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印刷行業(yè)中有機(jī)廢氣治理技術(shù)
印刷行業(yè)中有機(jī)廢氣治理技術(shù)【1】
[摘 要]本文結(jié)合我國印刷行業(yè)有機(jī)物廢氣污染現(xiàn)狀，對我國印刷行業(yè)中有機(jī)廢氣治理技術(shù)進(jìn)行分析，并著重介紹活性炭纖維吸附廢氣處理技術(shù)和高效干燥固化工藝以及對有機(jī)溶解劑揮發(fā)濃度的控制。
詳細(xì)探討熱力氧化法、探討吸附法、等離子體氧化分解法和膜分離法等有機(jī)廢氣末端治理實(shí)用技術(shù)，為印刷行業(yè)中有機(jī)廢氣的治理提供參考。
[關(guān)鍵詞]印刷行業(yè);有機(jī)廢氣治理;排放控制
一、引言
在有機(jī)廢氣排放行業(yè)中，印刷行業(yè)的廢氣排放占據(jù)較大比例。
當(dāng)前，我國印刷行業(yè)中普遍使用的是溶劑型油墨，該油墨揮發(fā)性較大，在調(diào)整油墨粘度過程中會使用到稀釋劑。
當(dāng)印制品處于干燥時，油墨的揮發(fā)性分組約在70%～80%，向空氣中排放大量的甲苯、苯、二甲苯等有機(jī)質(zhì)工業(yè)廢氣。
印刷行業(yè)中的有機(jī)質(zhì)廢氣一方面會造成嚴(yán)重的大氣光化學(xué)污染，若室內(nèi)空氣不流通將會形成溫室效應(yīng)，對周圍的生態(tài)環(huán)境造成影響，廢氣排放造成的污染甚至?xí)绊懼参锏某砷L，人一旦將這種廢氣吸入體內(nèi)，將會對肝臟和神經(jīng)系統(tǒng)造成損害，嚴(yán)重危害著人們的身體健康;另一方面，該廢氣較大的揮發(fā)性會對有機(jī)化合物資源造成極大的浪費(fèi)。
企業(yè)自身要對廢氣無組織的排放進(jìn)行嚴(yán)格的管控，引進(jìn)先進(jìn)的廢氣治理工藝和設(shè)備，遏制有機(jī)廢氣對生態(tài)環(huán)境的破壞。
二、印刷行業(yè)有機(jī)廢氣治理技術(shù)
印刷行業(yè)中的有機(jī)廢氣治理技術(shù)主要有：熱力氧化法、吸附法、等離子體氧化分解法和膜分離法等，這些方法可以分為兩大類：第一類，將揮發(fā)性有機(jī)物分離回收;第二類，將揮發(fā)性有機(jī)物分解成為CO2和H2O。
(一)熱力氧化法
熱力氧化法由直接焚燒、催化燃燒和蓄熱式氧化三種方法組成，其工藝流程為：當(dāng)廢氣經(jīng)管道送入熱交換器時，廢氣加熱到催化燃燒所需的起燃溫度，經(jīng)過催化劑床層會發(fā)生催化作用，促使有機(jī)廢氣發(fā)生無焰燃燒，將廢氣強(qiáng)制分解為CO2和H2O同時釋放大量熱能。
這種方法能夠有效的除去廢氣中的有害物質(zhì)，在高溫環(huán)境下發(fā)生的催化作用而降低活化性能，由于催化劑的存在和反應(yīng)物的集中，在一定程度上加快了反應(yīng)，降低了耗能。
(二)吸附法
吸附法的關(guān)鍵在于吸附劑和吸附工藝設(shè)備的配置，吸附劑中含有：粒狀活性炭、活性炭纖維、沸石和分子篩等，它可以促使廢氣充分與它表面的多孔性固體物質(zhì)相接觸，將污染物吸附在固體表面，使其徹底與其他混合物分離，達(dá)到凈化的目的。
在吸附回收工藝流程中，廢氣的會經(jīng)蜂巢活性炭吸附凈化后排放到空氣中，VODsZ在蜂巢活性吸附炭上加熱而發(fā)生氮還原反應(yīng)，當(dāng)廢氣冷卻凝結(jié)為精蒸餾之后可以進(jìn)行回收利用。
活性炭吸附飽和之后，使用水蒸氣進(jìn)行脫附清洗，活性炭便可以使用多次。
這種方法適用于低濃度的廢氣治理，但與活性炭產(chǎn)生反應(yīng)的VOCs和大分子高沸點(diǎn)有機(jī)物不能進(jìn)行回收處理。
