前言:中文期刊網精心挑選了廢氣處理范文供你參考和學習,希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感,歡迎閱讀。
廢氣處理范文1
關鍵詞:噴涂廢氣、漆霧、有機廢氣、吸附、催化燃燒
Abstract: This paper introduces the origin and harm of spraying waste gas, according to the characteristics of waste gas of paint spraying, spraying waste gas of paint mist and organic waste gas treatment technology, analysis of various treatment technology advantages and disadvantages, and introduces a mature spraying governance process.
Key words: spraying waste gas, mist, organic waste gas, adsorption, catalytic combustion
中圖分類號:X701文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2012)
1 引言
隨著經濟的發展,很多工廠企業在生產或加工配件時都使用到噴涂工藝,噴涂廢氣污染源分布廣泛,由于涂料中含有一定比例的溶劑和稀釋劑,在噴涂過程中會產生大量的揮發性有機物,同時在噴漆的時候會產生大量的漆渣、粉塵、臭氣、異味等,尤其是生產過程中產生的三苯(苯、甲苯、二甲苯)會通過呼吸道進入人體,使人產生眩暈、惡心等癥狀,嚴重時還會導致障礙性貧血。噴涂廢氣不僅對工作人員的身心健康造成嚴重的威脅,同時也污染了周圍的大氣環境。隨著國家環保法規、節能減排措施的日益完善和加強,人們對生活環境的要求越來越高,如何選擇合適噴涂廢氣處理工藝,減少有機廢氣排放,已經成我們急需討論的問題。
2來源與性質
噴涂廢氣來源于汽車、摩托車、自行車、輪船、飛機、家具設備、機械設備、建材等行業噴涂工序中,包括噴涂、流平和烘干三個步驟。由于涂料中添加有機溶劑,故有有機廢氣排放,主要含有苯、甲苯、二甲苯等有機污染物。除了有機廢氣外,由于油漆或光油在高壓作用下霧化成微粒,部分未能全部到達噴漆物表面的油漆顆粒隨氣流彌散形成漆霧,故噴涂廢氣中還含有漆霧顆粒物。漆霧顆粒微小,絕大部分在10µm以下,而且黏度大,易黏附在物質表面。
3 處理工藝流程
3.1 工藝分析比較
由于噴涂廢氣不僅含有有機廢氣,還有漆霧,漆霧會影響到后續有機廢氣處理的運行和治理效果,故在凈化有機廢氣之前必須去除漆霧,然后才能進一步去除廢氣中的甲苯、二甲苯、非甲烷總烴等揮發性有機物。
3.1.1漆霧處理方法
目前國內外漆霧處理方法有過濾法、低溫冷凝法、油吸收法、水吸收法等,較多采用的是過濾法和水吸收法。
3.1.1.2 過濾法
主要采用濾層阻留漆霧和顆粒物,濾料可以采用玻璃纖維棉、爐渣等,也可以組合使用,過濾材料視污染程度定期更換或清理漆塊后重復使用。過濾措施能去除大部分的漆霧,對有機物也有少量的吸附,但容易堵塞。
3.1.1.2水吸收法
包括噴淋水洗、霧化洗滌、無泵水幕處理、水旋式處理等。噴淋水洗采用噴嘴組成的噴淋室,將水霧化來沖洗漆霧,水過濾后重復利用,該方法效果差,噴嘴易堵塞;霧化洗滌采用螺旋進氣,在高級霧化作用下,氣液充分接觸,廢氣中的細小顆粒物、未凝固的涂料顆粒及少量有機廢氣被吸收;無泵水幕噴漆室和無泵水激噴漆室是利用高速排風誘導提水,將排風系統和排水系統合二為一,形成無泵的水循環系統,由于漆霧經過水幕、水簾以及氣水通道與水幕強烈攪拌,形成多級凈化過程,提高了凈化效率;水旋式噴漆室主要是靠在柵格上的水旋器來分離空氣中的漆霧,當含有漆霧的空氣直接被吸入水旋器與柵格板下的水面撞擊后,同水一起以漩渦運動流入水旋器,漆霧和空氣分離。目前廣泛采用的主要是水幕、水旋及水激式噴涂設備,均能取得較好的凈化效果,但因甲苯、二甲苯等有機物不溶于水,對該類有機污染物的去除效率甚微[1]。
3.1.2有機廢氣處理方法
經過除漆霧處理后的噴涂廢氣主要含有揮發性有機物,處理有機廢氣的方法主要有取吸附、燃燒法、等離子電離法、冷凝回收法、吸收法等方式。
3.1.2.1吸附法
