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实验台通风柜废气处理方法有哪些?
 点击数:239次 添加时间:2019/10/7 [打印] [返回] [收藏]
实验台通风柜废气处理包含破坏性,非破坏性办法,及这两种办法的组合。破坏性的办法包含焚烧、生物氧化、热氧化、光催化氧化,低温等离子体及其集成的技能,首要是由化学或生化反响,用光,热,微生物和催化剂将VOCs转化成CO2和H2O等无毒无机小分子化合物。非破坏性法,即收回法,首要是碳吸附、吸收、冷凝和膜别离技能,经过物理办法,操控温度,压力或用挑选性渗透膜和挑选性吸附剂等来富集和别离蒸发性有机化合物。传统的蒸发性废气处理常用吸收、吸附法去除,焚烧去除等,在最近几年中,半导体光催化剂的技能体,低温等离子得到了迅速发展。

处理工艺解析

1.吸附工艺

(1)吸附工艺简介

吸附法首要适用于低浓度气态污染物的净化,关于高浓度的有机气体,一般需求首要经过冷凝等工艺将浓度下降后再进行吸附净化。吸附技能是最为经典和常用的气体净化技能,也是现在工业VOCs 管理的干流技能之一。吸附法的要害技能是吸附剂、吸附设备和工艺、再生介质、后处理工艺等。

活性炭因其具有大比外表积和微孔结构而广泛运用于吸附收回有机气体。现在,对活性炭吸附有机气体的研讨首要集中在吸附平衡的猜测、活性炭资料的改性及有机物的物化性质对活性炭吸附功能的影响。

(2)活性炭吸附工艺原理及流程

实验台通风柜废气处理有活性炭处理办法
活性炭纤维吸附有机废气是当今世界上最为先进的技能之一,活性炭纤维比颗粒状活性炭具有更大的吸附容量和更快的吸附动力学功能,活性炭吸、脱附工艺流程见图1。

(3)活性炭吸附工艺影响要素

(4)活性炭净化空气的物理吸附,如图2所示四种状况:

分子直径大于孔的直径,由于空间位阻,分子不能入孔,因而不吸附;

分子直径等于孔的直径,吸附剂的捕捉力很强,非常合适低浓度吸附;

分子直径小于孔的直径,孔内发作毛细管冷凝,吸附容量大;

分子直径远小于孔的直径,吸附分子很简略解吸,解吸速率高,低浓度下的吸附量较小。

(5)活性炭吸附工艺的优缺陷

长处:

适用于低浓度的各种污染物;

活性炭价格不高,能源耗费低,运用起来比较经济;

经过脱附冷凝可收回溶剂有机物;

运用便利,只与同空气相接触就能够发挥效果;

活性炭具有杰出的耐酸碱和耐热性,化学稳定性较高。

缺陷:

吸附量小,物理吸附存在吸附饱满问题,跟着吸附剂的耗费,吸附才能也变弱,运用一段时间后可能会呈现吸附量小或失掉吸附功能;

吸附时,存在吸附的专注性问题,对混合气体,可能吸附性会削弱,一起也存在分子直径与活性炭孔径不匹配,形成脱附现象;

2.吸收工艺
(1)吸收工艺简介

用溶液、溶剂或清水吸收工业废气中的蒸发性气体,使其与废气别离的办法叫吸收法。溶液、溶剂、清水称为吸收剂。吸收剂不同能够吸收不同的有害气体。

吸收法运用的吸收设备叫吸收器、净化器或洗涤器。吸收法的工艺流程和湿法除尘工艺近似,只是湿法除尘工艺用清水,而吸收法净化有害气体要用溶剂或溶液。
(2)吸收工艺原理及流程

实验台通风柜废气处理有容器吸收的办法
以石油和天然气收回为例,石油和天然气收回应包含炼油厂,化工厂,石油和天然气站装卸、发作的油气。石油和天然气出厂到出售终端是一个完好的体系。美国和欧洲国家,一般是在加油站选用一阶段和两阶段油气收回措施,即密闭卸油与加油,储罐内油气回来油罐车,在加油时运用真空辅佐设备或油箱内压回来储罐。在油库,炼油厂和其他石油制品经销地设置油气收回设备,收回油气。

