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河北森然環保工程有限公司
光催化氧化技術在水處理領域的應用已十分成熟,其基本反應原理是在紫外光照射下,通過光催化劑與H2O和O2反應產生強氧化性的羥基自由基(?OH),通過羥基自由基氧化水中有機污染物。其巾TiO2因光催化活性高,具有良好的化學穩定性和耐光腐蝕性是較常用的光催化劑。研究表明,光催化氧化法對大氣中有機污染物同樣具有較好的處理能力,但該技術仍存在一些缺陷,如:反應受紫外光源限制、能量產率低、較難處理高濃度及大風
揮發性有機物(VOCs)一般指常壓沸點在50-260℃之間的有機物。因成分復雜,其定義有若干種,而從環保意義上講,VOCs主要指化學性質活潑,能與空氣中含氮物質、碳氫化合物及顆粒物發生光化學反應的一類有機物。其組成有機物本身屬于大氣污染物,參與光化學反應后產物容易引起光化學煙霧,對大氣造成二次污染。隨著近幾年國家對環境污染治理力度加大,VOCs已經被認作一項重要大氣污染源,各項環保法律法規也將VOCs治理作為一項重要內容。
1.焦化企業VOCs治理現狀
焦化企業VOCs排放主要來源于化產回收工序,比如鼓風冷凝區域焦油儲槽、循環氨水槽、機械化澄清槽,化產回收加工區域的苯儲槽、焦油儲槽、萘油儲槽等大部分儲槽的呼吸閥排出的廢氣。該部分廢氣中含有部分苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等物質,都屬于揮發性有機物。當前,包括煉焦行業在內的大部分化工企業,常用的VOCs治理措施主要分為排放源頭控制和排放末端治理兩大類。
1.1排放源頭控制
通過采取預防性的措施,如改進生產工藝和加強生產工藝過程管控等,可有效減少揮發性有機物的排放。例如:苯類及焦油類物質儲存過程中,部分化工企業通過內浮頂等新型儲罐替代常規儲槽,使液體無蒸汽空間,可有效減少蒸發損失85%-96%;浮頂內部空間通氮氣,在避免污染物排放的同時,減少著火爆炸危險,保證儲液質量;由于液面上沒有氣體空間,故減少罐壁罐頂的腐蝕,從而延長儲罐的使用壽命。
1.2排放末端治理
目前,比較成熟的VOCs廢氣的治理方法主要包括吸附法、光催化氧化法、低溫等離子法、燃燒法等。
1.2.1吸附法
吸附法是目前工業廢氣治理中常用,也是成熟的一種工藝。吸附法具有以下優點:治理效率高、能耗低、技術成熟、操作簡單等。常用的吸附劑包括:顆粒活性炭、硅藻土、氧化鋁、高聚物吸附樹脂、沸石和硅膠等,這些物質含有豐富的孔結構。其中活性炭因吸附能力強、原料充足的特點已廣泛應用于苯系物、鹵代烴的吸收。此外通過對活性炭進行氧化、還原和負載化合物等改性處理,可以進一步提高其吸附能力。
1.2.2燃燒法
燃燒法只在揮發性有機物在高溫及空氣充足的條件下進行*燃燒,分解為CO2和H2O。燃燒法適用于各類有機廢氣,可以分為直接燃燒、熱力燃燒和催化燃燒。
排放濃度大于5000mg/m的高濃度廢氣一般采用直接燃燒法,該方法將VOCs廢氣作為燃料進行燃燒,燃燒溫度一般控制在1100oC,處理效率高,可以達到95%一99%。
熱力燃燒法適合于處理濃度在1000—5000mg/m的廢氣,采用熱力燃燒法,廢氣中VOCs濃度較低,需要借助其他燃料或助燃氣體,熱力燃燒所需的溫度較直接燃燒低,大約為540—820oC。燃燒法處理VOCs廢氣處理效率高,但VOCs廢氣若含有S、N等元素,燃燒后產生的廢氣直接外排會導致二次污染。
1.2.3光催化氧化法
光催化氧化技術在水處理領域的應用已十分成熟,其基本反應原理是在紫外光照射下,通過光催化劑與H2O和O2反應產生強氧化性的羥基自由基(•OH),通過羥基自由基氧化水中有機污染物。其巾TiO2因光催化活性高,具有良好的化學穩定性和耐光腐蝕性是常用的光催化劑。研究表明,光催化氧化法對大氣中有機污染物同樣具有較好的處理能力,但該技術仍存在一些缺陷,如:反應受紫外光源限制、能量產率低、較難處理高濃度及大風量的氣體。
1.2.4等離子技術
等離子體是物質的第四態,即電離了的“氣體”,組成成分包括:離子、電子以及未電離的中性粒子,整體呈中性。等離子體分為高溫等離子體和低溫等離子體,現在低溫等離子體已經廣泛應用于多個生產領域。低溫等離子體化學活性高,反應速度快,對高、低濃度的有機物均有良好的去除效果。低溫等離子體技術是在外加電場作用下,通過介質放電產生大量高能粒子,當高能粒子能量高于VOCs化學鍵能時,高能粒子不斷轟擊可使VOCs化學鍵斷裂、電離,從而破壞VOCs分子結構,生成小分子低毒無毒物質,達到消除VOCs目的。該技術具有]藝簡單、適用性強、易于操作和能耗低等優點,已成為VOCs處理的前沿技術。
2.技術局限性
目前VOCs系統治理難度較大,主要因為涉及工藝技術、設備設施、管理、資金等因素較多。在末端治理方面,焦化企業排放的廢氣特征復雜,采用單一的方法難以控制VOCs治理效果,因此發展新技術,將傳統技術與新技術進行融合,是未來VOCs治理的一個發展方向。
3.結語
對目前化工企業常用VOCs末端治理技術及其適用性進行了簡單介紹。需要說明的是,VOCs治理方法本身沒有好壞之分,只有針對VOCs廢氣排放不同的特點,確定合適的方法,才能取得良好的處理效果。
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