吸附法是目前廣泛使用的有機廢氣處理技術,將有機廢氣通過活性炭床,其中的有機污染物被吸附劑吸附,廢氣得到凈化后排入大氣。當炭吸附達到飽和后,通入熱空氣加熱炭層,對飽和的炭床進行脫附再生,脫附吹脫放出的有機污染物需做進一步處理。
主要的吸附劑有活性炭、活性炭纖維,焦炭粉粒等?;钚蕴亢突钚蕴坷w維具有密集的細孔結構,內表面極大,吸附性能好,化學性質穩定,耐酸堿,耐水,耐高溫、高壓,不易破碎,對空氣阻力小等特點,因此被廣泛采用。
活性炭吸附法凈化率可達95%以上,適合低濃度情況,需要提供能量進行脫附再生,脫附出來的高濃度污染物需要進行再處理,若無再生裝置,設施運行一定時間后需更換新炭,運行費用太高。
3.1.2.2燃燒法
對于可燃性的有機廢氣,可以采用燃燒法進行處理,通過燃燒使有機廢氣在變成二氧化碳和水。燃燒法分直接燃燒法、熱力燃燒法、催化燃燒法三種。
(1)直接燃燒法:該法適用于高濃度、可燃性有機廢氣的處理。可以在一般的鍋爐、廢熱鍋爐、加熱鍋爐及放空中對廢氣進行燃燒,燃燒溫度大于1000℃。該法簡單、成本低、安全,適用于生產波動大、間歇性排放廢氣的情況。但該法在燃燒不完全時仍有一些污染物排放到大氣中,且用火焰燃燒的熱能無法回收。
(2)熱力燃燒法:該法適用于低濃度、可燃性有機廢氣的處理。燃燒時需加輔助燃料,燃燒溫度為720~820℃。
(3)催化燃燒法:該法適用于處理有機廢氣和消除惡臭。催化燃燒法操作溫度較普通燃燒法低一半,通常為200-400℃(一般低于800℃)。在催化劑的作用下,有機廢氣中的碳氫化合物可以在較低的溫度下迅速的氧化,生產二氧化碳和水,同時發出燃燒熱。催化燃燒法凈化率可達95%,適合于處理高濃度、小風量且廢氣溫度較高的有機廢氣,合適的設計工藝可以在只需要補充少量能源情況下維持燃燒,并且可以產生富裕能量,可以徹底分解污染物,運行費用低。但是噴漆廢氣中的“三苯”濃度一般低于300mg/m3,因此采用催化燃燒法處理噴涂廢氣不太適合[2~4]。
3.1.2.3等離子電離法
等離子電離法主要是通過脈沖電暈的技術,將有機廢氣中的有機物分化成空氣中的無害物質。適合于處理低濃度(〈1~1000ppm〉)、劇毒劇臭的有害氣體,以及操作簡單。但該技術還不夠成熟,在處理有害氣體時還是有其欠缺的地方,如不能完全徹底地把有害氣體轉化為無害氣體,副產物較多;且在氧等離子體下產生大量的臭氧;能耗較高;脫除效率較低等。
廢氣處理范文2
[關鍵詞]多晶硅;廢氣;處理
中圖分類號:X701.7 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)40-0007-01
多晶硅是單質硅的一種形態。熔融的單質硅在過冷條件下凝固時,硅原子以金剛石晶格形態排列成許多晶核,如這些晶核長成晶面取向不同的晶粒,則這些晶粒結合起來,就結晶成多晶硅。
1 多晶硅的用途及分類
當前,晶體硅材料是最主要的光伏材料,其市場占有率在90%以上,而且在今后相當長的一段時期也依然是太陽能電池的主流材料。多晶硅具有半導體性質,是極為重要的優良半導體材料,但微量的雜質即可大大影響其導電性。
多晶硅需求主要來自于半導體和太陽能電池。多晶硅按純度可以分為冶金級(工業硅)、太陽能級、電子級。
(1)冶金級硅(MG):石英砂在電弧爐中冶煉提純到98%并生成工業硅,其化學反應SiO2+CSi+CO2一般含Si為90%~95%以上。
(2)太陽能級硅(SG) :純度介于冶金級硅與電子級硅之間,至今未有明確界定。一般認為含Si在99.99%~99.9999%(4~6個9)。
(3)電子級硅(EG):一般要求含Si>99.9999%以上,超高純達到99.9999999%~99.999999999%(9~11個9)。
2 多晶硅的生產工藝進展
多晶硅是通過干燥硅粉與干燥氯化氫氣體在一定條件下氯化,再經冷凝、精餾、還原而得。
目前,多晶硅工藝技術空前活躍。主要有西門子法、冶金法、等離子法、硅烷法、流化床法、熔鹽電解法、無氯工藝技術等。西門子法是通過氣相沉積的方式生產柱狀多晶硅。為了提高原料利用率,在原基礎上采用閉環式生產工藝即改良西門子法。改良西門子工藝生產的多晶硅產能約占世界總產能的80%。
國內外對西門子法制備高純多晶硅的研究較多。如張玉等人采用催化化學氣相沉積法制備多晶硅薄膜;美國M.M.Dahl等人研究了多晶硅在流化床中的微觀結構和顆粒生長。此外,多晶硅的生產技術還有碳熱還原法、區域熔煉法等。碳熱還原法是利用高純碳還原二氧化硅制取多晶硅,區域熔煉法是利用金屬定向凝固原理將金屬級硅提純到、太陽能級硅的。
3 廢氣和殘液的處理
在多晶硅制備中有大量的廢氣和廢液產生,國內多數單位通常先用水洗水解,然后通過NaOH中和處理廢氣和殘液處理工序。