吸收法一般用于油气收回。装卸油品时发作的油气进入吸收塔,从出口排出贫油空气,解吸塔内进行吸收液的真空解吸,解吸的吸收液再循环运用,收回塔用汽油将进入的解吸气进行收回,尾气回来吸收塔重复该进程。用溶液吸收法收回蒸发性有机物的吸收液一般是特别的吸收液,吸收液的挑选将影响收回效果。

(3)吸收工艺优缺陷

长处:

吸收法工艺比较简略,设备出资较低,操作和修理费用根本与碳吸附法相当,由于吸收介质是选用煤油和吸收液,因而没有二次污染问题。

缺陷:

此工艺办法收回功率低,关于环保要求较高时,很难到达答应的油气排放标准;设备占地空间大;能耗高;吸收剂耗费较大,需不断弥补。

3.冷凝工艺

(1)冷凝工艺简介

油品在储运和出售进程中部分轻烃组分蒸发进入大气,形成资源糟蹋和环境损害。一起有机溶剂广泛运用于工业生产中,每年都有很多的有机溶剂蒸发到空气中,损害人类健康,形成严峻的环境污染。采纳合适的办法收回这些蒸发性有机物不但能够下降企业生产本钱,并且具有巨大的环保效益。

冷凝法是用来收回VOCs的一种有用办法,其根本原理是运用气态污染物在不同的温度和压力下具有不同饱满蒸汽压,经过下降温度和添加压力,使某些有机物凝聚出来,使VOCs得以净化和收回。

(2)冷凝工艺原理及流程

实验台通风柜废气处理吸收工艺图

冷凝式油气收回设备选用多级复叠或自复叠制冷技能,体系流程尽管相对复杂,但其要害部件压缩机和节省机构已悉数完结本土化生产,出资和运行本钱较低。

依据换热管工作原理可分为制冷剂回路和气体回路部分,换热管连接两部。在气体循环部分,低温冷媒在换热器中和热的有机溶剂混合气体进行热交换,有机溶剂液化后收回,制冷剂流入储液罐。

制冷剂回路,压缩机将制冷剂压缩成高温高压气态制冷剂,经过风冷冷凝器液化,经过枯燥过滤器,在冷媒-制冷剂热交换器中冷的液态制冷剂与冷媒进行热交换,低温冷媒进入储液罐,制冷剂经过吸入过滤器进入压缩机进口,完结整个的制冷剂冷媒换热进程。

(3)冷凝工艺的影响要素

冷凝别离法收回轻烃要对原料气体冷却降温。依据原理可分为节省胀大制冷,胀大机胀大制冷。依据工艺可分为制冷剂制冷(如丙烷制冷),节省胀大制冷,胀大机胀大制冷,混合制冷(在胀大机胀大制冷或工艺流体自身节省胀大制冷的基础上外加冷剂制冷)。

别离办法包含精馏体系精馏别离,别离器相平衡别离。这个进程一般包含脱水、增压(低压力气体)、精馏和制冷。以上冷凝工艺的各个部分的挑选都会影响最终的冷凝效果。

(4)冷凝工艺优缺陷

长处:

冷凝法是运用物质沸点的不同收回,合适沸点较高的有机物,该办法具有收回纯度高、设备工艺简略、能耗低的长处;并有设备紧凑、占用空间小、自动化程度高、保护便利、安全性好、输出为液态油可直接运用等长处;

缺陷:

单一冷凝法要达标需求降到很低的温度,耗电量巨大,不是真正意义上的“节能减排”。

4.膜别离工艺

(1)膜别离工艺简介

在石油挖掘和储运进程中,部分油品蒸发到大气中形成的油气中,除空气外,首要C4-C5以及少数芳香烃。这些有机蒸气排放不只形成严峻的资源糟蹋,并且对空气质量有很大影响,从而影响人类的健康,现在,有机蒸气的别离收回办法首要是冷凝、活性炭吸附、膜别离法、溶剂吸收法。膜别离技能是一种功率较高的别离办法 。
(2)膜别离工艺原理及流程
实验台通风柜废气处理有化学别离的办法

膜别离有机蒸气收回体系是经过溶解-分散机理来完结别离的。气体分子与膜接触后,在膜的外表溶解,从而在膜两边外表就会发作一个浓度梯度,由于不同气体分子经过致密膜的溶解分散速度有所不同,使得气体分子由膜内向膜另一侧分散,然后从膜的另一侧外表解吸,最终到达别离目的。