(三)等離子氧化分解法
等離子氧化分解法主要是通過電子射線激活、電離、裂解廢氣中的有機(jī)物，促使廢氣達(dá)到規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。
使用等離子氧化分解法通常會采用兩個系統(tǒng)。
其中，一個系統(tǒng)利用高頻等離子體技術(shù)加熱等離子，促使其快熟上升到較高的溫度，充分利用等離子體與蒸汽水相接觸，在高溫狀態(tài)下進(jìn)行分解。
另一個系統(tǒng)則是將高溫分解后的廢氣冷卻到約80℃，有效的防止二堊英等有害物質(zhì)在高溫狀態(tài)下再合成。
該方法使用與低濃度的廢氣治理，具有操作便捷，運(yùn)行成本低的特點(diǎn)。
(四)膜分離法
膜分離法治理廢氣效率高，它通過有機(jī)蒸汽結(jié)合體中壓力推動透過過膜的傳遞速率，從而實(shí)現(xiàn)分離，該方法的關(guān)鍵部分在于膜元件。
為了確保膜分離法能夠順利進(jìn)行，要求膜的進(jìn)料側(cè)壓力要高于滲透后的物流側(cè)壓力。
當(dāng)壓縮后的混合物進(jìn)入冷凝器中時，膜蒸汽分離后亞太VODs可以進(jìn)行回收利用，而混合物中沒有冷卻的有機(jī)物則會通過膜的表面分成兩股物流，滲透物流中含有大量的有機(jī)物。
未透過的有機(jī)物會從系統(tǒng)中排除。
膜分離法具有節(jié)能高效的特點(diǎn)。
三、印刷行業(yè)有機(jī)廢氣治理措施
當(dāng)前，我國大部分印刷廠在生產(chǎn)過程中都存在著VODc以及其他環(huán)境污染問題，難以從根本上控制和治理廢氣污染。
根據(jù)我國印刷廢氣污染的治理現(xiàn)狀，在我國新的印刷廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)中，VOCs法律要求對印刷廠和幽默制造廠嚴(yán)格控制有機(jī)揮發(fā)物的排放，并對有機(jī)廢氣的排放作了嚴(yán)格的規(guī)定，表一為印刷車間有機(jī)廢氣接觸限制及排放濃度標(biāo)準(zhǔn)。
(一)控制有機(jī)溶劑揮發(fā)濃度
在印刷工作完場后，應(yīng)該對產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)物的設(shè)施進(jìn)行密封，可以考慮采用密封刮刀結(jié)構(gòu)，通過密封管道傳送溶劑，這樣可以極大的減少傳送過程中有機(jī)物的揮發(fā)。
采用溶劑濃度實(shí)時控制系統(tǒng)對溶劑揮發(fā)濃度實(shí)現(xiàn)反饋控制，最大限度的控制溶劑揮發(fā)。
通過檢查發(fā)現(xiàn)，若將溶劑中碳的含量進(jìn)行計算，每千克碳會釋放0.3千克的VOCs物質(zhì)。
在熱固輪轉(zhuǎn)膠印過程中會產(chǎn)生大量揮發(fā)性的低沸點(diǎn)溶液，可以通過回收裝置回收有害的有機(jī)溶劑。
(二)應(yīng)用環(huán)保油墨
對油墨中的所含成分要嚴(yán)格的進(jìn)行檢測，不斷研制新的油墨配方，例如：可以采用水性材料替代有機(jī)溶劑，減少原材料中有機(jī)溶劑的使用量，在油墨的生產(chǎn)過程中減少對有害金屬的顏料的使用，以提高油墨質(zhì)量。
應(yīng)用環(huán)保油墨主要有以下三種：第一，輻射固化油墨。
該油墨不含溶劑，無VOCc問題，對環(huán)境造成的污染較小;第二，水基油墨。
針對凹版印刷、柔版印刷和絲網(wǎng)印刷，可以代替溶劑產(chǎn)生水基油墨，這樣可以極大的降低水基油墨中的醇含量;第三，植物油基墨。
該油墨在膠印印報中得到廣泛的應(yīng)用。
