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【干货】三废处理篇之废气处理工艺

作者: 编辑: 来源: 发布日期: 2018.10.13
信息摘要:
废气处理主要是指针对工业场所产生的工业废气诸如粉尘颗粒物、烟气烟尘、异味气体、有毒有害气体进行治理的工作。常见的废气有工厂烟尘废气、车间粉尘…

废气处理主要是指针对工业场所产生的工业废气诸如粉尘颗粒物、烟气烟尘、异味气体、有毒有害气体进行治理的工作。常见的废气有工厂烟尘废气、车间粉尘废气化、有机废气、酸碱废气净化和其它化工废气净化等。


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废气的处理一般从两方面进行:一是针对悬浮粒状污染物的废气除尘;二是针对气态污染物的废气净化。本文概述的废气处理结构图如下所示:


治理技术 

烟(粉)尘净化技术又称除尘技术,它是将颗粒污染物从废气中分离出来并加以回收的操作过程。实现该过程的设备称为除尘器,气态污染物种类繁多,特点各异,因此采用的净化方法也不同,烟(粉)尘的治理主要是通过改进燃料技术和采用除尘技术来实现。

 (一)改进燃烧技术   

      完全燃烧产生的烟尘和煤尘等颗粒物,要比不完全燃烧产生的少。因此,在燃烧过程中供给的空气要适当。使燃料完全燃烧。供给的空气量要大于通过板化反应式计算出的理论空气。供给的空气量少了则不能完全燃烧,多了则会降低燃烧室温度,增加烟气量。空气和燃料充分混合是实现完全然烧的条件。

 (二)采用除尘技术 

这是治理烟(粉)尘的有效措施。除尘技术根据在除尘过程中有没有液体参加,可分为干式除尘和湿式除尘。一般根据除尘过程中的粒子分离原理,除尘技术大体上可分为:吸力除尘、惯性力除尘、离心力除尘、洗涤除尘、过滤除尘、电除尘、声波除尘。


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(三)合理地选择除尘器 

合理地选择除尘器,既能保证达标排放所需求的除尘效率,又能组成经济的除尘系统。近年来,除尘技术发展很快,除尘效率也有明显提高,特别是静电除尘和布袋除尘。因此,对一些以大气污染为主,烟(粉)尘排放大的项目,如大型火电厂、大型水泥厂多采用静电除尘器和布袋除尘器。袋式除尘器的除尘效率一般可达99%以上,而且由于它具有效率高、性能稳定可靠、操作简单的特点而被广泛运用。 除袋式除尘器外,电除尘器由于经济、便捷、除尘效率高等特点也得到广泛地应用。


净化技术

 常见的气体净化方法有物理化学法和生物法。物理化学法包括有吸附法、吸收法、燃烧法、低温等离子法、光催化氧化法等。物理化学法一般适用于浓度较高的废气。 生物法包括生物滤池法、生物滴滤池、生物洗涤池和膜生物反应器等。

 2.1 物理化学法 

2.1.1 吸附法

  吸附法是利用某些具有吸附能力的物质如活性炭、硅胶、沸石分子筛、活性氧化铝等吸附有害成分而达到  处理有害污染的目的。主要适用于大风量、低浓度废气的净化。

 吸附法具有工艺简单、前期投资少、处理废气效率高、干净清洁以及环保等优点。缺点是设备庞大、后期成本大、吸附流程缓慢复杂、容易因为吸附空气中的水蒸气而失效。在当前的工程应用中,一般将吸附法与蒸汽脱附或催化燃烧工艺结合使用。


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2.1.2 吸收法

  吸收法是按照其原理可以分为物理吸附和化学吸附。物理吸收是利用不同气体在吸附剂的溶解度的不同,从而将有害气体成分去除的方法,常用于VOCs的去除;化学吸吸收是利用溶液中吸附剂与有害气体发生化学反应而将有害气体从气态转变为其他状态而去除废气的方法,常用于无机废气的去除,例如硫化物,氮氧化物和氨气的吸收等。

  1)VOCs的吸收

  挥发性有机物的吸收常为物理吸收,在吸收后能够将某种有机废气回收,该法是使用易挥发或不挥发的液体作为吸收剂,利用VOCs中不同气体在吸收剂中的溶解度不同,使有害气体被吸收,从而达到净化废气的目的。吸收法对风量大、浓度低的VOCs废气的处理比较有效,具有工艺成熟、操作难度低、应用范围广、费用低、回收等优点。吸收法在工业上被广泛应用于VOCs的处理,近年来相关的研究也在逐浙增加。

 2)无机废气的吸收

  吸收法处理废气常用于废气脱硫脱氮以及碳氧化物的吸收,如NOx、SO2、H2S以及氨等。利用化学反应吸收废气中的有害气体的吸收法较多,也有部分物理法吸收无机气体,

  在同时脱硫脱氮工艺中,国内外广泛使用的同时脱硫脱氮技术是Wet−FGD+SCR组合技术,就是湿式烟气脱硫(Wet−FGD)和NH3选择性催化还原(SCR)技术脱氮的组合。其工艺特点是脱硫效率高于90%,吸收剂利用率可超过90%。其缺点也是很明显的:工程庞大,初投资和运行费用高,易形成二次污染。