膜别离设备设于高压冷凝器之后,缓冲罐前,由于排放气压缩机才能不足,只有一部分气体经过膜别离设备,其他部分直接进入缓冲罐,渗透气回来至低压冷却器前,尾气进入缓冲罐。

(3)膜别离工艺的影响要素

支撑层的材质对渗透速率和烃类VOCs收回率发作重要影响,关于同一种材质的支撑层,渗透速率和烃类VOCs 收回率随孔径的减小而增大,但当孔径减到某一临界值时,随孔径的持续减小,渗透速率和烃类VOCs 收回率将减小。

(4)膜别离工艺优缺陷

长处:

膜别离技能是近代石油化工学科中别离科学的前沿技能。它具有出资小、见效快、流程简略、收回率高、能耗低、无二次污染的特色,具有较高的科技含量;

缺陷:

出资大;膜国产率低,价格昂贵,并且膜寿命短;膜别离设备要求稳流、稳压气体,操作要求高。

5.焚烧工艺

(1)焚烧工艺简介

一类VOCs 处理办法是所谓破坏性技能,即经过化学或生物的技能使VOCs 转化为二氧化碳、水以及氯化氢等无毒或毒性小的无机物。焚烧法即属此类技能。
焚烧法分直接焚烧法和催化焚烧法。直接焚烧法合适处理高浓度 VOCs 的废气,因其运行温度一般在800-1200℃时,工艺能耗本钱较高,且焚烧尾气中简略呈现二恶英、NOx等副产物;由于废气中VOCs浓度一般较低,仅仅依靠反响热,一般难以维持反响所需的温度。为了提高热经济性,人们展开了很多的研讨,一个方向是改善催化剂的功能使反响温度下降。另一个方向是研讨新的工艺技能、新的反响器规划以使反响能在较高的温度下自热地完结。

(2)焚烧工艺原理及流程
实验台通风柜废气处理有化学焚烧的办法

催化焚烧中,预热式是一种根本的流程方式。有机废气在进入反响器之前,要在预热室中的加热,由于有机废气温度低于100摄氏度时,浓度低,热量不能自给。焚烧净化后,与未处理的废气进行热交换,收回部分的热量。煤气或电加热是该工艺常用的办法,加热到催化反响所需的点火温度。

(3)焚烧工艺的影响要素

催化焚烧催化剂的挑选是要害,在消除功率和能耗方面其功能具有决议性的效果。关于蒸发性有机化合物氧化催化剂一般可分为2类:贵金属催化剂(铂,钯等)和金属氧化物催化剂(铜,铬,锰等),贵金属催化剂被广泛运用于蒸发性有机化合物的催化焚烧,因其具有杰出的起燃活性。在用于催化氧化VOCs的贵金属催化剂中,铂比钯活性要高。

(4)焚烧工艺优缺陷

长处:

相较与直接焚烧法其辅佐燃料费用低,二次污染物NOx生成量少,焚烧设备的体积较小,VOCs去除率较高;
缺陷:

催化剂价格较贵,且要求废气中不得含有会导致催化剂失活的成分。

6.生物过滤工艺

(1)生物过滤工艺简介

运用微生物的推陈出新进程对多种有机物和某些无机物进行生物降解,能够有用去除工业废气中的污染物质,此即为处理有机废气的生物法。

提出选用微生物处理废气构想的是 Bach,他曾于1923年运用土壤过滤床处理污水处理厂发出的含 H2S 恶臭气体。在德国和荷兰的许多地区,该技能已大规模并成功地运用于操控气味,蒸发性有机化合物和空气中的有毒排放,许多常见的空气污染物的操控功率已经到达90%以上。

(2)生物过滤工艺原理及流程

实验台通风柜废气处理有生物过滤的办法

生物过滤工艺体系经过气体输送设备,喷淋设备和过滤塔主体三个部分组合而成。蒸发性有机化合物经过加压预湿,在过滤塔内与填料层外表的生物膜相接触,蒸发性有机物从气相转移到生物膜,从而被微生物分化运用,并且被转化成二氧化碳,水和其他的分子物质,然后将净化后的气体排出。喷淋设备定时向填料层喷洒喷淋液, 以调理填料层的水分含量、pH 值和营养盐含量。