3.1 廢氣凈化
氯硅烷分離提純工序各精餾塔頂排放的含氯硅烷、氮氣的廢氣,及含氯硅烷、氫氣、氮氣、氯化氫的多晶硅還原爐置換吹掃氣和多晶硅還原爐事故排放氣等,被送進尾氣洗滌塔組,用水(鹽酸溶液)洗滌,廢氣中的氯硅烷與水發生以下反應而被除去:
SiHCl3+2H2O=SiO2+3HCl+H2
SiCl4+2H2O=SiO2+4HCl
SiH2Cl2+2H2O=SiO2+2HCl+H2
出尾氣處理塔頂含有氮氣和氫氣的廢氣經液封罐放空,出尾氣處理塔塔底含有SiO2固體的鹽酸溶液用泵送入工藝廢料處理工序。
3.2 殘液處理
從氯硅烷分離提純工序中排除的殘液主要是含有四氯化硅和聚氯硅烷化合物的液體以及裝置停車放凈的氯硅烷液體,送到殘液工序加以處理。
需要處理的液體被送入殘液收集槽。然后用氮氣將液體壓出,送進尾氣洗滌塔組。被水(鹽酸溶液)洗滌,廢液中的氯硅烷與水發生反應生成含SiO2固體的鹽酸溶液,通過Na0H溶液和氯硅烷廢液反應并轉化成無害物質。
廢液中的氯硅烷與NaOH發生如下反應:
SiCl4+4NaOH=H4SiO4+4NaCl
Si2OCl6+6NaOH+H2O=2H4SiO4+6NaCl
Si2Cl5H+5NaOH+3H2O= 2H4SiO4+5NaCl+2H2
Si2Cl6+6NaOH+2H2O=2H4SiO4+6NaCl+H2
H4SiO4=SiO2+2H2O
H4SiO4+2NaOH=Na2SiO3+3H2O
水洗水解工藝的缺點:
(1)工藝路線長,設備多,投資大;
(2)工藝過程復雜,耗水耗堿量大,三廢處理量大,不僅原材料浪費多,而且須用大量的氫氧化鈉處理鹽酸,生產成本較高。
(3)處理過程密閉性差,造成空氣污染及不安全因素;NaCl水溶液是咸水。
通過分析水洗水解工藝的缺點可知,多晶硅三廢治理投資方向應按照安全性(Security)、無害化(Harmless)、零排放(Zero Liquid discharge)、再利用(Reuse)、再循環(Recycle)、經濟性(Economical)的循環經濟理念進行新工藝的設計和研究,這也是多晶硅產業可持續發展和環境保護的需要。
4 多晶硅廢氣處理工藝設計
基于水洗水解工藝的缺點,進行新的設計:廢氣和處理工序殘液處理工序合并,用石灰乳代替NaOH溶液;將水洗與堿洗合并在同一反應器中;過濾與濾餅脫水回收水循環使用 ;引入DCS系統自動控制。
4.1 工藝過程
(1)分解與中和
分解與中和裝置由反應器1、2組成。本裝置的功能是中和和除去從氯硅烷回收系統產生的廢氣。分解與中和在反應器的1、2中交替進行,具體步驟為:
在反應器1中注入工業冷水,當水位到達后,控制系統關閉水閥,打開石灰乳液閥門開始注入石灰液。石灰液達到所要求的水平后,控制系統關閉石灰液輸送線路。
當控制系統打開反應器的供料管線時,蒸發產物在反應器中與石灰乳溶液混合并發生分解。發生的化學反應主要有:
SiHCl3+H2OSiO2+HCl+H2
SiCl4+H2OSiO2+2HCl
SiH2Cl2+O2SiO2+2HCl
通過注入低壓蒸汽,分解過程中反應器內的溫度保持在25°C,并監測pH值。當pH值達到9時,控制系統切換蒸汽注入另一個正在準備的反應器,著手進行下一輪蒸汽分解。
在進行分解的同時中和啟動。發生的化學反應主要是:
HCl+Ca(OH)2CaCl2+H2O
反應器內的介質保持30分鐘的攪拌以完成中和步驟。
(2)過濾
過濾裝置由過濾器和泵組成。過濾是使用泵將中和后的產物泵入過濾器中,泵的操作壓力由過濾器的控制面板控制。通過電導率監測來控制濾液質量。濾餅脫水是將干燥壓縮空氣通過過濾器中的濾餅,直到沒有液流從濾板出液口流出為止。通過循環泵將流出的濾液輸送回相應的反應器。完成濾餅脫水后,拆卸過濾器,卸下濾餅并放進固體廢物收集容器中回收利用。
4.2 該工藝的優點
(1)工藝簡單,設備投資少。
(2)密閉性循環性好,能耗低,利于環境保護且節省成本。
(3)石灰乳比燒堿的成本低,腐蝕性小,且分解中和后的產物比用燒堿中和后的產物好處理。
(4)自動化控制,安全且節省人力。
(5)通過過濾裝置回收水,節約了水資源,防止了水環境污染。
5 結語
在多晶硅尾氣處理方面,還有很多的課題可以研究,只有三廢處理工藝循環系統得到充分地完善,才能有利于降低消耗,才能更有利于治理污染、減輕環境保護壓力、實現環境友好,同時降低成本,給企業帶來經濟效益。
參考文獻
[1] 念保義,郭海瓊,何紹福.化學法多晶硅生產工藝研究進展[J].廣州化工,2011.39(6).