在使用以上三種環(huán)保油墨事，還應(yīng)該加緊研發(fā)用于高速輪轉(zhuǎn)膠印機(jī)使用的無醇潤版液，并推廣使用專門的油墨清洗劑。
(三)高效干燥固化工藝
要想在生產(chǎn)過程中節(jié)約用料緩解VOCc問題，還需要研制和推廣新型干燥裝置控制系統(tǒng)和新的油墨干燥固化方式，并不斷優(yōu)化干燥系統(tǒng)工藝。
在確保印刷品的質(zhì)量的前提下，高效干燥固化工藝需要考慮以下幾點(diǎn)：降低VODc排放量;提高干燥系統(tǒng)在印刷過程中的熱能利用率;干燥系統(tǒng)的干燥效率要與印刷速度保持同步，確保印刷制品的質(zhì)量;針對溶劑含量高的印刷機(jī)可以在印刷過程中回收利用溶劑，降低VOCs揮發(fā)量。
在干燥裝置控制系統(tǒng)的的優(yōu)化工藝結(jié)構(gòu)中，以確保干燥效率為前提，優(yōu)化干燥箱熱風(fēng)噴嘴結(jié)構(gòu)，最大限度的減少熱風(fēng)耗量，將系統(tǒng)調(diào)至最佳的工作狀態(tài)不僅可以節(jié)約能源，還能減少VODs的產(chǎn)生。
在干燥裝置系統(tǒng)運(yùn)行過程中，要對溫度進(jìn)行實(shí)時控制。
首先檢測印刷制品干燥表面的溫度，如發(fā)現(xiàn)溫度異常，則應(yīng)該在線反饋調(diào)整鋒風(fēng)速和熱量，這樣做同樣能夠達(dá)到節(jié)約能源減少VOCs產(chǎn)生的目。
固化優(yōu)化工藝具體可分為：反應(yīng)固化型、壓力固化、調(diào)溫固化、水基UV固化、熱燃燒固化和催化燃燒固化。
下面將重點(diǎn)介紹反應(yīng)固化型、熱燃燒固化型和催化燃燒固化。
在反應(yīng)固化型中，相互能發(fā)生反應(yīng)油墨與紙張充分接觸，油墨中的有機(jī)成分與紙張表面的涂布層發(fā)生反應(yīng)而迅速固化，不會額外產(chǎn)生VODs;熱然固化是在600℃～1000℃的高溫下，將油墨中的有機(jī)物蒸發(fā)為CO2 和H2O，揮發(fā)物質(zhì)的除去率在90%以上，若生產(chǎn)過程中不考慮一氧化碳和二氧化碳的影響，可熱燃燒固化后的有機(jī)物可以進(jìn)行循環(huán)回收利用。
催化燃燒固化能將VODs揮發(fā)量降低在10%以下，干燥溫度保持在350℃～600℃，相比直接燃燒干燥溫度，它可以節(jié)約投資成本，減少能源消耗，降低一氧化氮?dú)堄嗪俊?/p>
四、結(jié)束語
綜上所述，為了有效的治理印刷行業(yè)中的廢棄排放，企業(yè)必須規(guī)范環(huán)保審批，加強(qiáng)日常管理工作，相關(guān)政府機(jī)構(gòu)有義務(wù)引導(dǎo)印刷行業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)技術(shù)的革新，從源頭上控制印刷過程中揮發(fā)性有機(jī)物產(chǎn)生，既要督促企業(yè)進(jìn)行污染治理，還要對企業(yè)在污染治理方面給予政策上的支持。
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印刷廠有機(jī)廢氣的生物處理技術(shù)【2】
摘 要：本文概述了生物法處理有機(jī)廢氣的三種主要方式：生物過濾、生物滴濾、生物洗滌器的工藝流程，以及它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
簡述了國內(nèi)有關(guān)生物法處理印刷廠有機(jī)廢氣的進(jìn)展。
對影響生物法處理 VOCs 廢氣的主要影響因素，比如目標(biāo) VOCs 組成、填料選取、填料溫濕度、營養(yǎng)物質(zhì)和pH 值、微生物等進(jìn)行簡要總結(jié)和評述。
