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| 關(guān)于重污染行業(yè)有機(jī)廢氣來源分析及凈化技術(shù)探討 |
| （時(shí)間:2020-2-20 10:54:04） |
摘要：進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，人類為謀求自身經(jīng)濟(jì)發(fā)展，向大自然排放大量的有機(jī)廢氣，近些年來，這些有害物質(zhì)對人類的危害日益明顯，因此，如何處理這些有機(jī)廢氣成為當(dāng)今各國發(fā)展道路上的重要課題。本文將簡要闡述有機(jī)廢氣來源及其凈化技術(shù)，希望對我國的發(fā)展及污染治理提供一定的幫助。人類發(fā)展過程中不可避免地向自然排放了過多有害氣體，如汽車尾氣，工廠廢氣等，這些有害氣體導(dǎo)致全球變暖，海平面上升，危及沿海國家，自然災(zāi)害頻發(fā)等。因此，正確處理這些廢氣刻不容緩。
一、重污染行業(yè)有機(jī)廢氣來源及其危害
有機(jī)廢氣主要成分有脂肪烴、芳香烴、鹵代烴、醇、醛、羧酸等，它們主要來源于使用大量有機(jī)溶劑的行業(yè)的生產(chǎn)過程排放。其中，石油化工類行業(yè)排放的有機(jī)廢氣占絕大部分，同時(shí)，在人類的日常生活中，作為代步工具的汽車等交通工具也會(huì)排放大量廢氣。居于第三位的是發(fā)電過程中產(chǎn)生的廢氣，這些廢氣以人類目前的技術(shù)手段難以全面控制，再加上這些廢氣揮發(fā)性強(qiáng)，擴(kuò)散速度快，且有些廢氣易燃易爆，還帶有一定的毒性，因此治理難度相對較大。有機(jī)廢氣可以通過人體皮膚和呼吸道進(jìn)入人體后，對人的呼吸系統(tǒng)及肝脹等器官造成損害及發(fā)生其它不良反應(yīng)。在大自然中，這些有機(jī)廢氣是直接導(dǎo)致酸雨形成的罪魁禍?zhǔn)祝瑥亩g建筑物和損害人體健康，加劇土地荒漠化等，對生態(tài)環(huán)境造成巨大的危害。
二、重污染行業(yè)有機(jī)廢氣處理措施
面對這些廢氣，目前較為妥當(dāng)?shù)奶幚泶胧┐笾路譃閮煞N：一是通過物理方法分離回收，一般稱之為回收法；二是通過化學(xué)及生物反應(yīng)降低廢氣的毒性，這種方法我們稱為消除法。這兩種方法各有各的優(yōu)點(diǎn)，所以針對不同的情況，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)措施。其中回收法又可以細(xì)分為吸附法等四種方法，消除法可以分為燃燒法等七種方法。下文將具體講解這些有機(jī)廢氣的處理方法。
（一）回收法
根據(jù)不同的處理技術(shù)，可以將回收法分為吸附法、吸收法、冷凝法以及膜分離法。
1、吸附法
顧名思義，吸附法指的是使用某種具有孔狀結(jié)構(gòu)的吸附劑將有機(jī)廢氣中的某些成分吸入到某種介質(zhì)之中，將其中的污染氣體分離開來，以實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢氣的凈化。常用的吸附劑中，活性炭以其選擇性好、結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、相容性和穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn)脫穎而出，是目前最實(shí)用，最廣泛使用的吸附劑。使用過程中，活性炭的性能、形狀都會(huì)對它吸附效果產(chǎn)生一定的影響。雖然活性炭能耗低，操作簡單而且效率較高，但是它成本高，重復(fù)使用后效率低，吸附后的活性炭處理較為麻煩。
2、吸收法
它是指通過較為穩(wěn)定的液體對有害物質(zhì)進(jìn)行吸收處理。吸收法按照吸收原理又可以分為物理吸收和化學(xué)吸收。物理吸收指的是通過物理方法即吸收劑對有害氣體進(jìn)行吸收，而化學(xué)吸收指的是通過特定的化學(xué)物質(zhì)與有害氣體進(jìn)行反應(yīng)，從而達(dá)到凈化目的。通過肖瀟等人的實(shí)驗(yàn)表明，二乙基氫氨對于甲苯的吸收最為有效，聚乙二醇和硅油吸收效果較差。環(huán)糊精水溶液對有害氣體的吸收也取得了良好效果。雖然吸收法操作可行性高，成本低，但后期處理麻煩，處理不當(dāng)極易再次對自然環(huán)境產(chǎn)生危害，。
3、冷凝法
冷凝法指的是通過使有機(jī)廢氣冷凝來進(jìn)行凈化，它的操作方法主要有兩種，一是加壓，一是降溫，但是由于加壓設(shè)施成本高，所以不常用，常用的是物理降溫來凈化。物理降溫也具有操作簡易，成本低等優(yōu)點(diǎn)，但是它凈化后依然存在大量的殘留廢氣，效率較低，所以它常常與吸附法等方法聯(lián)合使用，效果更佳。
4、膜分離法
它是利用廢氣有機(jī)分子和空氣在高分子膜中擴(kuò)散速度不同來進(jìn)行分離。它操作簡單，能耗低，不會(huì)產(chǎn)生二次污染，雖然它對脂肪烴、芳香烴等化合物吸收效果良好，但是它單次操作凈化量小，且成本較高。
