为建设资源节约型和环境友好型社会,环境保护已经放置到我国经济发展的日程中。造成环境污染的原因较多,其中工业企业在生产的过程中会产生各种各样的有机废气,严重威胁人类健康,并造成大气污染,还会造成能源浪费。如生产出的聚氯乙烯会排出氯乙烯气体,生产双氧水会排出的是重芳烃气体等等,几乎每行每业都会有一定的化学废气排出。此类有机废气的排除并没有得到一定的处理,近年来活性炭纤维在废气处理过程的应用进行分析,详细情况如下。
1.工业废气危害
废气主要分为两大类,有机废气和无机废气,有机废气是指在工业生产过程中产生的,其主要成分为挥发性有机化合物,无机废气是指氮氧化物废气、二氧化硫废气等。
具有挥发性的有机化合物一般是指室温之下饱和蒸汽压>70.91Pa,或沸点<260℃,包醚、酯、醇、醛、酮、氯代炭氢化合物、芳香类炭氢化合物、括脂肪类炭氢化合物等。有机废气是指可挥发性的有机化合物,其是一种有害的、有毒的气体,若是不对其进行处理便排放到大气当中,会严重给环境造成污染,若是长时间接触有害的气体或者吸入有害气体,人体造血功能及神经系统均会受到一定的影响,抑制其功能发挥,严重的甚至威胁患者生命健康。有机废气主要来源于工业生产的过程,例如电子元件、橡胶、印刷、石油化工、农药、医药、纤维、塑胶等行业。近年来随着社会的发展,生活水平和物质文明逐渐提高,人们环境保护的意识也在增强,人们已经将焦点逐渐放在环境污染和其对健康的影响。
2.有机废气的处理方法--活性炭纤维
常用有机废气处理的方法有吸附法、变压吸附法、吸收法、冷凝发等,但是有机废气的处理与技术不能顾满足日益增长的经济发展和环境保护。新型吸附材料---活性炭纤维在近几年来已经逐渐发展成为主要的有机废气回收方法。和传统的气体处理方法相比较具有吸附效率高、吸附设备小、吸附容量大等等显著的优点,且有机废气资源利用率得到了高等的优化,已经被视为最有效的净化废气的方法,近些年来已经收到广泛研究人员及大部分企业的关注和重视。
3.活性炭纤维的应用
活性炭纤维是第三代新型的功能吸附材料,和传统活性吸附材料比较具有以下优点:①吸附选择性强。因为活性炭纤维表面具有较多活性官能团,如胺基、内酯基、烯酮基、羰基、羧基、羟基等,此些提高了活性炭纤维对部分气体吸附选择性。②表面积较大,吸附容量高。活性吸附纤维中的微孔较丰富,而且孔径均匀,而且有效孔达到95%,比表面积达1000-2500m2/g,大于粒状活性炭数倍,所以活性炭纤维的吸附容量比粒状活性炭要高于10倍以上。③脱附、吸附快,耗能低,再生方便。颗粒活性炭颗粒直径较大,分布较宽,吸附气体需要经过过度孔和打孔曲折路程便能够达微孔被吸附。活性炭纤维的直径一般是10μm-13μm,微孔分布窄,孔道前,容易和吸附质接触,扩散阻力小,吸附率较高。气体在孔内扩散、脱附、吸附的速度快,行程短,约为颗粒活性炭效果的10倍-100倍。具有耗能低、再生彻底容易。对于相同有机废气处理,活性炭纤维的填充厚度和再生耗能仅是活性炭的10%-20%之间。④寿命长、强度高、不能产生二次污染。活性炭纤维具有较高的轻度和很好的柔韧度,经过反复再生,不容易粉化,对于吸附回收有机物和净化后气体不会造成第二次污染。⑤性状多样、便于工程应用。活性炭纤维的形状有纸、毡、网、布等,气体可通过气阻小、流速慢、吸附层面大,为工程应用提供了较大的方便性和灵活性。⑥可吸附低浓度的气体。因为活性炭纤维直径孔小,范德华立场叠加,低压下对低浓度气体分子变现出较好吸附率。
活性炭纤维具有传统吸附剂无法比较的有意特性及吸附性,其问世之后就引起了各个国家学者广发的关注,具有广泛应用前景。在气体回收净化上,活性炭纤维可以对各种气体分子进行吸附,特别是有机废气分体便会表现出很强的吸附能力。所以广泛的将活性炭纤维应用在医疗、化工及环保等各个领域中,有效的处理有机废气。在国内活性炭纤维应经被应用于各种有机废气回收和净化,最早使用活性炭纤维过滤放射性碘辐射的国家是美国,并且利用活性炭纤维回收净化喷漆申城过程中产生有机废气,日本在90年代初便利用活性炭纤维回收氟炭物气体或者其他有机废气。截止到现在,美国、日本、英国及前苏联已经是使用和制造活性炭纤维的主要大国。在国内活性炭纤维是对有机废气净化和回收主要集中在石油化工的行业,从有机尾气或者废气中回收有机溶剂和有机废气;在喷漆行业,回收喷漆净化过程中会产生大量的二甲苯、甲苯有机废气;涂装的行业,回收净化生产中大量的醋酸丁酯废气;胶片行业度回收净化感光胶片所产生二氯甲烷废气。