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2.1.3 燃烧法

 燃烧法是指具有可燃性废气和一定氧化剂(或一定的辅助燃烧剂)在一定温度下发生燃烧反应,生成对环境无害的物质。一般常用于VOCs的处理而不适用于多数无机废气。常见的燃烧法分为直接燃烧法、催化燃烧法和热力学燃烧法三大类。以下讨论的均为有机物VOCs燃烧法。

  1)直接燃烧法

  当废气中VOC浓度很高时,可把废气当作燃料来燃烧,称其为直接燃烧。直接燃烧法适用于挥发性可燃有机物浓度很高的废气,其浓度般高于爆炸浓度上 限,而且它具有相应高的燃烧热值,即不需添加辅助燃料也能维持燃烧所需的温度。一般的燃烧产物为二氧化碳和水等无害物质。

 直接燃烧法常用的设备有炉、窑以及像炼油和石化工业中常见的火炬。应该指出,火炬燃烧只是生产工艺过程中的一种措施。火炬是敞开式的燃烧器,燃烧是不完全的,它不仅造成燃料能源的损失!而且还会产生大量有害气体和烟尘,以及热辐射。

  2)催化燃烧法  

在有机挥发性气体浓度不高时,借助催化剂来实现燃烧,使得产生无害物质的方法称为催化燃烧法。催化燃烧法采用催化剂可以降低有机物氧化所需的活化能,并提高反应速率,从而可以在较低的温度下进行氧化燃烧。使有机物转化为无害物质。在催化燃烧时,一般都采用固体催化剂,因此涉及的是非均相催化反应。

 虽然催化燃烧与非催化热力燃烧相比其氧化温度明显要低得多,使有害物质的转化操作更为经济。但其缺点是:对所处理的有机废气有一定要求,即不能含有使催化剂中毒、抑制反应、堵塞或覆盖催化剂活性中的物质;此外,催化剂 的费用和经常需要更换也制约了其应用。


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3)热力燃烧法

      当有机废气的浓度较低,而且所含的可燃烧气体浓度极低时,不能着火以及依靠自身来维持燃烧,因此 需要借助辅助燃料燃烧产生的热量用来提高有机废气的温度,使得废气发生氧化从而转变为无害气体,这种方法称为热力燃烧法。

  经典的有机废气热力燃烧设备主要由辅助燃烧器和燃烧室组成,这些设备结构简单、投资费用少、操作方便。而且几乎可以处理一切有机废气和达到法规的排放要求。

  2.1.4 低温等离子技术 

 等离子体被称为除固态、液态和气态外物质的第四种形态,当外加电压达到气体的着火电压时,气体被击穿,产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。放电过程中虽然电子温度很高,但重粒子温度很低,整个体系呈现低温状态,所以称为低温等离子体。

 当废气的浓度很低时,常见的吸收、吸附以及燃烧法并不能有好的处理效果,此时,低温等离子法就有较好的用武之地。733904570422498222


低温等离子体降解污染物是利用这些高能电子、自由基等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,并发生后续的各种反应以达到分解污染物的目的。

  低温等离子净化器能有效去除挥发性有机物(VOC)、无机物、硫化氢、氨气、硫醇类等主要污染物,以及各种恶臭味,对于长期弥漫、积累的恶臭、异味,24小时内即可祛除,并且具有强力杀灭空气中细箘、病毒等各种微生物能力,而且具有明显的防霉作用。

 低温等离子技术具有自动化程度高、工艺简便、操作方便、效率高、无二次污染、以及能够处理大部分废气和除臭等优点,同时其缺点也很明显,易产生火花放电,在高峰值电压下,反应器易产生火花放电,火花放电不仅增大电能消耗,而且破坏放电的正常进行,使得处理废气不完全,净化效率低,还存在危险性。目前国内低温等离子技术还处于摸索阶段,还不成熟。      


低温等离子体降解污染物是利用这些高能电子、自由基等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,并发生后续的各种反应以达到分解污染物的目的。

  低温等离子净化器能有效去除挥发性有机物(VOC)、无机物、硫化氢、氨气、硫醇类等主要污染物,以及各种恶臭味,对于长期弥漫、积累的恶臭、异味,24小时内即可祛除,并且具有强力杀灭空气中细箘、病毒等各种微生物能力,而且具有明显的防霉作用。

 低温等离子技术具有自动化程度高、工艺简便、操作方便、效率高、无二次污染、以及能够处理大部分废气和除臭等优点,同时其缺点也很明显,易产生火花放电,在高峰值电压下,反应器易产生火花放电,火花放电不仅增大电能消耗,而且破坏放电的正常进行,使得处理废气不完全,净化效率低,还存在危险性。目前国内低温等离子技术还处于摸索阶段,还不成熟。

  2.2 生物处理法   

         工业废气的生物处理法就是污染气体通过多孔填料层,填料便面附着着一层生物膜,微生物在生物膜上代谢并消耗废气中的有害物质并转变为CO2、H2O等无害物质的过程。

 生物法主要是针对工业废气浓度较低、无回收价值以及污染严重等的有机废气,有些有毒或臭味无机气体也可以用生物法处理,如NH3、H2S等,也可用于各种工业污水处理厂、垃圾填埋场以及堆肥厂产生的臭气。

 生物法同常规的废气处理方法相比具有效果好、设备简单、投资及运行费用 低、效果好、无二次污染、易于管理等优点。 

 目前常用的生物法处理废气的工艺有生物滤池工艺、生物洗涤工艺和生物滴滤工艺以及膜生物反应法等。


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