[2] 馬文會,戴永年,周曉奎.一種制備太陽能級多晶硅的方法[P].
[3] 田林,謝剛,俞小花,李榮興.多晶硅生產的研究現狀及發展趨勢[J]云南冶金,2011.40(3).
廢氣處理范文3
關鍵詞:有機廢氣 處理 技術研究
中圖分類號: U491 文獻標識碼: A 文章編號:
一、對目前有機廢氣處理技術的概述
目前,國內外治理有機廢氣比較普遍的方法有:吸附法、吸收法、氧化法等。
1活性炭吸附法
利用固體吸附的原理從氣相或者液相去除有害成分的過程稱為吸附操作。根據吸附機理,可以將吸附劑分為物理吸附材料和化學吸附材料?;瘜W吸附材料通常通過疏水鍵化學吸附作用去除有機污染 物質,如用于吸附去除鄰苯二甲酸二甲酯類物質的酚醛樹脂吸附劑、BA接枝改性聚丙 烯纖維等。但是化學吸附材料通常應用于水相有機污染物質的去除,在有機廢氣方面的應用較少,可能是因為在氣一固兩相界面上有機廢氣污染物質與吸附劑之間的接觸時間太短,不利于化學吸附反應的進行,吸附效果不理想。因此在吸附法治理有機廢氣的實際應用過程中,常用的吸附劑為活性炭 、沸石等物理吸附材料,因為這些吸附劑呈現狀結構,比表面積大,物理吸附作用強,適用范圍寬。大量的研究結果表明與蜂窩狀、顆粒狀吸附材料相比,纖維狀吸附材料具備傳質速率陜的優點。因此,在選擇廢氣污染物吸附材料時可以優先選擇纖維狀材料,以提高處理效果。
2吸收法
1)液體吸收法
吸收法主要是指液體吸收法,通過廢氣與吸收劑的接觸,使其中的有害組分被吸收劑所吸收。經過解吸,將其組分除去或回收,使吸收劑再生,重復使用。廢氣處理設施中普遍使用的水噴淋裝置就是基于此原理。吸收過程分為物理吸收與化學吸收。物理吸收主要依據相似相溶原理,水是一種最常用吸收劑,可以把溶于水的有機溶劑氣體如丙酮、甲醇、煙等去除,但水溶性尚差的“三苯”物質不能被水吸收。化學吸收是基于吸收試劑上活性基團可以與有機廢氣污染成分發生的化學反應進行的吸收過程。
2)吸收法國內外研究現狀
吸收法處理有機廢氣污染物的國內外研究狀況。根據研究可以總結出以下3個結論:
國內外研究者研究了不同溶劑吸收法對各種 有機廢氣污染成分的處理效果,包括苯類(苯甲苯、二甲苯、苯乙烯)、酯類、酮類、有機烴;
吸收劑主要包括有機溶劑、表面活性劑和水,還包括新型環保型吸收劑環糊精;
(3)有機廢氣的具體成分不同,吸收劑選擇不同。
3催化氧化燃燒法
對于有毒、有害、不須回收的VOCs,氧化法是一種較徹底的處理方法。它的基本原理是VOCs與O2發生氧化反應,生成CO2:和HO2,化學方程式如下:a CXHYOZ:+bO2---,cCO2+dO2 氧化反應類似化學上的燃燒過程,但由于 VOCs的濃度太低,所以反應中不會產生可見的火焰。氧化法一般通過以下兩種方法使氧化反應能夠 順利進行:一是加熱,使含VOCs的廢氣達到氧化反應所需的溫度,即熱氧化法;二是使用催化氧化。催化氧化是指在一定壓力和常溫條件下,以金屬材料為催化劑,如Pt、Pd、Ni等,廢氣中得有機污染物與空氣、氧氣、臭氧等氧化劑進行的氧化反應。由于催化劑的存在,催化燃燒的起燃溫度約為250℃一300℃。高效催化劑是催化氧化法的關鍵核心。
4生物處理法
生物處理技術的實質是附著在濾料介質中的微生物在適宜的環境條件下,利用廢氣中的有機成分作為碳源和氮源,并將有機物分解為二氧化碳、水、無機鹽等無害或少污染的物質。生物處理技術包括生物吸收法和生物過濾法,生物處理技術具有設備簡單、運行費用低、較少形成二次污染等優點。
二、幾種主要有機廢氣處理技術比較與總結
1適用范圍比較
活性炭吸附技術一般適合于污染物濃度低于2000 mg/m3以下的有機廢氣處理,在酸性環境下的吸附效果優于堿性環境,且氣體溫度最好為常溫,若廢氣溫度過高,可選配氣體冷卻裝置來降低廢氣溫度,使之達到活性炭最佳吸附狀態。溶劑吸收法主要適用于高濃度有機廢氣或者大風量低濃度的有機廢氣處理。催化燃燒技術一般適合污染物濃度在2000~6000 mg/m3之間的有機廢氣處理,若廢氣溫度大于180℃,廢氣濃度可低于2000 mg/m3也可,但廢氣中如含有硫等有害于催化劑中毒的成分不適合該技術。