在印刷行业,活性炭纤维的应用也初见成效,主要被用于在油墨印刷过程中产生的有机废气像有机溶剂型油墨产生的苯、二甲苯、丙酮、丁醇、乙酸乙酯和无苯油墨产生的乙醇、异丙醇或正丙醇、乙酸乙酯或乙酸丁酯等有机废气的回收净化。相关雪珍使用活性炭纤维净化印刷过程产生的乙酸乙酯、甲苯、丁酮和丙酮等有机废气。实践证明,采用活性炭纤维网收净化油墨印刷生产过程中产生的有机废气,具有回收净化效率高、设备装置结构紧凑、安全节能,回收有机溶剂可用于再生产,节约资源,环境效益与经济效益显著,投资回收期短等特点,是同收净化油墨印刷生产中有机废气的首选技术。
小结:
在当今社会中,从环保的角度来处罚,有机废气资源化循环利用主要为新型有机废气回收净化技术将是邮寄废气处理技术的发展趋势,且具有运行费用低、耗能低、零排放,无二次污染。活性炭纤维已经被应用于多个先进的领域中,特别是资源回收、资源保护、环境治理等,对着人们生活水平不断的改善和进步,国家队环保要求越来越严格。且参照国外发展情况及国内市场的需求,工业企业在制造的过程中应用活性炭纤维的开发,其会企业创造巨大的环境效益、社会效益和经济效益。若是在以后的发展中能够得到地方政府或者国家的大力支持,那么活性炭纤维逐渐发展将会为能源、环保带来较大的贡献,实现循环利用,为我国可持续发展做出一定的贡献。
参考文献
[1]张建军.发展环保技术实现资源节约型和环境友好型社会“活性炭纤维有机废气回收装置”技术在印刷、干复领域生产过程中的应用[A].中国塑料加工工业协会复合膜制品专业委员会2008年年会暨技术交流大会论文集[C].2008.
[2]李洪美,迟广俊.活性炭纤维改性对印刷废气中乙醇吸附的研究[A].中国环境科学学会2008年学术年会论文集[C].2008.
关键词:涂布;烘干;VOCs;活性炭;回收。
中图分类号:TQ424.1 文献标识码:A 文章编号:
概述
涂布工艺是改变和完善材料表面特性的重要加工工艺,而随着科学技术的不断发展,涂布工艺更成为许多功能性材料研究开发所不可或缺的重要工艺技术手段【1】。涂布工艺技术在许多工业部门如特种纸加工、印刷、胶粘剂、感光工业均得到广泛应用,近些年,随着多功能涂布机的不断进步,涂布工艺更是飞速发展,不但在传统工业中的应用稳定增长,而且在很多高科技行业如电子工业、计算机工业中乃至在迅猛发展的手机电池制造等新兴工业中都得到飞速发展【2】,涂布工艺技术的飞速发展,同样也带来了新的问题—VOCs(挥发性有机气体)的大量排放,VOCs的排放量随着涂布机台数的增加而迅速增加。
根据产品不同,涂布废气浓度及组成均有较大的区别。如纸加工行业溶剂大部分为120#溶剂汽油,胶粘剂行业一般为乙酸乙酯、甲苯等,感光工业溶剂为丁酮、甲苯、甲醇等。
VOCs对人体影响很大,由于VOCs具有渗透、脂溶及挥发等特性,人体与VOCs接触或经呼吸进入人体,可能对人体的呼吸、神经系统、肾、肝、造血及消化系统造成危害。某些VOCs还容易发生光化反应,产生二次污染问题。同时,有机溶剂的逸散也直接导致生产成本的增加,涂布废气必须经过合理处理后方可直接排放到大气中,所以,选择合理的技术来回收处理涂布废气意义重大。
涂布工艺简述
2.1涂布机:
涂布机可以将成卷的基材,如:纸张、布匹、皮革、铝箔、塑料薄膜等,涂上一层特定功能的胶、涂料或油墨等,并烘干后收卷。涂布机主要应用于鞋材、电子行业、EVA、PE、布料,造纸、印刷、电池极板、等涂胶。
涂布机一般包含放料部、涂布部、烘箱部(根据产品不同配置不同)、收料及冷风部,根据产品不同,工艺和设备结构均有一定的区别。常用多功能涂布机结构如下图:
放料部涂布部烘箱一部烘箱二部烘箱三部 收料及冷风部
图一:多功能涂布机示意图
2.2 涂布过程:
涂布过程主要由放卷--涂布--干燥--牵引--收卷五部分完成,其中最主要的是涂布过程。按照涂布方式的不同涂布机主要分为刷式涂布机、气刀涂布机、刮刀式涂布机、辊式涂布机、喷雾涂布、帘式涂布、狭缝式涂布等。