關(guān)鍵詞：印刷;VOCs;生物法;廢氣處理
1. 前言
印刷廠在印刷過程有機(jī)廢氣的排放包括兩部分，油墨在印刷單元的揮發(fā)和在干燥箱的散發(fā)。
有機(jī)廢氣大量揮發(fā)對工人身體和外界環(huán)境造成危害，國家已經(jīng)不允許隨便排放。
隨著近年來的霧霾危害，目前我國大氣污染已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重，所以這些廢氣要進(jìn)行處理后再排放。
印刷廠排放的有機(jī)廢氣特點(diǎn)是風(fēng)量大、濃度小。
大多數(shù)情況下予以銷毀處理，目前所見到的處理技術(shù)主要有催化燃燒，吸附-催化燃燒，對于比較集中的工業(yè)園區(qū)也有采用吸附回收技術(shù)。
與其他的有機(jī)廢氣處理工藝相比較而言，生物法具有較高處理效率、較低的處理費(fèi)用、簡單的設(shè)備構(gòu)成、無二次污染、較好的安全性等特點(diǎn)，尤其對于微生物可降解性好的有機(jī)物顯示出它自身的優(yōu)越性。
印刷廠廢氣的特點(diǎn)剛好和生物法處理廢氣的特點(diǎn)相匹配，所以生物氧化法能不能成為印刷廠有機(jī)廢氣的有效處理技術(shù)，有待大量的實(shí)驗(yàn)與理論研究。
2. 印刷廠有機(jī)廢氣的主要組成和生物法處理的基本原理
印刷廠覆膜機(jī)所揮發(fā)出來的廢氣主要有甲苯和乙酸乙酯，甲苯和乙酸乙酯是使用比較廣泛的有機(jī)溶劑，存在于諸多染料或其他溶劑中，印刷廠中這兩種氣體占主要成分。
此外還有苯、二甲苯、異丙醇或正丙醇、丙酮、丁醇、乙醇、乙酸丁酯等，這些成分所占的比例相對較小，但也不能忽視它們長期排放所造成的危害。
生物凈化是存在微生物體內(nèi)的一種氧化分解過程[3]，生長于填料層中的微生物以廢氣中的有機(jī)成分為養(yǎng)分，經(jīng)過自身的生長代謝，將其轉(zhuǎn)化為無用的無機(jī)物CO2和H2O或者細(xì)胞的構(gòu)成物質(zhì)。
按照被大多數(shù)人所公認(rèn)的生物膜理論，有機(jī)廢氣的分解要經(jīng)歷一下三個步驟：(1)有機(jī)廢氣進(jìn)入填料層中先和水接觸，不斷地溶解于水中;(2)溶解入水膜的有機(jī)廢氣在濃度差的推動下擴(kuò)散到生長有微生物的生物膜中，被微生物所捕獲;(3)微生物以擴(kuò)散進(jìn)來的有機(jī)物作為碳源進(jìn)行自身的生長代謝，將其氧化分解為CO2和H2O。
3. 生物法的工藝與設(shè)備
目前生物法處理有機(jī)廢氣的主要工藝有生物過濾、生物滴濾和生物洗滌三種工藝。
近年來生物滴濾工藝在處理有機(jī)廢氣方面更是深得各個研究者的芳心，有了比較系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)。
3.1 生物過濾工藝
廢氣從塔底部進(jìn)入，通過填料層，被填料層中的微生物捕捉消化分解為CO2和H2O，達(dá)到凈化的目的。
這種裝置的填料層多由土壤、木屑、堆肥等混合而成，塔頂部噴灑循環(huán)水，為微生物提供生長所需的水分。
填料層為微生物提供各種營養(yǎng)物質(zhì)。
3.2生物滴濾工藝
這種處理裝置和過濾裝置結(jié)構(gòu)類似，不同點(diǎn)在于填料層的組成和所噴淋的是微生物新陳代謝所需的營養(yǎng)液。
它的填料層多由惰性材料組成，比如拉西環(huán)、碎石、陶瓷等。
塔頂?shù)膰娏苎b置將營養(yǎng)液噴下，先在填料層上形成生物膜，隨后不斷為膜中的微生物提供營養(yǎng)供其生長，有機(jī)廢氣從塔底進(jìn)入接觸并擴(kuò)散到生物膜內(nèi)，被微生物捕捉分解。
