南京理工水夫:工业废气、VOCs、恶臭气体净化新工艺推介

http://www.water.hc360.com2017年09月06日14:53 来源:南京理工水夫T|T

    慧聪水工业网 一般的工业废气含有粉尘、苯类有机物、胺类有机物、硫类有机物,非甲烷总烃以及含氧有机物、硫化氢等。由于硫化物和有机化合物是产生恶臭的重要物质,因此工业废气一般都有强烈的异味。

    工业废气不加以治理直接排放,将严重危害生态环境和人体健康,引发呼吸系统、神经中枢系统以及血液系统的疾病,特别是挥发性的苯、甲苯及甲醛对人体健康会造成很大的伤害。

    废气中还含有油类混合物,包括乳化油和浮油,这些油状物直接外排会使周围物体表面积附油垢。废气中挥发性有机物,恶臭物质在0.2~0.3mg/m3的低浓度下会使人产生刺激等不适应症状;在几个mg/m3浓度下,已能嗅觉到明显臭味;在3-25mg/m3范围内会产生头痛及其它症状;而在大于25mg/m3时,对人体的毒性效应明显。所以工业废气治理净化,达标排放是必要的。

    一、现有净化工艺简介

    工业废气的净化任务是要从废气中脱除有害的污染物质,从感观上是要除去臭味。目前对工业废气的治理工艺和方法都是基于经过物理、化学、生物的作用,使废气中恶臭等有害污染物质的物质结构发生改变或被捕集而得到脱除。常用处理方法有燃烧法、氧化法、吸收法、吸附法、中和法和生物法等。这些方法中处理效果比较好,比较适合大风量低浓度橡胶废气工程实施的主要是氧化法和吸附法。

    (1)吸附法

    是利用吸附剂对污染物质,恶臭物质的吸附作用,而达到净化气体。比较普遍应用的吸附剂是活性炭,可吸附处理多组分的有机物质和恶臭气体,处理效果好,效率高。适用于低浓度高净化要求的废气处理。但存在吸附剂吸附能力有限,再生困难,更换费用高的问题,以及被吸附物质的二次处理问题。

    (2)氧化法

    是利用氧化剂的活性氧化离子,分解、降解有机物质及恶臭物质使成为小分子的无害物质而达到净化目的。

    氧化剂的活性氧化离子的来源:

    一种方式是直接投加化学氧化剂,该方法氧化剂的投加量可根据废气中污染物浓度调整合适的投加量,可达到比较高的氧化脱除效果。但对于低浓度大风量的工业废气的净化,要达到脱除效果,达到排放标准,氧化剂消耗量比较大,运行的药剂费用成本比较高。

    另一种方式是近年来得到发展并应用广泛的光催化氧化方法和低温等离子氧化方法。光催化氧化工艺是通过紫外(UV)灯管发射高能的UV光子,将废气物质的化学键打断、裂解,生成呈离子状态的原子、自由基、再通过纳米级TiO2催化剂裂解产生的臭氧,羟基自由基将其氧化成简单的、稳定的小分子型无毒或低毒化合物如CO2、H2O等。低温等离子氧化工艺是利用高压放电,产生高能电子,自由基等活性粒子。这些活性粒子和废气中的污染物作用,使污染物分子在极短的时间内发生分解,最终将污染物转换为CO、CO2和H2O。

    光催化氧化工艺和低温等离子氧化工艺的共同特点就是通过光或电的激发作用,产生具有强氧化活性的离子,都具有设备运行简单,氧化反应速度快,氧化产物达到无害处理,净化效率比较高。但光催化氧化工艺存在催化剂易中毒,更换费用高,能耗高,低温等离子工艺脱除效率不高,运行有着火的安全隐患。因光或电激发产生活性氧化离子的效率受到多种因素的影响,光催化氧化设备和低温等离子氧化设备所能提供多少活性氧化物质的量是难于确定的,也是不稳定的,造成对有机污染物的氧化脱除效果的不稳定。

    这两种光、电净化装置都必须设置废气的前期予处理设备(除尘、除油、除水),才可减小干绕,提高活性物质的产量,以及保障运行的安全。故设备投资大,占地面积也大。

    上述的吸附工艺,化学氧化工艺,光催化氧化工艺和低温等离子氧化工艺,采用任何单一工艺方法都不太可能达到脱除效率高、设备投资小、占地面积小、运行费用低、操作维护简单的要求。要取得高效净化,达标排放,稳定安全运行,经济运行,近年推出的一些组合式工艺是发展方向。如将对废气的洗涤、过滤、氧化、吸附操作结合的新型组合工艺。其中,南京理工水夫环保科技公司推出了多级多相氧化治理工艺(DDY工艺)(专利技术)。

    二、多级多相氧化工艺(DDY工艺)介绍

    1、工艺流程

    废气采集→一级洗涤氧化→二级气相氧化→三级催化吸附氧化→引风机→排风筒

    2、DDY工艺简述

    是根据工业废气成份复杂,含粉尘、含油、含难溶水的有机挥发性物质的特征而设计的。主体设备是一个氧化净化塔(DDY塔),塔内对废气的净化分三级完成。塔下段为第一级洗涤氧化过程,用含氧化剂的水液喷淋,洗涤除尘、除油,并氧化脱除水溶性有机物、无机物;塔中段为第二级气相氧化过程,喷雾气化氧化剂使其成为气相状态,利用气相氧化剂与难溶于水的挥发性有机物之间快速高效的氧化反应作用。将有机物氧化分解成无害无臭稳定的小分子化合物;塔上段为第三级催化吸附氧化过程,利用固体吸附剂对有机物质,恶臭物质和氧化剂的同时吸附作用,在吸附剂表面形成吸附高浓度区,在催化剂的催化作用下,完成对废气中残余有机物和恶臭物质的高效氧化分解,达到高效净化废气的目的。

    3、氧化塔结构及工艺图

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    4、DDY工艺特点

    (1)在一个塔设备内完成三种工艺方法的净化处理,设备简单、投资少、能耗低、运行维护方便,占地面积小。

    (2)液相氧化,气相氧化,固相吸附氧化三种氧化方式相互融合、补充。最大限度提高了氧化效率和氧化脱除有机污染物、恶臭物的效果。

    (3)所选用的DDY氧化剂易溶于水,可形成一定浓度的水溶液,完成液相氧化过程;也可气化形成气相氧化剂,完成对挥发性有机物的气相氧化过程;并且也可被固体吸附剂吸附富集,完成固体吸附剂表面的高浓度氧化过程,该氧化剂富含活性氧、羟基自由基,具有很强的氧化能力。

    (4)DDY工艺的特点简单描述就是在一个塔内,采用多级多相氧化工艺,利用强氧化性氧化剂的氧化作用,完成对有机污染物和恶臭物质的高效脱除,净化处理。

责任编辑:童志威

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