在涂布过程中,VOCs主要产生于涂布部、烘箱部的高温段部分。一般来说,涂布部尾气温度为常温,VOCs的浓度也较低,但是,烘箱部的废气温度均比较高,根据工艺不同,温度在70~130℃范围内波动。
有机废气常规处理方法
现阶段有机废气处理办法主要有吸收法、冷凝法、膜分离法、吸附法等工艺。
3.1 吸收法
吸收法是利用液体与气体接触,使气体中的有机分子转移入液体中使气体浓度降低的办法。吸收法主要以水、溶剂等做吸收剂, 通过吸收塔实现对含溶剂的尾气进行吸收净化,一般情况下,吸收法适合处理中高浓度的VOCs气体。
利用吸收法难以直接实现VOCs的回收,必须通过另外设置解馏塔才可实现VOCs的回收,但投资较高,同时,能耗较高,运行成本高。
3.2 冷凝法
冷凝法的原理是利用降低温度到-30℃~-70℃,使VOCs从废气中冷凝分离出来的处理办法。该法适用于气量小,浓度高的气体,对高沸点、小分子量的VOC的回收效果较好,对中等沸点和大分子VOC的回收效果不好。该法适用于气量1500Nm3/h以下,VOC浓度大于5%的情况。
一般情况下,单独使用冷凝法均不能实现达标排放,冷凝法必须与其它工艺组合起来才能实现有机废气的处理,如冷凝+吸附、冷凝+吸收工艺。
冷凝法只能处理气量较小的工况,对于大气量有机废气处理,投资和能耗相当高,限制了该方法的使用。
3.3 膜分离法
膜分离方法是指利用天然或人工制备的无机膜或有机膜, 借助于外界能量或化学位差的推动,利用膜对各种气体的选择透过性不同, 通过溶解-渗透- 扩散- 解析等步骤, 对混合物进行分离、分级、提纯和富集, 从而达到分离的目的,当其孔径大小、温度、压力符合一定的条件时,气体混合物中各组分通过膜的速度不同,从而达到分离的目的。【3】
气体分离膜有无机膜(包括硅酸盐、玻璃、金属)和有机膜(包括高分子聚砜、聚酰亚胺、硅橡胶、聚碳酸酯等多种聚合物膜)。
膜系统最主要的优点是流程简单、可连续常温操作。
因为国产膜组件使用寿命短,更换膜组件的成本较高,使得该工艺运行成本比较高,限制了其使用,该工艺目前在油汽回收行业有少量应用。
3.4 吸附法
吸附法是利用活性炭(GAC)或碳纤维(ACF)对有机成分的吸附作用(范德华力),使VOCs成分从气体中分离出来的方法。吸附法主要适用于中、低浓度的有机废气净化,现阶段经过技术革新,采用多级吸附工艺也可用于较高浓度的VOCs的处理。
对于非水溶性的VOCs,吸附法可以直接得到回收溶剂。
活性炭吸附法(GAC或ACF)主要用于有机废气浓度为20g/m3以下工况,可通过多个吸附器串联实现不同风量的处理,笔者利用吸附法处理过最大气量为80000Nm3/h。
在处理有机废气的方法中, 吸附法是目前应用最广泛、最成熟的技术之一, 与其他方法相比具有如下优点:(1)去除效率高、净化彻底,可以通过设置不同的吸附级数实现达标排放,最高可以达到99.9%以上的去除效率;(2)工艺成熟,安全性高。由于采用水蒸汽再生,系统安全性高;(3)对于非水溶性的VOCs,可以直接得到回收物。
缺点主要是:当废气中有胶粒物质或其它杂质时, 吸附剂寿命较短。
涂布尾气特点及处理工艺
4.1 涂布尾气特点
涂布废气组成:一般为120#溶剂油、乙酸乙酯、甲苯、丁酮、甲醇等;
涂布废气浓度:一般为2~10g/m3;
涂布废气温度:70~130℃;
4.2 涂布尾气处理工艺
针对涂布尾气特点,一般选用活性炭或炭纤维吸附工艺来处理,在实现达标排放的同时,可以回收溶剂再利用,大幅度降低生产成本。
吸附法是治理有机尾气的传统方法,可以采用多种吸附剂,如活性炭、炭纤维、分子筛等,由于活性炭具有比较大的比表面积,对有机溶剂具有较强的吸附能力,所以,活性炭或炭纤维用于涂布废气的处理优势明显。
4.3 涂布尾气处理工艺流程
采用吸附工艺的流程图如下所示:
图二:涂布废气处理工艺流程图
整个系统由冷却器、过滤器、多台吸附器、吸附冷凝器、分层槽组成。
进气经冷却器降温到活性炭或炭纤维适宜的吸附温度后,经过滤器去除胶粒杂质后,进入吸附系统吸附,尾气从吸附器顶部达标排放,吸附系统由多台吸附器组成,大部分吸附器处于吸附状态,部分吸附器处于再生状态,相到切换,由此实现连续处理。