2存在問題比較
1)活性炭的吸附性與再生處理
活性炭吸附是將污染物質從氣相固定到自身,并沒有從根本上解決污染消除的問題,當多種氣態污染物同時存在時,活性炭的吸附能力大幅低于只含有一種氣態污染物時的吸附效率。而對于吸附飽和的活性炭,一般處置方式有兩種,一是廢棄,直接燒掉或填埋,這樣會造成資源浪費。二是將其再生反復使用,但活性炭的再生仍然存在一些問題,主要包括:再生過程活性炭有效部分損失較大、再生后吸附能力有一定下降,再生尾氣的二次污染等。
2)吸收液吸收效率低
液相吸收法是將污染物質從氣相到液相的物理轉移或化學轉變,氣態污染物液相噴淋吸收針對高濃度有機廢氣或者大風量低濃度的有機廢氣的治理較好,而針對低風量低濃度有機廢氣治理效率仍有待進一步提高。
3)催化劑選擇苛刻
當使用催化氧化燃燒處理有機廢氣時,某些氣體污染物燃燒氧化反應條件苛刻,必須需要高溫、高空、高水蒸氣分壓,因此選擇的催化劑必須具各高活性、高熱穩定性和高水熱穩定性,以及一定的抗中毒能力;常用的催化劑是Pd、Pt、Rh、Au等貴金屬催化劑,但這些貴金屬價格昂貴、易燒結,增加了催化氧化處理成本。
三、有機廢氣處理技術的展望
隨著對有機廢氣處理技術的研究開放力度不斷加大,除上述傳統的處理工藝技術外,一些新的技術也逐步被開發應用,為有機廢氣的治理提供了更廣闊的途徑。
1膜分離法
膜分離法是使用半滲透性的膜將VOCs從廢氣中分離出來的方法?;緳C理是基于氣體中各組分透過膜的速度不同,透過膜的能力不同,因為每種組分透過膜的速度與該氣體的性質、膜的特性與膜兩邊的氣體分壓有關。
2 綜合處理技術
綜合處理技術主要是指將多個傳統處理工藝有機結合,比如吸收一解吸一變壓吸附組合工藝、吸附催化氧化技術等,這類綜合處理技術具有極強的針對性和互補性,處理效果遠遠優于單一方法。
四、結束語
通過本文的論述,對于有機廢氣處理技術的合理選擇,不論采用傳統還是新的處理技術都必須符合使用性能、范圍、等因素。因此我們在處理企業有機廢氣污染問題時,一定要結合實際情況,綜合評估各項因素。不僅有效提高有機廢氣處理效率,同時也減少了成本支出為企業帶來高額的經濟效益。
參考文獻:
[1 ]袁峰,魏俊富,湯恩旗等.BA接枝改性聚丙烯纖維對水中鄰苯二甲酸二丁酯的吸附[J].天津工業大學學報,2009
廢氣處理范文4
[關鍵詞]:鋁加工;含氟廢氣;治理措施
[引言]:
再生鋁是一種由含鋁的廢料和廢鋁合金材料,經過重新回爐熔煉并提取得到的可使用鋁金屬或鋁合金材料。由于經過鋁再生獲得的鋁材料,與原鋁性能相同,因此這一再生過程使得鋁材料成為一種可循環利用的資源。據統計目前再生鋁的數量占世界原鋁年產量的1/3以上。我國是一個鋁產量大國,這一鋁再生技術在我國可持續發展和科學發展觀的要求下,鋁再生產業的比重逐年增多。
在再生鋁熔煉過程中,會使用含冰晶石(Na3AlF6)的覆蓋劑和打渣劑(NaCl、KCl、CaCl、AlCl3的混合物)來保證熔煉的質量。而冰晶石在400℃~600℃的高溫下與大氣及鋁料中的水分會發生化學反應生成氟化氫氣體。這是一種無色有刺激性氣味的氣體,這種氣體具有很強的毒性,容易使骨骼、牙齒畸形。此外,當氟化氫氣體溶于水時會激烈的放熱并生成氫氟酸,這種物質可以透過皮膚被黏膜、呼吸道及腸胃道吸收,使人體中毒。這種氣體同時也會對大氣造成嚴重的污染。根據我國環境部門的對鋁加工過程中氟排放量的監測結果可以看到,氟排放的平均濃度為11.2mg/m3,遠遠超過濃度6mg/m3的二級排放標準。為了減少并最終消除再生鋁加工過程中的含氟廢氣,保證人體健康及環保的要求,研究對這一廢氣的治理措施有重要的實際意義。
1、鋁加工過程中含氟廢氣生成及其危害原理
鋁加工工程中再生鋁料及大氣中的水分會與含冰晶石的覆蓋劑和打渣劑發生化學反應,其反應的方程式為:
2Na3AlF6 + 3H2O = 2Al2O3 + 6NaF + 6HF
2NaF + 2H2O = Na2O + 2HF
