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有机废气处理技术与设备

来源:南京工业废气处理有限公司 发布时间:2018-12-27 点击次数:
化工尾气中常含有挥发性有机化合物(VOCs)、酸性气体、焦油等。尾气的处理方法,首先是回收有用成分和溶剂,然后除臭、无害化处理等。综合治理应采取多种手段。本文介绍了工程有机化工艺、原理和设备。
    
     精细化工中的各种反应主要是在有机溶剂中进行的,主要溶剂是芳烃、醇、酯和氯化烃,因此废气中会含有各种溶剂。以二氯甲烷、甲醇和甲苯为例,计算和解释了溶剂的缩合回收率,甲醇的蒸气压为42%时为38.804kPa,12%时为1.7364kPa。含甲醇的饱和气体由42%冷却到112%。甲醇尾气可回收448.1g/m3。甲苯在42℃时的蒸气压为8.631kPa,在12%的蒸汽压为0.41lkPa时,饱和甲苯气体由42%冷却到112%。含甲苯尾气可回收285.6gm3,因此需要对含有机溶剂的尾气进行深度冷凝。
    
     工厂尾气经常是酸性的,含有焦油。可采用稀碱水洗涤,填料吸收塔为佳,板式塔压降较大。一般不用,塔的直径根据风扇的空气流量确定,塔的高度适当增加,并选择适当的液体分配器,以确保衬里材料可以防止洗涤效果。
    
     低温处理后,尾气中有机气体的浓度仍然很高。例如,尾气中的甲醇浓度可达17300ppm(Vv),甲苯浓度可达4060ppm(VV),选择12%的活性炭吸附回收设备。颗粒活性炭或活性炭纤维吸附设备是常用的。
    
     活性炭是含碳物质碳化和活化的多孔产物。活性炭的吸附表面主要由大孔、中孔和多孔组成。多孔结构发达,比表面积大。VOCs分子在吸附过程中通过大孔和中孔,小孔中的小孔吸附率占总吸附量的90%以上。
    
     颗粒活性炭1可分为煤和木材。煤基活性炭是目前市场上主要的粒状活性炭。生产加工工艺为:将原煤粉碎至一定细度,加入适量的粘结剂,搅拌均匀。采用催化活化,加入适量的催化剂,挤出碳条,经老化、炭化、活化、洗涤、干燥,干燥、筛分得到粒径为25mm的活性炭颗粒。
    
     活性碳纤维(ACF)通常由粘胶或聚丙烯腈基材料制成,经炭化活化后,再用再生纤维素、酚醛树脂(酚醛清漆)和沥青基纤维作为基材,其直径为5-201~m。碳纤维直径10001500m~g,平均L直径1.0~4.Onm。活性炭纤维表面的微孔分布均匀,与活性炭相比,活性炭纤维具有孔径小、均匀、结构简单、吸附速度快、吸附率高、吸附小分子物质容易解吸等优点。活性炭纤维(ACF)具有多种优良的表面形貌,如毡、布、纸等。孔直接在纤维表面打开。吸附质到达吸附点的扩散路径对一些大分子或颗粒物如二恶英、粉尘等体积接近或大于活性炭纤维微孔体积的物质来说很短。很难被吸附。与粒状活性炭相比,活性炭纤维具有更多的优点。
    
     当尾气中VOCs浓度较低或均匀时,宜选用活性炭纤维设备:对于精细化学品的批量生产,当尾气中VOCs浓度较高且浓度波动较大时,宜选用颗粒活性炭设备或两级系列c颗粒活性炭与活性炭纤维联合装置。效果更好。粒状活性炭用于精细化工产品的批量生产,用活性炭纤维进行一级吸附和二级吸附。
    
     为了防止颗粒状活性炭在吸附和解吸过程中的着火,其主要原因是活性炭吸附溶剂的热量或溶剂的氧化反应热在活性炭层中积累。由温度异常升高引起的自然发火活性炭具有多孔结构。导热性差。容易使局部蓄热室在正常条件下运行。吸附产生的热量和吸附释放的热量应处于同一位置,当吸附的溶剂被氧化和分解时,平衡状态被破坏,进一步加速了氧化和分解反应,最终导致温度异常升高。乙基乙酮、环己酮等酮类溶剂的吸附、解吸温度及交替周期应严格控制,吸附时间不应过长。
    
     生物处理技术是利用微生物的代谢活性来降解挥发性有机物。在将VOCs转化为无害小分子物质的过程中,常用的生物降解装置有生物洗涤器、生物滤池和生物滴滤池。三种装置的生物降解原理基本相同,最常见的生物滴滤器具有较大的空隙率和较小的床压降,浸出循环液可有效控制塔内微生物的生长环境,如pH值和养分浓度,避免积累。床内反应产物的作用和影响生物滴滤器良好运行的主要因素如下:
    
     水溶性VOCs易于降解。醇、酯、醛和苯是最容易降解的气体,在苯、甲苯、乙苯和二甲苯这四种物质中,邻二甲苯是最难降解的,苯环中的其他取代基也使降解性能变差。
    
     微生物是影响生物降解的最重要因素。目前,已经分离出许多优势菌,它们以带臭味的有机化合物为单一碳源生长。例如,含硫恶臭有机化合物降解细菌、含氮化合物降解细菌和含氯化合物降解细菌。培养和驯化适应不同有机气体的微生物是生物降解的关键。
    
     该固定化载体不仅对VOCs具有吸附作用,而且可以为微生物的生长提供部分生态环境,保持微生物生长所需的营养物质等。合适的填料应具有较大的比表面积、合适的孔隙率和良好的力学性能。主要填料有陶粒、陶瓷紫胶、聚氨酯泡沫塑料、珍珠岩和活性炭等。
    
     随着各级政府对挥发性有机污染物的日益重视,国家出台了一系列自上而下的治理方案。VOCs纳入总量控制指标的呼声不断高涨,使我们不得不关注VOC。然而,经过仔细研究,我们发现了几个问题。
    
    

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