整个系统通过PLC程序控制,实现无人值守,全自动操作。
运行结果和效益
在涂布装置中安装了吸附回收装置后, 运行十分良好,吸附排放尾气VOCs含量远低于排放指标,回收效益明显。
以江苏某厂为例, 该厂有两条多功能涂布机,安装了吸附回收装置后, 尾气排放浓度一直低于90mg/m3,每天回收乙酸乙酯溶剂3吨,且乙酸乙酯含水量低于0.1%,,回收溶剂可直接用于涂料和涂布的生产,运转费用大大降低,年产生经济效益350万元左右。因此, 采用吸附回收装置处理涂布尾气,不仅具有良好的环保效益, 而且具有显著的经济效益。
结语
在涂布行业竞争日渐激烈、全体人民环境保护意思日渐加强的今天,如何在保护环境的同时,变废为宝,进一步降低成本,直接影响企业的市场竞争力。涂布尾气的回收处理,在实现达标排放,保护环境,承担社会责任的同时,把污染环境的废气转变为对企业有用的原料,实现了节能降耗、降低成本的目的,对企业的长期持续发展影响深远。
参考文献:
谢宜风,精密涂布工艺应用新进展,《Information Recording Materials》2010 Vol.11,No.1;
赵伯元,现代涂布工艺研究进展,《影像技术》,1988,第二期,第1卷;
[关键词]工业 废气 废水 治理 策略
[中图分类号] X703 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-2-233-1
众所周知,科学技术必然是一个国家的第一生产力,国民经济的生产必然是考量国家经济实力的一道硬性目标。国民经济的增长情况是通过不同行业堆积起来的,化工产业在这方面占据着一定的位置,同时给我国的环境污染和生态平衡带来了一定的影响,产业布局的不合理现象比比皆是,就此提出了相关的策略。
1治理工业废水的建议
工业废水是我国污染的主要来源之一,也是一直危害我国环境的主要目标。就此提出了相关的治理建议。
首先要对工业废水进行合理的分类并深入的了解其特征。工业废水的来源和程度是不同的,水体污染物质的属性也大不相同,对水造成的污染性质必然就不同。具体的可以将工业污染分成两大类,分别是生物污染和化学污染。从生物污染的角度进行分析,其主要是通过病原微生物造成的废水污染。但是化学污染所涉及到的方面就有很多,在这里并不一一举例说明。
在我国,一般在进行污水处理的过程中所采用的处理方式是物理方式。在采用物理方式进行污水处理的过程中前提条件下必须是不改变污染物的化学性质,将污染物进行分离,通过多道程序将废水处理干净。
在使用化学方式进行处理的过程中,一般会在污水中使用沉淀剂。沉淀剂能够和污水中的污染离子产生一定的化学反映,将这些离子和沉淀剂结合在一起形成不易溶入水的化学物,将不溶于水的化学物从水中排除,水就逐渐得到了净化的效果。
还可以将废水升温,当废水的温度达到非常高的程度的时候,水的传递性会变得非常强,能够使有机物和气体、水等比例融合,这个时候污水的污染物就能够得到有效的分解。
2工业废水的处理方法
从我国科技角度的发展来看,对工业的废弃治理水平有了很大的提升。目前我国针对工业废水所采取的处理方法有很多种,其中最为常见的一种污水处理方法就是活性炭的吸附作用对废水进行净化处理。
在日常生活中随处能够见到活性炭的使用,它独特的内部孔隙结构的优势能够有效的吸附废弃中的微小分子,常被应用在废除处理工业当中的第一道程序当中,这是因为活性炭饱和程度较高,有效性时间较短,在进行污水处理的过程中使用的频率和效率非常高,必须要长期的进行更换,同时成本非常高,在具体的操作实验过程中仅适用于一些少数的污染物,对于大型的污水处理效果并不理想,极有可能造成二次污染,所以在具体步骤进行过程中要仔细斟酌。
UV光解净化法也被称之为有机废气净化方法和工业废气净化方法。UV光解净化法采用高能UV紫外线,在光解净化设备内,裂解氧化恶臭物质分子链,改变物质结构,将高分子污染物质裂解、氧化为低分子无害物质,其脱臭效率可99%,脱臭效果大大超过国家1993年颁布的恶臭物质排放标准,能处理氨、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、苯、苯乙烯、二硫化碳、三甲胺、二甲基二硫醚等高浓度混合气体,内部光源可使用三年,设备寿命在十年以上,净化技术可靠且非常稳定,净化设备无须日常维护,只需接通电源即可正常使用,且运行成本低,无二次污染,被应用在现代的工业废水净化中,是目前我国现代化工业废水净化主要提倡的方法之一。