4. 印刷廠有機(jī)廢氣生物處理的最新進(jìn)展
印刷廠有機(jī)廢氣中最主要的兩種有機(jī)廢氣是甲苯和乙酸乙酯，劉永慧、孫玉梅[4]等人研究表明當(dāng)甲苯和乙酸乙酯的混合氣體在過濾床中停留時間為1min 時， 過濾床對它們的去除效率已經(jīng)達(dá)到了90%。
華素蘭、王麗萍等人[5]采用甲苯專性降解菌株接種，采用生物滴濾法能有有效降解甲苯、乙酸乙酯等印刷廠中的有機(jī)廢氣。
當(dāng)每天需要處理的污染負(fù)荷連續(xù)供給8～12 h時，按照廢氣流量為8 400 L/ h，一周供給7d，總VOC保持550～750 mg/ m3的質(zhì)量濃度時，總?cè)コ试?5 %～90 %。
吳衛(wèi)軍[6]利用生物過濾塔對三苯混合氣體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究表明，在以三苯混合物馴化、篩選出來的優(yōu)勢降微生物作為降解菌，滴濾塔的凈化效率隨著入口濃度的增大而降低，反之亦然。
在氣體停留時間為84.8s，苯入口濃度低于132.2 mg/m3，甲苯入口濃度為418.2mg/m3時，不規(guī)則形陶粒填料濾塔對苯、甲苯的凈化效率也達(dá)到100%。
孫玉梅[7]利用生物過濾裝置處理氣態(tài)甲苯和乙酸乙酯很合氣體的研究表明，乙酸乙酯和異丙醇的濃度過高會明顯抑制甲苯的去除效率;異丙醇的濃度過高會明顯抑制生物過濾器去除乙酸乙酯的效率。
李云路[8]用滴濾法處理含甲苯廢氣的研究表明，生物滴濾池在N含量較低時性能大幅下降，而N源過多沒有明顯的提高去除能力。
C：N處于17.5以下微生物對甲苯的去除效率基本穩(wěn)定在90%以上。
5. 影響生物法處理印刷廠有機(jī)廢氣的因素
對于印刷廠有機(jī)廢氣來說，目前生物法處理中主要有過濾和滴濾兩種工藝方式，尚未見到有洗滌工藝處理相關(guān)廢氣的研究。
5.1混合有機(jī)廢氣種類
生物法處理印刷廠有機(jī)廢氣時，有機(jī)廢氣不僅含有甲苯和乙酸乙酯，還含有其他成分的氣體，那么這些氣體的組成以及濃度的大小會對微生物的生長造成一定的影響，有些會促進(jìn)微生物的降解，有些則會抑制微生物的降解。
Deshusses 等[9]采用生物過濾法處理乙酸乙酯和甲苯混合廢氣時，發(fā)現(xiàn)高負(fù)荷乙酸乙酯的存在抑制了甲苯的去除。
5.2填料
5.2.1填料種類
過濾器和滴濾器的填料成分相差很大，過濾器由于填料自身為微生物提供生長所需營養(yǎng)成分，用的是有機(jī)填料，像木屑、堆肥等。
滴濾器使用無機(jī)填料，像陶瓷、碎石、拉西環(huán)等。
金順利[10]使用聚丙烯網(wǎng)狀纖維為框架，填充水溶性較低的有機(jī)礦粉復(fù)合而成的生物填料去除甲苯氣體，收到顯著的效果。
廖強(qiáng)、田鑫、朱恂等[11]使用陶瓷球填料進(jìn)行生物滴濾塔降解甲苯廢氣，處理效果較好。
孫玉梅、全燮、陳景文等[12]以堆肥和珍珠巖為填料采用生物過濾器去除乙酸乙酯效率達(dá)到99% 以上。
5.2.2填料溫度和濕度
微生物在生長過程中，溫度的高低對微生物體內(nèi)酶的活性影響很大。
所以填料層中的溫度應(yīng)該保持在微生物所能適應(yīng)生長的最佳溫度。
一般嗜溫型微生物的最適生長溫度在25 ℃ ～43 ℃。
廖強(qiáng)、田鑫、朱恂等[13]在滴濾床中采用嗜溫型菌對甲苯的去除實(shí)驗(yàn)中，填料床最佳溫度為30 ～ 40 ℃。
填料的組成上來說，填料的濕度只針對過濾工藝而言，如果濕度過大，通入的氧氣很難很難進(jìn)入生物膜內(nèi)，致使微生物得不到足夠的氧氣，使得降解效率降低。
也可能導(dǎo)致填料和營養(yǎng)物質(zhì)被沖刷下來，破壞真?zhèn)�填料層。