（二）消除法
消除法根據(jù)消除原理不同可以分為燃燒法、脈沖電暈法、低溫等離子技術(shù)、光催化氧化法、臭氧催化法、微博催化氧法發(fā)和生物處理法。
1、燃燒法
它是通過燃燒有機(jī)廢氣使某些有機(jī)物轉(zhuǎn)化成水和二氧化碳。它還可以分為直接燃燒法、熱力燃燒法和催化燃燒法。
直接燃燒法是用高溫將污染氣體直接進(jìn)行燃燒，由于它成本低，操作簡單，所以使用范圍廣泛，而且凈化效果良好，唯一缺點(diǎn)就是可能會(huì)對環(huán)境造成次生污染。
熱力燃燒法，它也是利用高溫使污染氣體進(jìn)行燃燒，但是它對溫度要求略低，處理效果也略差于直接燃燒法，因此它相對于直接燃燒法，能量消耗也就略低。
催化燃燒法指利用特定的催化劑在較低溫度下使污染氣體氧化分解。它較為安全，效率高，但是它產(chǎn)生的氣體對人體有害，所以操作要求較高，而且成本也略高。
2、脈沖電暈法
它是利用高壓脈沖電暈放電產(chǎn)生的活性粒子及臭氧與污染氣體發(fā)生反應(yīng)，破壞掉其有機(jī)物分子里的C - C，C- O等化學(xué)鍵后分解成為水及二氧化碳等無害物質(zhì)。通過丁德玲等人的實(shí)驗(yàn)表明該方法對濃度低，大流量的二甲苯氣體去除率高達(dá)84.7％。但是它在實(shí)際操作中由于技術(shù)繁雜，能耗大，成本高等原因而未能得到廣泛推行。
3、低溫等離子技術(shù)
它原理與脈沖電暈法相似，也是通過活性粒子來破壞掉有機(jī)物部分化學(xué)鍵從而實(shí)現(xiàn)降解。它不適宜單一使用，因?yàn)閱我皇褂脮?huì)產(chǎn)生大量副產(chǎn)物，但是當(dāng)加入一定催化劑或吸附劑時(shí)，不僅副產(chǎn)物量減小了，降解效率也有提高。它雖然見效速度快，操作簡單，對于惡臭氣體效果尤為明顯，但是運(yùn)行成本高，無法大量推廣。
4、光催化氧化法
它是通過WO3等催化材料的特性在一定的光照下產(chǎn)生自由基活性物質(zhì)來對有害氣體進(jìn)行氧化。它對于有機(jī)廢氣處理效果良好，耗能低且安全。
5、臭氧催化氧化法
它是通過特定金屬及其化合物催化臭氧產(chǎn)生強(qiáng)氧化性物質(zhì)來凈化廢氣。它不僅能降低反應(yīng)活化能還能降低反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的溫度，但是它把握不當(dāng)容易產(chǎn)生副產(chǎn)物，催化劑活性降低等，而且它一般是用于對水中污染物的凈化。
6、微波催化氧化技術(shù)
它也是通過催化劑對廢氣進(jìn)行氧化分解，不過它采用的是微波將污染物分離出來。這一點(diǎn)是根據(jù)傳統(tǒng)的凈化方法填料吸附-解吸技術(shù)演變而來。微波解吸相對于傳統(tǒng)解吸進(jìn)步了可謂是一大截，不僅縮短了時(shí)間，而且循環(huán)使用效果依然十分良好。在進(jìn)過微波催化氧化后，氯代有機(jī)物會(huì)產(chǎn)生HCL，由于 它對于環(huán)境有一定的損害，不能直接排放，還需要用帶堿性的吸附劑進(jìn)行吸附分離。而非氯代有機(jī)物氧化后只會(huì)產(chǎn)生水和二氧化碳等無害物質(zhì)，可以直接排放入自然環(huán)境中。這種處理措施效率高，時(shí)間短，要求低，但是使用時(shí)仍要注意的是，根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的吸附劑，還要注重其它因素的影響作用。
（三）組合處理技術(shù)
在現(xiàn)實(shí)社會(huì)中，以上處理技術(shù)的使用往往不是單一使用，通常是結(jié)合其中兩種及其以上的方法措施進(jìn)行凈化，因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)環(huán)境不像理論中那么理想，所以往往這些措施的使用效果也會(huì)出現(xiàn)參差不齊的情況。韓姚其等人研究低溫等離子體結(jié)合光氧化催化技術(shù)后，通過實(shí)驗(yàn)表明，在光催化劑影響下，等離子體對于二甲苯去除效果顯著提升，它們兩種方法結(jié)合起來，對于有害物質(zhì)的分解能夠起到更有效的作用。
三、結(jié)束語
對于有機(jī)廢氣的治理我們應(yīng)當(dāng)加大研究深度，大力發(fā)展新技術(shù)，并加強(qiáng)推廣新技術(shù)實(shí)際應(yīng)用。對于實(shí)際環(huán)境的不同，要根據(jù)實(shí)際情況選擇合理的凈化方法，可以采取多重方法同時(shí)使用，以達(dá)到更加良好的凈化效果。只有這樣才能有效處理有機(jī)廢氣，更好的保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧共處，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。
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