3不同工业废气的处理
虽然从科学的角度来讲,稀有气体并没有一定的危险性,但是大量的稀有气体聚集在一起不仅减少了周围的氧气含量,而且容易使人出现窒息的现象,导致人死亡。
如果说工业污染气体出现在室内,可以将排气导管介入到室外进行缓慢性的排放,将气体分散开。
对于一些稀少的可以燃烧的气体,如果一次性的排放量过大,会出现爆炸的可能性。要尽量选择一些人员稀少的地方,并且禁止可燃物的出现或者是明火,在进行气体排放的过程中,要求工作人员应该从侧面进行气体排放,避免气体在喷出的过程中导致人员受伤。
当采用燃烧法进行处理的过程中,必要要安装减压阀,这能够有效的控制气体燃烧的速度,尽量使气体能够以缓慢的速度排除,使得在燃烧装置内能够燃尽。
在对助燃气体进行处理的过程中,要将助燃气体和可燃气体分割开来,防止爆炸事故的发生,将一些依附于容器阀门或者是使用器具的粉末、石油类、油脂类以及相关的可燃性物质、清理干净之后,进行助燃气的处理,在处理的过程中要求必要要远离明火、可燃物、易燃物、保障处理过程的安全性。
最后在针对一些有毒气体进行处理的过程中,处理人员应该佩戴面具,防毒手套,防毒衣,要保证身体和毒气可接触面积为零。同时在进行毒气处理的过程中,要禁止无关工作人员入内,将有毒气体防止到指定的容器之内,在放入容器之内后,要保障容器的严密性和不可随意碰触性,从而保障处理人员的总体安全。最为主要的一点就是,在整个处理过程中保障有毒气体处理的吸收剂和吸附剂的有效性,因为虽然防毒面具和防毒衣是经过高温消毒以及严密的做工制定而成的,但是因为有些工业中所使用的这些道具都是长期性的,不经过更换的,所以会出现少量气体的穿透性,一定要在保障人员安全的基础之上进行。
4结语
经济发展和科技发展双丰收的同时,带来更多的污染现象,这样的污染现象导致我国环境质量降低,我国人们生活的健康指数降低。所以说,在发展经济和工业的同时,要注重环境的保护和废弃废水的治理工作,保障我国单位综合经济效益,大幅度的提升我国的整体利益。要不断的坚定信念研究关于废气和废水的处理工作,还给人们一个好的清新的居住环境,为我国的可持续发展做出一定的贡献。
参考文献
【关键词】超重力旋转填料床;环境工业;应用
随着我国工业水平的进步,环境污染也变得日益严重,其中最主要的污染有水污染、大气污染等,为了改善人类的生存环境,对这些工业污染进行良好的处理是非常必要的,市面上的处理工厂废水、废气的设备及方法有很多种,但是对于一些中小型的企业来说,除了需要考虑相关处理方法的处理效果,处理设备的投资成本及运行费用等也是其考虑的主要因素,超重力旋转填料床因为在环境工业应用中具有诸多的优点,而在工业废水及废气的应用中,得到了广泛的应用,本文就对超重力旋转填料床在环境工业中的应用予以简单的分析。
1 超重力旋转填料床的特点及工作原理
新一代的超重力旋转填料床的研究应用,使得其相间的传质过程得到了明显的增强,能量传递、动量传递、质量传递等相关的化学反应都得到了明显的增强,由于液泛限得到了升高,气体的线速度也得到了明显的提高,这种强化多相反应过程及传递过程的突破性的设备进展,使其在环境工业的应用中,得到了更加广泛的应用,下面就对其特点及工作原理予以简单的说明。
2 超重力旋转填料床的特点
新一代的超重力旋转填料床具有一系列的优点,主要表现为:(1)其能够进行均匀、快速的围观混合;(2)他的安装环境非常的简单,可以根据其应用需要,对安装环境进行随意的选择,进行任意方向的安装都能保证其正常工作,同时,可以将其安装在运动的物体上,而保证其正常工作不受物体振动的影响;(3)在对其进行运行检查与维护时,操作起来非常的方便;(4)从启动到正常工作之间的时间间隔非常的短;(5)与传统的设备相比,设备中的气体压降没有明显的区别,不需要进行另外的研究;(6)新型设备的重量与尺寸都是非常小的,并且材料在设备中停留的时间非常的短;(7)对传递过程进行了极大的强化。