濕度過小會導(dǎo)致填料層出現(xiàn)開裂，降解菌得不到足夠的水分，效率一樣降低。
因此間歇性的從填料成上方噴淋循環(huán)液，保持填料層由足夠的濕度非常必要。
McNevin D 等人[14] 研究表明填料濕度保持在30%～80%(重量)，適宜范圍為40%～60%。
5.2.3填料營養(yǎng)液及pH
微生物生存所需的主要營養(yǎng)物質(zhì)有水、碳源、氮源、無機(jī)鹽及生長輔助素等。
在生物滴濾塔中填料層的pH可以通過添加營養(yǎng)液的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，而過濾塔中微生物的營養(yǎng)物質(zhì)主要有填料來提供，所以它的pH比較難控制。
大多數(shù)微生物的適宜生長環(huán)境pH為中性，所以盡量避免填料層中發(fā)生酸化。
黃永炳[15]生物濾池法處理低濃度甲苯有機(jī)廢氣的研究中最佳pH值為7～8，處于弱堿性環(huán)境。
5.3降解菌
降解菌是整個處理中最為關(guān)鍵的部分，如果降解菌選取的不夠準(zhǔn)確，得不到比較好的處理效果。
一般廢氣中有機(jī)成分比較多，所以處理廢氣的降解菌幾本沒有單一的菌種，大都是復(fù)合菌種。
王平宇等[16]通過正交實(shí)驗(yàn)對假單胞菌屬的降解甲苯菌的生長影響因素進(jìn)行對比分析，結(jié)果表明：甲苯量>溫度>pH>接種量。
6. 總結(jié)
目前對于印刷廠廢氣中兩種主要廢氣甲苯和乙酸乙酯，國內(nèi)已經(jīng)有相當(dāng)多的研究，尤其是滴濾工藝和過濾工藝，但大都是在實(shí)驗(yàn)室研究階段，還未見到投入現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中去。
對于其他有機(jī)廢氣處理方法而言，生物法低投資、高效率、低能耗等優(yōu)點(diǎn)已成為熱點(diǎn)研究課題。
目前印刷廠有機(jī)廢氣的種類比較多，而研究都只是局限與一種或一類有機(jī)物，所以所研究出來的單一的降解菌不能處理成分復(fù)雜的有機(jī)廢氣。
因此研究多組分氣體的降解條件、各組分之間的相互影響等問題十分必要。
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有機(jī)廢氣治理技術(shù)【3】
【摘要】大多數(shù)企業(yè)在其生產(chǎn)活動過程中都不免產(chǎn)生一定量的廢氣，這些產(chǎn)生的廢氣直接排放到大氣中就不可避免地對空氣造成污染，當(dāng)前的事實(shí)是工業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的廢氣種類繁多，隨著各個國家對環(huán)境保護(hù)的意識加強(qiáng)，廢氣治理技術(shù)也得以快速地發(fā)展，目前針對同一種廢氣存在著多種治理技術(shù)，不同治理技術(shù)的性能也會千差萬別的。
本論文主要介紹了工業(yè)廢氣中有機(jī)廢氣的來源及其危害，并對當(dāng)前存在的廢氣治理技術(shù)進(jìn)行了分析，研究不同技術(shù)所存在的優(yōu)勢和不足，文章最后對高效率的有機(jī)廢氣處理技術(shù)進(jìn)行了介紹，展望未來有機(jī)廢氣治理技術(shù)的前景。
【關(guān)鍵詞】工業(yè)廢氣;有機(jī)廢氣;廢氣治理
1、有機(jī)廢氣的來源及危害
隨著石油化工行業(yè)的興起和發(fā)展，人類所生存的環(huán)境就逐漸發(fā)生惡化，大氣污染越發(fā)嚴(yán)重。
這就足以說明，石油化工行業(yè)在生產(chǎn)過程中排放的廢氣是大氣環(huán)境污染的真兇。