環境和人體產生的危害的HF氣體還可以溶于水中,其在水中有兩個平衡:
HF=H+ F- k1=7.2×10-4
HF+F-=HF2- k2=5.2
此時隨著濃度增大(大于5mol),HF已經是相當強的強酸了,因此HF在溶于水后產生的具有氫氟酸具有強腐蝕性。此外HF氣體還能與普通金屬發生反應,放出氫氣而與空氣形成爆炸性混合物,這對生產工作中人員的安全也是一個巨大的危害。
2、處理鋁加工過程中含氟廢氣的方法
2.1干法洗消
干法洗消除還可以叫做干法中和,其原理是HF和含F的酸性物質與如NaOH、Ca(OH)2等固態堿性物質發生中和反應,生成沒有危害性的鹽類。通過這種方法凈化加工過程中的廢氣,使排放的氣體達到標準。
2.1.1干法洗消過程
鋁加工過程中,產生的廢氣依次通過,填充了堿性物質、氧化鋁、活性炭的吸收塔,最終成為無害的氣體被排放出。過濾的第一層堿性物質一般用CaCO3、Ca(OH)2等堿性的物質,這兩種物質與HF的反應方程為:
2HF+CaCO3=CaF2+H20+CO2
2HF+Ca(OH)2=CaF2+H2O
由上述方程式可以看到反應過程中又產生了H2O和CO2,上文已經論述過HF會溶于水中生成有害物質氫氟酸。為此,第二層填充物質采用氧化鋁來吸收第一層過濾過程中產生的水分。為了進一步提高對廢氣的凈化程度,再對第三層填充活性炭。
2.1.2干法洗消的特點
在實際處理過中,由于過濾所使用的堿性物質不能及時更換等原因,使得消洗不能將含F廢氣完全的綜合成無害的堿性物質。未被中和掉的HF氣體會與設備中的真空泵用油發生反應,會造成真空泵用油性能變差,出現密封性能、效果降低的問題,最終影響到抽取廢氣的效率。此外,設備內表面會被生成的氫氟酸腐蝕,生成不同種類的固態化合化合物,
這些固態化合物會降低設備的導熱能力,最終使設備的冷卻效果下降,降低設備的使用能力。
2.2濕法洗消
這種方法是通過利用鋁加工過程中的含F廢氣溶解在液體中的效應,或者是根據含F廢氣的酸性特征,加入堿性的溶質來中和廢氣。對含F廢氣的處理,通常采用NaOH溶液,與溶液中和后生成無害的NaF。
2.2.1濕法洗消的不同形式
采用濕法洗消,其中和過程是在氣體和液體的接觸面上進行。因此,相應的吸收設備主要區別是在氣體與液體接觸面形式不同,可將濕法洗消的形式分為三類。
第一類,需凈化的廢氣通過吸收塔底部進入吸收液中,氣體在進入吸收液的過程中會生成大量的氣泡,從而氣液的接觸面增加。這種消洗方法中氣液接觸面的面積是通過控制流體動力狀態來決定的。
第二類,吸收設備中填充的材料會使用表面形狀復雜的填料,或者是通過快速旋轉的機械轉盤而形成一層薄的液體膜,通過這層膜來增加液體和氣體的接觸面積。這種形式的洗消的接觸面界主要由吸收配件的表面形式決定。
第三類,通過噴灑的形式將吸收液體霧化,而形成微小液滴。這樣就增加了廢氣和吸收液體的接觸面積。這種形式的消洗過程,其凈化效果主要由吸收液的供壓能力決定。
2.2.2不同濕法洗消的特點
相比不同的濕法洗消,第三類的洗濕法的效率最高。通過單重態氧發生裝置的發展過程就可以看到,最早采用的是第一類的鼓泡式,之后運用第二類轉板式、轉網式,最后出現了噴霧式,可見第三類的方法效果最好。可見噴霧的機理對噴霧式方法的使用效果影響非常大,但目前還沒有將射流霧化成不同尺寸的水滴的機理做詳盡的研究。
3、總結
再生鋁在熔煉過程中會產生含氟的有害氣體,這種含氟氣體溶于水產生氫氟酸又是一種強酸液體,這兩種物質會對人體健康和環境質量產生嚴重的不良影響。對含氟氣體的處理主要有干法洗消、濕法洗消、基于化學泵原理的洗消處理方法。對這些方法的工作原理進行了簡要的介紹。并分析了這些方法有各自的特點。發現不同的方法都有一定的弊端。因此為了解決這一含氟廢氣污染問題,應在已有研究基礎上結合不同治理措施的優點建立更加環保、高效、經濟的處理方法。
[參考文獻]:
[1]李占臣,魏強,姚玉婷,劉杰. 鋁合金生產中含氟廢氣的二段式噴淋處理工程簡介[J]. 環境工程,2012,(S2):207-208.
