工業(yè)生產(chǎn)VOCs環(huán)境污染控制的關(guān)鍵理念包括根本原因預(yù)防、全過(guò)程監(jiān)管和末端嚴(yán)格控制,其中末端控制的關(guān)鍵技術(shù)分為物理技術(shù)[7]和空氣氧化技術(shù)[8]
兩種類型。物理技術(shù)利用化學(xué)物質(zhì)的物理特性,如活性炭吸附,在工程項(xiàng)目中應(yīng)用最廣泛;空氣氧化技術(shù)根據(jù)有機(jī)化學(xué)或生化反應(yīng),將VOCs廢氣中的有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物和小分子水化學(xué)物質(zhì),如催化燃燒裝置法和低溫等離子體催化氧化法[9-10]。
2.1吸附法。
吸附法是用吸附劑清除VOCs廢氣中的空氣污染物,適用于高通量測(cè)序中低濃度VOCs的解決。實(shí)際的吸附效果受到溫度、工作壓力、濃度、相對(duì)分子量和有機(jī)化學(xué)特異性等因素的威脅[11-12]。目前,活性炭固定床反應(yīng)器吸附技術(shù)是我國(guó)的重點(diǎn)選擇,對(duì)VOCs的飽和吸附量約為20~40wt%[13]。韓仲娟[14]等人科學(xué)地研究了蜂窩狀活性炭對(duì)VOCs的吸附-吸附特性,發(fā)現(xiàn)降低通道內(nèi)VOCs的濃度可以提高吸附效率。
2.2冷疑法。
冷凝的解決方案是利用固化溫度場(chǎng)分離揮發(fā)性有機(jī)化合物廢氣中的不同成分,具有機(jī)械設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、提取利用率高等優(yōu)點(diǎn)。,并且經(jīng)常用于獲取蒸氣狀態(tài)的低熔點(diǎn)有機(jī)溶劑[16]。在高濃度VOCs廢氣的解決方案中,一般選擇冷疑吸附/催化燃燒裝置的處理工藝,通過(guò)吸附或催化反應(yīng)來(lái)解決冷疑廢氣,以合理提高解決效率。馬天奇等人選擇模擬軟件對(duì)冷法二甲苯采集系統(tǒng)軟件進(jìn)行模擬分析,科學(xué)研究了二甲苯利用率的影響因素,發(fā)現(xiàn)溫度在整個(gè)采集過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。
2.3液體吸收法。
液體吸收法是指利用相似混溶的基本原理對(duì)VOCs廢氣進(jìn)行凈化,適用于解決風(fēng)量和濃度值中等的VOCs廢氣。常見的吸收液包括液體原油化合物、表面活性劑和水。根據(jù)其原理,整個(gè)吸收過(guò)程可分為物理吸收和有機(jī)化學(xué)吸收。首先,揮發(fā)性有機(jī)化合物從液相遷移到高效液相有機(jī)溶劑中,然后解析解析吸收液,獲得有價(jià)值的成分,并重構(gòu)有機(jī)溶劑。鄭玉祥[22]科學(xué)研究表面活性劑吸收劑解決二甲苯廢氣,發(fā)現(xiàn)FMES表面活性劑+防腐劑吸收劑對(duì)二甲苯的污泥負(fù)荷可達(dá)86%。
2.4生物法。
生物凈化是利用微生物來(lái)解決VOCs廢氣,廢氣中的有機(jī)化合物在微生物的生化作用下溶解成簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)化合物(CO2、H2O、SO42-)或細(xì)胞成分化學(xué)物質(zhì)。生物法適用于解決石油加工和石化設(shè)備的有機(jī)化學(xué)廢氣,具有運(yùn)行成本低、實(shí)際操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。曹景陽(yáng)科學(xué)地研究了生物污水池中VOCs的實(shí)際修復(fù)效果,發(fā)現(xiàn)生物低濾塔在解決VOCs方面具有很好的可靠性,對(duì)乙醇、酒精、環(huán)己烷、間二甲苯的高效去除率均超過(guò)90%。
2.5催化燃燒裝置法。
點(diǎn)燃法是指在一定溫度和有氧運(yùn)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)下,將VOCs點(diǎn)燃并溶解為二氧化碳和水,關(guān)鍵應(yīng)用是解決高濃度或高溫工業(yè)生產(chǎn)源的VOCs廢氣問(wèn)題。新型蓄熱式催化燃燒裝置技術(shù)選擇蓄熱體儲(chǔ)存催化反應(yīng)速度全過(guò)程產(chǎn)生的能量來(lái)加熱待處理廢氣,完成動(dòng)能的內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)利用,合理提高電能的應(yīng)用效率。光緒]選擇催化燃燒裝置處理化工廠的揮發(fā)性有機(jī)化合物廢氣。溶解后,丙烯醛污泥負(fù)荷為94.9%,硫化氫污泥負(fù)荷為93.2%。
2.6超低溫等離子體技術(shù)。
低溫等離子體技術(shù)根據(jù)物質(zhì)充放電引起的復(fù)雜反應(yīng),將高能粒子和VOCs廢氣溶解成無(wú)毒無(wú)害的化學(xué)物質(zhì)。它是一種應(yīng)用于解決有害物質(zhì)和不溶性有機(jī)化學(xué)廢氣的新技術(shù)。C-S鍵和S-H鍵對(duì)高能粒子的作用非常容易被切斷,適用于橡膠硫化過(guò)程廢氣的除臭。唐愛民等人采用超低溫等離子體技術(shù)溶解二甲苯廢氣,最大溶解率達(dá)到94.93%。謝等人選擇了超低溫等離子體技術(shù)來(lái)解決VOCs,發(fā)現(xiàn)電功率與VOCs的清潔效率呈正相關(guān),單物質(zhì)電機(jī)高壓功率靜電場(chǎng)對(duì)VOCs的清潔效率達(dá)到71.4%。
2.7催化氧化技術(shù)。
光催化反應(yīng)法主要利用紫外線直接照射納米二氧化鈦(如二氧化鈦),引發(fā)“電子器件-空化”對(duì),產(chǎn)生氧化性較強(qiáng)的氧自由基活性物質(zhì),氧化分解吸附在金屬催化劑表面的VOCs。胡志軍等科學(xué)家對(duì)超低溫等離子體技術(shù)協(xié)同催化氧化乙硫醇進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)空氣污染物的溶解速率隨著輸入功率的增大而增大,協(xié)同效應(yīng)可以獲得更強(qiáng)的溶解效果。
2.8方案比較。
工業(yè)生產(chǎn)來(lái)源的VOCs廢氣的成分和濃度值決定了廢氣修復(fù)的難易程度系數(shù)。揮發(fā)性有機(jī)化合物末端修復(fù)技術(shù)可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)不同的污水排放特點(diǎn)選擇最佳的方法。例如,表1顯示了不同的解決方案。
揮發(fā)性有機(jī)化合物的修復(fù)必須考慮各種因素,修復(fù)技術(shù)的選擇必須確保空氣污染物穩(wěn)步達(dá)到環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn),在技術(shù)可行的標(biāo)準(zhǔn)下有經(jīng)濟(jì)發(fā)展成本,并選擇最佳的解決方案技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。
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