這種廢氣排放量巨大，其中包含的有機(jī)物含量波動性大，是有毒氣體，還可以燃燒，有些廢氣甚至有惡臭，廢氣的成分氯氟烴也是破壞臭氧層的罪魁。
除此以外，石化行業(yè)中的儲存設(shè)備，印刷廠以及其它石化相關(guān)行業(yè)都是產(chǎn)生有機(jī)廢氣的源頭。
面對大氣質(zhì)量的下降，環(huán)境的惡化，必須減少大氣中的有機(jī)氣體排放，這里面最有效的手段就是從源頭入手，這也是最為經(jīng)濟(jì)的手段。
廢氣污染會導(dǎo)致環(huán)境惡化加重，而最終受害的是我們?nèi)祟悺?/p>
有機(jī)廢氣對人體的危害是多方面的，來自不同行業(yè)的有機(jī)廢氣所具備的毒性也是有所區(qū)別的，最常見的幾種主要有機(jī)廢氣對人體的危害表現(xiàn)如下：苯類的有機(jī)氣體會造成人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)的損害，高濃度的苯蒸氣(含量達(dá)空氣的2%)可導(dǎo)致急性中毒身亡。
多環(huán)芳烴具有強(qiáng)烈的致癌特性，屬于嚴(yán)重污染物。
苯酸類有機(jī)氣體會是蛋白質(zhì)變性凝固，造成全身中毒。
腈類有機(jī)氣體可導(dǎo)致呼吸問題，甚至窒息死亡。
硝基苯破壞神經(jīng)系統(tǒng)，影響臟器功能。
有機(jī)磷化物會導(dǎo)致血液中膽堿脂酶的活性降低，發(fā)生功能性神經(jīng)系統(tǒng)障礙。
在各種硫化有機(jī)物中，高濃度的硫醇是可能致命。
高濃度的含氧有機(jī)物環(huán)氧乙烷可致人死亡。
2、有機(jī)廢氣治理技術(shù)現(xiàn)狀
目前而言，治理有機(jī)廢氣比較普遍的方法有吸附法、吸收法、氧化法等。
這些方法雖然目前使用廣泛，不可回避一個問題是效率不高，經(jīng)濟(jì)性低，因此在有限的環(huán)境治理投入下，帶來的環(huán)境改善效果也很有限。
2.1活性炭吸附法。
吸附是指液體或氣體附著集中于固體表面的作用，一般的活性碳都能發(fā)生這種作用。
根據(jù)選取的吸附材料以及吸附機(jī)理的不同，吸附法又可分成化學(xué)吸附和物理吸附。
化學(xué)吸附利用的是疏水鍵去除有機(jī)污染物的，例如用酚醛樹脂吸附劑去除鄰苯二甲酸二甲酯類物質(zhì)。
但是化學(xué)吸附劑，更多的是運(yùn)用在去除水相污染物當(dāng)中，用來去除有機(jī)廢氣的情況比較少見，究其原因是吸附劑與氣體接觸時間不夠長，無法進(jìn)行有效的反應(yīng)，導(dǎo)致吸附效果達(dá)不到預(yù)期。
這就使得人們在實(shí)際生產(chǎn)中選擇物理吸附材料處理有機(jī)廢氣，比如活性炭、沸石等。
選擇這種孔狀結(jié)構(gòu)，比表面積大，物理吸附能力強(qiáng)的吸附劑符合去除有機(jī)氣體的要求。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，纖維吸附材料與蜂窩狀、顆粒狀吸附材料相比，具備更快的傳質(zhì)速率，因此，常常選擇纖維吸附材料，以提高去污效率。
2.2吸收法。
吸收法一般情況是指的是液體吸收法，其基本的原理是廢氣和吸收劑接觸很充分，吸收劑對于有害物質(zhì)進(jìn)行吸收，再經(jīng)過接吸收過程，從吸收劑中除去廢氣并提取吸收劑，這樣就使得吸收劑能夠被循環(huán)利用。
目前廢氣處理設(shè)備中噴淋裝置是使用吸收的原理進(jìn)行制作的。
物理吸收劑是利用的物質(zhì)具備相似相容的物質(zhì)特性，比如常見的吸收劑水，可以用于去除那些易溶于水的氣體，像丙酮、甲醇、醚，但是對于水溶性差的物質(zhì)水無法起到作用。