(3)生物过滤工艺的影响要素

填料:生物滴滤器中, 生物膜成长在填料的外表, 气态有机物流通于填料之间的空地。填料比外表积的巨细在必定程度上反映了微生物的多少, 孔隙率则影响气体、液体的流速, 而填料层的高度对有机物是否处理彻底有着重要意义。

营养液:生物滴滤塔中的营养物质,微量元素和缓冲液均匀喷洒在填料上,以提供生物膜中生物菌群成长和繁殖所需的营养物质。蒸发性有机物的去除率必定程度上受营养液的流量,氮和磷的含量等的影响。

进气:生物滴滤器运行进程中, 气体流量、进口气体浓度的巨细都对气体自身的去除功率有着显著的影响。

(4)生物过滤工艺优缺陷

长处:

适用范围广,处理功率高,工艺简略,费用低,无二次污染 。



缺陷:

对高浓度、 生物降解性差及难生物降解的 VOCs 去除率低 。



7.等离子体工艺



(1)等离子体工艺简介

等离子体污染物操控技能运用气体放电发作具有高度反响活性的粒子与各种有机、无机污染物发作反响,从而使污染物分子分化成为小分子化合物或氧化成简略处理的化合物而被去除。

这一技能的特色是能够高效、快捷地对多种污染物进行破坏分化,运用的设备简略,占用的空间较小,并合适于多种工作环境。

(2)等离子体工艺原理及流程

实验台通风柜废气处理有等离子反响的办法

用于处理蒸发性有机物的首要是电晕放电,首要的降解机制如下:在施加的电场下,在电极空间中的电子获得了能量并开端加快。运动的进程中的电子与气体分子相互碰撞,使气体分子被激起、电离或吸附电子成为负离子。

(3)等离子体工艺的影响要素

在降解进程中,电极电压的挑选和操控是其首要内容,它会影响放电介质的放电和电子的携能,以及之后的一系列反响,从而影响到降解功率;一起电极电压也作为该办法到达商业运用的一个重要参数,因而电极电压的挑选特别要害。

低温等离子体降解VOCs除了和电极电压有密切关系外,其还受反响器结构、反响背景气氛、VOCs 废气中含水量、放电频率、放电电压、VOCs 的化学结构、催化剂种类、低温等离子体放电方式、反响温度以及 VOCs的初始浓度等的影响,其中以气体浓度和气流量的影响为主。

(4)等离子体工艺优缺陷

长处:

处理功率高,运行费用低,特别对芳烃的去除功率高。

缺陷:

对高浓度 VOCs 处理功率一般,现在首要停留在实验台阶段,缺少实践运用。

8、光催化氧化工艺

(1)光催化氧化工艺简介

光化学和光催化氧化法是现在研讨较多的一种高档氧化技能。光催化反响即在光的效果下进行的化学反响。分子吸收特定波长的电磁辐射后,是分子到达激起态,然后发作化学反响,发作新的物质,或成为热反响的引发剂。

(2)光催化氧化工艺原理及流程


实验台通风柜废气处理有光催化氧化的办法

Ti02作为一种半导体资料其自身的光电特性决议了它能够用作光催化剂。半导体的能带结构一般是一个电子填充低能量价带(VB)和一个空的高能量的导带(CB),导带和价带之间的区域被称为禁带。
当照射半导体的光能量等于或大于禁带宽度时,其价带电子被激起,跨过禁带进入导带,并在价带中发作相应空穴。电子从价带激起到导带,激起后别离的电子和空穴都有一部分进一步进行反响。

(3)光催化氧化工艺的影响要素

研讨表明,反响物初始浓度对光催化功率或降解速率有显着的影响。光催化功率跟着初始浓度添加而波动,存在显着的浓度改变点;低浓度目标物的光催化降解功率大于高浓度目标物的光催化降解功率。

湿度对光催化反响的影响尚无一致性结论。关于不同化合物或许不同浓度等试验条件,存在很大的不同。

(4)光催化氧化工艺优缺陷

长处:

处理功率高,运行费用低,适用于低浓度广范围的 VOCs特别对芳烃的去除功率高;


缺陷:

对高浓度 VOCs 处理功率一般;首要还停留在实验台阶段,缺少实践运用。