3 超重力旋转填料床的工作原理
超重力旋转填料床的工作原理为:气相进入到转轴外腔时,是通过气体进口管切向的进入,在气体压力的作用下进入填料,这个过程中是与转轴外缘一起进入,转轴内腔中的液体是通过喷头淋洒于转轴内缘上的,这时会受到轴内填料的作用,使其速度增加产生一定的离心力,使其向转轴外缘移动。
在以上的过程中,由于受到填料的破碎、分散作用,液体会形成极大的表面积,并且会不断的进行更新,同时曲折的流道对液体表面的更新还有一定的加剧作用,这使得转轴内的反应条件及传质非常的好,气体离开转轴是从转轴的中心处由气体的出口管进行引出,液体是在转轴转动的过程中,被抛洒至外壳,从液体出口管排出,超重力旋转填料床的结构图如图1所示。
图1 超重力旋转填料穿结构图
4 超重力旋转填料床在环境工业中的应用
在环境工业的发展过程中,对于旋转电化学反应、化学热泵、吸收、解吸、旋转聚合物反应器、聚合物脱出挥发物等方面的研究是非常的多的,其中很多技术已经研究成熟,并在实际的环境工业应用中,得到了非常广泛的应用,在环境工业中关于超重力技术的研究是相对来说较晚的,但是研究速度非常的快,在强化反应、强化除尘、纳米材料的制备、废气处理、废水处理等很多领域都取得了显著的成果,下面就从废气处理与废水处理两个角度来分析超重力旋转填料床在环境工业中的应用。
5 超重力旋转填料床在工业废气处理中的应用
随着环境中大气污染的日益严重,大气中工业除尘的标准已经日益提高,采用传统的除尘设备及工艺进行尾气除尘已经不能满足相关的要求,将超重力旋转填料床应用于尾气除尘中,具有非常好的环境净化效果,国内有大学在超重力旋转填料床的应用研究中,将丝网填料的超重力旋转填料床应用于富铵钙尾气除尘中,除尘效率非常的高,其效率最高可以达到99%,并且该填料床具有很大的气体处理量,每小时的气体处理量可以达到42000立方米,体现出了其非常高的尾气处理能力。
超重力旋转填料床同样可以应用于脱硫除尘中,在其工作的过程中需要将水膜、扩散、机械旋转碰撞、过滤、沉降等多种除尘技术结合为一体,国内有大学将超重力旋转填料床应用于同时除尘与脱硫的实验研究中,实验表明其内同时达到非常高的除尘效率与脱硫效率,与电除尘器相比,不管是对亲水性的粉尘还是对非亲水性的粉尘,超重力旋转填料床的除尘效率都是非常的高,并且具有非常低得能耗,具有非常大的研究及应用潜力。
6 超重力旋转填料床在工业废水处理中的应用
超重力技术能够使传质效率得到大幅度的提高,并且应用超重力技术研究设计的设备能够具有较小的尺寸,这就使得在对受传质控制的废水进行处理时,应用超重力旋转填料床技术,能够取得非常好的效果,例举一个环境工业应用超重力旋转填料床技术的实例,有企业将该设备应用于尿素水解工艺中,能够在中压压强下,将废水中的尿素含量极大的降低,经过这样的处理之后,处理后的废水不仅可以实现直接排放,还能够将其回收利用,应用于中压锅炉中,兼具了社会效益、经济效益及环境效益。
氨氮废水是工业废水中常见的一种废水形式,尤其是在化肥厂的生产过程中会产生大量的氨氮废水,在超重力旋转填料床的实验中,将其应用于氨氮废水的处理,实验结果表明,其废水处理量及处理效率非常的高,经过该设备处理之后的废水中的氨浓度远远低于国家的有关标准,并且具有较低的能耗,在对废水进行清洁处理的同时,还能有效的促进氨回收,有效保护环境的同时,还避免了资源的浪费,其环境价值及经济价值由此可见。
7 结束语
工业生产过程中,难免会产生大量的废水及废气,这会对人们的日常生活环境造成较大的影响,对其进行有效的处理显得非常的重要,本文就对超重力旋转填料床的特点及工作原理进行了简单分析,并从废气处理与废水处理两个角度例举了超重力旋转填料床在环境工业中的应用,由于其具有非常多得优点,值得做更加深入的研究,以扩大其应用范围。
参考文献:
关键词:环境保护;辐射技术;环境污染;电子束;污泥处理;固体废弃物处理 文献标识码:A
中图分类号:X505 文章编号:1009-2374(2016)33-0063-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.33.033
