廢氣是指人類生產和生活過程中排除的有毒有害氣體。工業生產中的有害氣體種類很多,主要有惡臭、異味、硫化物、氮氧化合物、碳氫化合物等對大氣環境造成的污染統稱為氣態污染。惡臭污染處理技術主要有物理法、化學法和生物法。其中,物理法包括掩蔽法、稀釋法、冷凝法和吸附法等;化學法包括燃燒法、催化燃燒法、催化法和洗滌法。
氫氧火焰催化燃燒原理
氫氧焰的溫度與乙炔溫度相當高于丙烷,溫度在2800-3200度之間由于氫氧焰的火焰集中特性火焰集中,熱輻射小。比較H2、CH4和CO燃燒反應機理可知,H2著火點低、擴散結合氧能力強、燃燒反應速度快、燃燒反應容易、燃燒反應放熱多、煙氣溫度升高多、燃燒擴散傳播速度快,CO著火點zuigao、擴散結合氧能力弱、燃燒反應速度慢、燃燒反應難。H2、CH4、CO混合氣和O2接觸燃燒時,xian發生的H2燃燒反應,直至H2和O2中的一方被*消耗。
廢氣中由不*燃燒產生wulufen,在管道尾氣形成二惡英,二惡英是一級強致癌物質,難以降解,一旦進入人體內,難以排除。而氫氧氣催化燃燒具有二惡英抑制作用,因為二惡英的加氫熱解效果優于化學熱解,在350℃加熱1小時能實現99%的脫氯效果。固相二惡英的濃度是生成反應、解析反應和分解反應共同作用的結果,而加氫環境使得焚燒過程中二惡英的解析反應和分解反應占主導,具抑制二惡英生成效果。二惡英的光解實驗也得出同樣的結論,即溶劑越容易提供氫,二惡英在其中的光解速度越快。
其他處理方法
在工業廢氣處理方法中,對于小風量、高濃度、且排放穩定的有機廢氣來說,目前成熟、*的治理技術是直接燃燒法和催化燃燒法。
直接燃燒法:直接燃燒法也被稱為熱力氧化法或熱力燃燒法,是投加輔助燃料與廢氣一起送入焚燒爐燃燒。直接焚燒工藝成熟,控制一定的溫度條件下污染物去除效率高,焚燒*。傳統方法是利用石油氣或柴油等輔助燃料燃燒放出的熱量,使有機廢氣在700℃~800℃和停留時間為0.3~0.5s的條件下直接燃燒而轉變為無害的H2O和CO2。但采用傳統方法的起燃溫度高,對設備材質要求也相對較高,造成一次性投資大,而且需要添加輔助燃料加熱,能耗大、運行費用高,還存在以下幾點常見問題:
1、焚燒時存在爆炸的潛在危險,尤其是易揮發性可燃氣體,若達到其爆炸極限遇明火則有可能引起爆炸。
2、焚燒含氯代有機物時會產生*腐蝕問題,尤其是在高溫狀態下,*的腐蝕性能大大增強,不僅對管道存在腐蝕,更嚴重的是會引起焚燒爐的腐蝕。
3、若焚燒含氯、溴代有機物和芳烴類物質時極易產生二惡英類強致癌物質,尤其在焚燒爐啟動和關閉過程中更易產生,為避免二惡英類物質產生,須提高燃燒溫度在1200℃以上,若保持如此高的燃燒溫度不僅運轉費用高,而且對焚燒爐的要求也大大提高。
4、若廢氣中含有鹵素、氮元素和硫元素的情況下,采用燃燒法極易產生二次污染物質二惡英、氮氧化合物和硫氧化合物。
催化燃燒法:較適合于高濃度、小風量廢氣的凈化,在處理低濃度的廢氣時,由于要維持300~400℃的催化燃燒溫度,需借助于活性炭吸附等濃縮工藝來提高廢氣的燃燒熱值,但廢氣中的水氣、油污及顆粒物易引起活性炭吸附容量下降及催化劑中毒失活等問題,使得該方法的推廣和使用在一定程度上受到了限制。
催化燃燒法由于溫度降低,允許使用標準材料來代替昂貴的特殊材料,因此可大大降低一次投資中設備費用,同時由于起燃溫度降低,可節約預熱能量,減少運行操作費用。但要定期更換活性炭及催化劑中毒處理,費用昂貴、耗時耗力。