廢氣處理范文5
關鍵詞:生物技術;有機廢氣;處理
近些年我國有機合成工業和石油化學工業不斷得到迅速的發展,在大氣中的有機化合物也逐漸增多,例如有機硫化物、有機氯化物等各種各樣揮發性有機物,對于人體的感官會產生刺激,一些物質甚至具有毒性,對于周圍的環境和群眾的健康會產生嚴重的危害。現在人們越來越重視對這些污染物進行控制,在這樣的形勢下,產生了生物技術,引起人們的廣泛關注。
1生物技術的概述
1.1微生物的概念
以微生物處理廢水為基礎,生物技術不斷發展起來。從根本上說生物凈化就是氧化分解的過程。和廢水生物處理具有很大的不同,廢氣中的有機物質逐漸從氣相到液相,在液相當中進行溶解,濃度差不斷給予推動,可以擴散到生物膜當中,這樣一來,微生物就會進行捕捉和吸收。在這樣的條件下,污染物一旦進入微生物當中,在代謝的過程中,其能源和營養物就會被分解,就會產生代謝物,一部分就會融入到液相當中,剩下的一部分就會成為細胞物質,剩下的最后一部分就會放到空氣當中。這樣一來,廢氣中的有機物通過這樣的步驟,就會逐漸減少,最后被得到凈化。
1.2生物法的工藝特點
針對各種污染物,微生物的適應性都是比較強、比較快的,可以有效的降解和轉化代謝底物,和傳統的廢氣處理技術進行有效的比較,生物技術的處理效果更好,投資和運行費用都比較低,具有很高的安全性,也不會產生二次污染,還很容易進行管理。與此同時,通過吸收劑當中的微生物,可以有效的實現廢氣生物處理吸收劑的再生,并不需要一些具體的專門設備,使工藝流程和工業設備得到有效的簡化,使運行操作費用得到有效的降低。
2有機廢氣處理新技術
2.1低溫等離子體技術
針對低溫等子體技術,其高能電子、正負離子等可以和硫化氫和硫醇等進行反應,可以產生二氧化硫等無機物質,這些典型的廢氣可以利用電暈等放電形式,對離子體處理惡臭廢氣進行處理,具體的停留時間越長,實際電壓就會變得越高,其脫除的效果就會更加理想。
2.2變壓吸附技術
針對變壓吸附的基本原理,氣體組分在不同吸附劑上存在不同的吸附特性,利用這樣的差異,因為具體的吸附量會隨著壓力不斷發生變化,壓力不斷發生變換,氣體就會出現分離和提純等現象。針對比較常用的吸附劑,主要就是硅膠、活性氧化鋁等,除此以外,可以對某些組分的選擇性吸附,研制出具體的吸附材料,吸附劑自身的性能對于氣體吸附分離具有直接的影響。
2.3膜生物反應器
在廢水處理過程中不斷開發新材料的研制開發,膜生物技術也在其中不斷進行應用。在有機廢氣處理的過程中開始應用膜技術。針對膜生物反應器,就是將傳統的生物廢氣處理技術結合膜技術,這種方法比較環保,生物降解的主要界面就是膜材料,可以提供出大范圍的比表面積,使降解效果不斷得到增強,使去除效率不斷得到提高。針對我國當前的膜生物反應器,還是處于發展的階段,膜生物構建和運行成本比較高,因此將其大范圍的云心,還是需要進行更多的研究和實踐。膜生物反應器的流量比較低,阻力也比較大,自身的水溶性比較差,去除效率也比較低,這樣一來,在廢氣處理過程中應用膜生物技術就會受到一定程度的限制。
2.4生物過濾床
生物過濾床其中具有吸附性的濾料,這是一種凈化裝置,在生物膜在掛之前,在過臨床中要將緩沖劑等營養因素摻入,在生物濾床當中如果產生具有一定濕度的廢氣,通過生物活性填料層的時候,針對其中的微生物,可以將廢氣中的有機物進行捕獲,在其自身生長的時候使其可以成為碳源。廢氣通過生物過濾床之后,可以得到有效的凈化,在濾料層當中存在的微生物,在實際生化降解的過程中,會得到不斷的生長繁殖,這樣一來,就會持續進行生物濾池的相關操作。當濾料使用過一年之后,大多都是呈酸性的,需要得到定期的維護和保養。和處理污水的生物過濾床進行比較,具有很大的不同,在處理廢氣的規程中,在生物過濾床當中,在微生物膜的表面或者內層當中會存在滯留的水,整個濾料床沒有得到貫穿,可以將含水生物膜看作是一個具體的單相。在生物過濾床當中,凈化廢氣,這是傳質和生化反應的串聯,針對其傳質方向,主要是由氣態污染物向固、液混合相中進行有效的傳輸,和生化反應速度進行比較,傳質速度是比較快的,整個過程的控制步驟就是生化反應。
3結語
生物技術的運行比較簡單,而且比較環保,但是仍舊存在很多不足之處需要進行有效的改進,需要創新性聯合生物反應器,進行有效的設計研究,深入研究降解細菌等方面,促進我國有機廢氣處理方面的研究更好的發展。
參考文獻
[1]廖輝,付志敏,何志明,晏波元.紫外線燈在有機廢氣處理中的應用要點簡述[J].中國照明電器,2015,07:29-31.