辐射作为一种常见的自然现象和生活现象广泛存在于我们的生活当中,最为常见的辐射来源于我们生活中的家用电器,例如电脑、手机以及微波炉等。上述电器所发射出的辐射属于低能辐射,这些辐射虽然广泛存在于我们周围,但无法被有效地收集和利用,而辐射技术主要应用高能射线,主要由伽玛射线、电子束、射线等组成,并被人们广泛地应用在各个领域和行业中。辐射技术在环境保护当中的应用也十分具体,主要被应用在环境保护和环境污染的治理当中,环境污染包括光学污染、空气污染、固体污染以及工业废水污染等,辐射技术在上述污染的治理当中均起到了极大的作用。尤其是在工业污染当中,以二氧化硫污染、水污染、固体废弃物污染等为主,此类污染不单影响环境,对周围居民的健康和生命具有非常大的危害,通过辐射技术对上述污染进行治理,能够极大地改善工业污染对环境的影响,应用价值极高。
1 辐射技术概念与应用概述
1.1 辐射技术的定义
辐射技术来源于辐射化学,辐射化学的主要原理是将辐射源放置在流动的水源当中,使辐射源所发射出的射线或粒子能够改变水源的水质,从而使受到污染的水水质得到改善。随着研究的深入,人们将辐射技术应用到环境保护当中,使其成为环境保护中的主要应用技术之一。辐射技术的主要原理是利用高速运动的电子或射线,对不同种类的污染物进行辐射,使污染物自身发生化学反应或物理反应,降低污染物当中的有毒物质或污染物质,使其被分解为不具有污染的物质或容易被处理的物质,从而达到治理污染的目的。辐射技术现已被广泛地应用在食品加工、卫生医疗、饮水处理等领域当中,主要由x射线、r射线等组成。目前我国常用的辐射技术主要包括加速电子和γ射线两种。
1.2 辐射技术的应用现状探究
目前辐射技术在我国环境保护当中应用非常广泛,且得到了迅速的推广和发展。辐射技术的应用优势在于能够在常温常压的环境下应用,操作便捷且利用效果好,能够在短期内对环境污染产生较为良好的治理效果,能够保证并对环境带来较大的影响,因此我国各级部门、各行业也对该技术开始重视。目前我国在大气污染治理、水污染治理、固体废弃物处理等方面都应用了辐射技术,对我国的工业生产污染治理带来了新的道路与发展方向。
2 辐射技术在环境保护中的应用
2.1 电子束的应用
电子束技术是辐射技术中较为常用的技术之一,电子束有高速的特点,在工作过程中具有较强的穿透力,且开关灵活,能够有效地观察到受照射物品的特性、情况以及是否出现问题。例如在船舶制造业当中,高速电子束能够有效检测出生产出的船舶是否出现空隙,并通过高速电子束确定船舶当中钢板空隙的位置,如果船舶的船体钢板中具有漏点和空隙,则该船舶的使用寿命大大缩短,甚至是造成出现不合格的产品,无法在水中正常航行。这一技术的应用有效地延长了船舶的使用寿命,从而达到节约资源的目的,降低金属资源等资源的浪费。
2.2 污泥的处理作用
在我国的工业生产当中,污泥是包含了工业废水废料以及泥沙等工业废物的污染物。污泥当中包含大量的细菌、寄生虫以及污染物,如果未经过处理就排放到自然环境中,对周围土地、居民以及牲畜都会产生巨大的影响,许多地区由于污泥污染无法适应人畜生活,造成耕地荒废,不但增加了该地区的环境压力,还对自然环境造成了极大的破坏。利用辐射技术能够杀灭污泥中的细菌、寄生虫,使工业排出物的污染性降低,一些污泥经过辐射技术的处理不但清除了污染物,并且对该地区的土壤有一定的增肥效果,辐射技术中主要以核辐射对污泥治理的效果好,核辐射能够减少污泥的粘性,提高污泥的脱水能力和沉降能力。
2.3 固体废弃物处理中的应用
除了工业废物排放外,人们在日常生活中也经常产生许多固体垃圾,这些都可归类于固体废弃物当中,尤其是建筑垃圾以及塑料制品,对周围环境的影响较大。通过辐射技术对固体废弃物进行辐照,能够有效分解垃圾中的有机物,并且将分解后的垃圾作为动植物饲料或肥料进行使用。
2.4 等离子照射技术的应用
等离子照射技术在我国的应用较多,其应用效率高、运营成本低、效益好等优势是等离子照射技术广泛应用的主要原因。尤其是在使用过程中,等离子照射技术不会导致二次污染的发生,得到我国政府的重视和应用。等离子照射技术主要是通过气体放电、燃烧等方法使污染物产生化学反应,将污染物中的有毒物质分解,并将上述物质重新形成为无污染的物质,使有毒污染物能够得到再利用。
3 辐射技术在环境污染中的应用
3.1 辐射技术在水污染中的应用
工业生产过程中会排出大量的污水,其主要成分包括大量的有机污染物,其中苯环、甲氯农药、多氯联苯、氯酚等。上述污染物使得污水具有非常强的脂溶性和毒性,造成水体污染、土壤污染。毒素通过水体进入到动物、植物和人体内,最终导致人体受到巨大的损伤。污水中有机污染物的危害在于会杀死水中的微生物,即使通过污水处理也无法达到正常的水质,而传统化学物理方法进行污水处理时,仅仅能将污染物从水中分离,分离后会出现污泥,污泥的污染性更强,依旧需要进行处理。辐射技术能够使水出现电离反应,放入水中的氢原子、过氧化氢等具有高氧化性的物质分解水中的有机污染物,尤其是多氯联苯、氯酚化合物等降解程度难的有机污染物,从而彻底减少或消除水中的污染物,达到治理污水的目的。
3.2 辐射技术在废气污染中的应用
除了污水外工业生产排放量较大的污染物当中包括废气污染,废气污染会直接影响到大气环境,造成大气污染。工业生产所排放的废气中主要包含二氧化硫和一氧化氮,上述两种气体均具有非常强的毒性,经过研究发现将一氧化氮与人体血液进行实验,发现人体血液中的血色素能够与一氧化氮相结合,在人体内反映出亚硝基血色素,该成分会使人体中毒。除此之外,二氧化硫也是威胁人体健康,导致植物损伤的主要气体,可见工业生产废气治理的重要性。传统的废气污染治理方法是碱淋洗法、双碱法进行治理,但收效甚微。通过辐射技术进行废气污染治理效果显著,辐射技术能够有效地使一氧化氮得到充分的降解,其原理是通过电子束进行照射,所发射的能量与大气中的水、氮以及二氧化碳吸收,产生出大量的自由基与废气污染中的一氧化氮反应。辐射技术对于一氧化氮的降解效果很高,能够有效地减少工业废气中一氧化氮的污染,改善大气环境。
3.3 辐射技术在固体废弃物治理中的应用
目前最难处理的固体废弃物为塑料制品,塑料制品的分解难度极高,通过自然分解则需要较长时间的分解过程,且对周围环境造成巨大的污染,如果通过高温燃烧进行塑料制品的处理,则会产生有害气体,造成其他污染。辐射技术在固体废弃物治理中的应用效果极高,主要应用等离子辐照技术,例如日本采用г射线将塑料制品进行处理后再进行粉碎,其治理效果较好。除塑料制品外,废纸、木屑等纤维素含量较高的固体废弃物,也通过辐射技术得到有效的治理,例如美国将加酸处理和辐射技术结合应用,将上述废弃物中的葡萄糖有效回收,并且将剩余物质作为牲畜饲料应用,其治理效果较好。
4 结语
辐射技术在环境保护和污染治理当中的应用优势明显,在水污染处理、固体废弃物处理、大气污染的治理等方面的应用十分成熟,尤其在污泥、塑料、工业废气的处理当中,具有成本低、效果好、对环境无二次影响等优势,具有非常大应用效果的同时,也具有非常大的发展前景,能够结合现有的污染处理方法,将污染物更加高效、环保的处理和应用。随着科学技术的不断革新,污染物的处理方法不断进步,辐射技术的使用设备也逐步改良,一方面提高了辐射技术的试用效果;另一方面有效地降低了辐射技术的使用成本,可见辐射技术在环境保护中的应用价值越来越高。通过本文的研究可以看出,辐射技术能够在治理污染的同时,减少污染物中有毒物质的排放,并且与传统污染治理方法不同的是,辐射技术不会在治理此类污染的同时,产生其他种类的污染,减少了二次污染的发生率。与此同时,许多污染物在治理过程中或治理完成后,能够产生具有环境保护功能或提高环境清洁能力的物质,例如在水污染、污泥污染以及固体废弃物的污染治理过程中,均能够产生如土壤肥料、清洁自由基等物质,在减少自然污染的同时,提升了环境自身的抗污染能力。虽然辐射技术具有极强的污染处理能力,但该技术尚未完全开发,具有一定的不足和缺点,所以无法大面积地推广使用,且辐射技术虽然能够治理污染,但依旧无法通过单一的手段进行治理,需要与其他环保技术进行结合,以保证污染治理的彻底性和有效性。可见辐射技术的未来发展方向,是进行技术的进一步提高和发展,并与其他技术进行有效的结合,才能够在环境保护当中起到更大的
作用。
参考文献
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