[2]陸建海,顧震宇,韋彥斐,滕富華,汪昊其.鍋爐熱力焚燒技術在有機廢氣處理工程中的應用[J].環境工程,2014,06:71-73+101.
[3]王志良,周大順,胡志軍,李國平,王小平,李建軍,陳建秋.屬性層次模型(AHM)在有機廢氣凈化技術決策中的應用[J].環境工程,2014,10:90-93+151.
[4]劉美儀.探討有機廢氣處理技術及前景展望[J].資源節約與環保,2013,06:134.
廢氣處理范文6
關鍵詞:有機廢氣;處理裝置;研究設計
中圖分類號:TQ639.6 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)06-0008-01
近年來,由于霧霾、PM2.5等污染問題的持續發酵,有機廢氣的污染處理愈來愈引人矚目。
1 設計的背景及意義
在傳統的水膜處理技術中,有機廢氣的處理裝置是在一定的條件下(溫度和壓力),利用有機氣體和吸收劑相接觸時,有機廢氣中的可溶解成分溶解于液體,使得塵霧顆粒被水霧捕集。但這種處理裝置由于往往只存在一級的生物組合填料和噴淋,導致除臭效果不是很理想,且存在廢水的不妥善排放,造成第二次的污染。
為了解決二次污染的問題并提高除臭效果,需要研究設計一種新型的有機廢氣處理裝置(如圖1所示),充分考慮二次污染的處理和提高除臭效果。
2 新型有機廢氣處理裝置研究設計的主要內容
2.1 增加二級生物組合填料和組合噴淋
現有的技術中,由于只有一級生物填料和一級噴淋,除臭效果不顯著。因此,增加第二級生物組合填料和組合噴淋,使吸附效果更佳,以此來提高有機廢氣的處理效果。
二級生物組合填料和組合噴淋包括在凈化筒體中。其中組合生物填料是在軟性填料和半軟性填料的基礎上發展而成的,它兼有兩者的優點。按流體力學設計幾何構型,強化表面吸附能力;填料的比表面積大、附著生物量多。二級生物組合填料設置在一級噴淋裝置之上,而二級噴淋設置在二級生物填料層之上。使得廢氣通過兩次吸附和噴淋處理,增大氣體液體的接觸面積,使得氣體液滴充分接觸,提高了傳質效率,從而提高了處理效果。
2.2 增加高能效UV光解裝置
為了提高除臭效果,增加高能效的UV光解裝置。
UV光解裝置發射紫外線光束照射惡臭氣體,裂解惡臭氣體如:氨、三甲胺、硫化氫、甲硫氫、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯、硫化物H2S、VOC類、苯、甲苯、二甲苯的分子鍵,使得游離的單分子被臭氧結合形成無害的小分子。通常生成二氧化碳和水等。同時,UV紫外線光束將分解空氣中的氧氣形成活性氧,即游離氧?;钚匝醪环€定將與氧分子結合,產生臭氧。我們都知道,臭氧對有機分子具有極強的氧化作用,從而達到除臭和殺菌的效果。
2.3 增加一體化MBR廢水處理裝置
為了避免造成二次污染,增設一體化MBR廢水處理裝置,使廢水不造成污染的同時,循環利用節約用水。
將凈化筒體連接廢水循環裝置,廢水循環裝置包括第一廢水提升裝置、一體化MBR廢水處理裝置、第二廢水提升裝置。其中第一廢水提升裝置設置抽水管道伸入廢水暫存池中。排水的管道應分兩路進行,一路連接一級噴淋和二級噴淋,一路連接一體化MBR廢水處理裝置。第二廢水提升裝置裝設于一體化MBR廢水處理裝置上,同時與廢水暫存池相連接。如此形成一個完整的系統,達到不污染并循環利用的目的。
3 新型有機廢氣處理裝置的實際應用
充分考慮了二次污染的處理和除臭效果,具備較強的實用價值。首先其結構簡單,占地面積較小,可直接建于污染源的上方。其次,其反應速度快,處理效果好,控制反應條件惡臭物質可絕大部分分解干凈。同時,其開啟和停止方便快捷,受氣溫影響小,無需另外派專職人員護理,大大節省人力和運行費用??捎糜诠I有機廢氣,如食品、化工等行業的有機廢氣處理,以及與之類似的廢氣處理。
4 結語
本文通過對原有的廢氣處理裝置進行再研究設計,增加二級生物組合填料層、二級組合噴淋使吸附效果更為顯著,增加UV光解設備使得廢氣除臭處理效果更佳,增加一體化MBR廢水處理裝置,解決了二次污染的問題同時使廢水循環利用提高了效益。通過以上措施提高了此種新型有機廢氣處理裝置的實用價值??捎糜诠I有機廢氣,如食品、化工等行業的有機廢氣處理,以及與之類似的廢氣處理。
參考文獻