這就需要使用化學(xué)吸附的方法，其主要的原理是吸附劑上面的基團(tuán)與有機(jī)廢氣發(fā)生，就當(dāng)前國內(nèi)外對吸收法的應(yīng)用，可以獲得以下經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。
一是國內(nèi)外研究者研究了不同溶劑吸收法對各種有機(jī)廢氣污染成分的處理效果，吸收劑主要包括有機(jī)溶劑、表面活性劑和水，還包括新型環(huán)保型吸收劑環(huán)糊精;因此廢氣種類不同，采用的吸附劑的種類也就不同。
2.3催化氧化燃燒法。
對于處理那些有毒、有害、沒有回收價值的氣體，如VOCs，氧化法是最佳的處理手段。
該方法的基本原理是VOCs同氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)生成水和二氧化碳，氧化反應(yīng)就好比燃燒過程一樣，最后得到的成分是對空氣無害的水和二氧化碳。
通常采用以下兩種方法促使氧化反應(yīng)的順利進(jìn)行：一種是加熱升溫，即熱氧化法，使得廢氣達(dá)到氧化反應(yīng)必需的最低溫度;另一種是催化氧化，催化氧化是指不改變反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)，向反應(yīng)環(huán)境中添加金屬催化劑，例如Pt、Pd、Ni等，廢氣中的有機(jī)污染物同氧化劑發(fā)生的氧化反應(yīng)，催化劑的存在可以大大降低催化燃燒所需要的溫度。
如何獲得高效的催化劑是催化氧化法的關(guān)鍵。
近些年來，人們一直致力與整體催化劑的研究，同顆粒狀催化劑比較，其在傳質(zhì)、傳熱、壓降性能等諸多方面表現(xiàn)出優(yōu)點(diǎn)。
3、有機(jī)廢氣治理技術(shù)展望
相比傳統(tǒng)的有機(jī)廢氣處理技術(shù)，因其存在諸多不足，隨著近些年生物技術(shù)的發(fā)展，人們試圖在新領(lǐng)域利用先進(jìn)的生物技術(shù)治理有機(jī)廢氣，包括生物膜法和等離子分解法等。
3.1生物膜法。
人們利用自然界中的有機(jī)生物，特別是微生物降解過程來處理廢物是一種優(yōu)異的處理手段，我們知道采用生物膜法對有機(jī)污水進(jìn)行處理已有超過一百年的歷史，但是將其應(yīng)用于工業(yè)廢氣處理，特別是凈化有機(jī)廢氣卻剛剛起步。
國內(nèi)外對生物膜法處理有機(jī)廢氣的研究都處理理論實(shí)驗(yàn)階段，尚未獲得可以用于生產(chǎn)實(shí)踐的技術(shù)，不過其廣闊的前景已經(jīng)被業(yè)界所看好，生物膜法是也是機(jī)廢氣治理研究的前沿性課題。
生物膜法治理有機(jī)廢氣是指將微生物培養(yǎng)在多孔性介質(zhì)的表面，并讓污染氣體在填料床層中進(jìn)行生物處理，可出去其中的大部分有機(jī)污染物，并使之在空隙中發(fā)生降解反應(yīng);孔隙中的微生物消耗掉空隙中的有機(jī)污染物，并降解成水、二氧化碳和中性的鹽類。
3.2等離子體分解法。
利用等離子體分解法對氯氟烴進(jìn)行分解的技術(shù)已經(jīng)被用于工業(yè)生產(chǎn)了，該分解過程可以在短較短的時間內(nèi)完成，而且對裝置的規(guī)模沒有要求，在小型裝置內(nèi)也可以處理大量的氯氟烴等氣體。
等離子體分解法運(yùn)行設(shè)備包含兩個子系統(tǒng)，一個子系統(tǒng)是利用高頻等離子體急速加熱等離子體，使其溫度在短時間內(nèi)升高到約10000攝氏度，這就是超高溫加水分解系統(tǒng)，這是利用等離子體的化學(xué)作用與水蒸氣接觸進(jìn)行分解的原理。
另一個子系統(tǒng)是為了防止二惡英類的再度合成的排氣急冷系統(tǒng)，其可以把高溫分解的排氣急速冷卻到80°C以下。
組成一個完整的這種系統(tǒng)需要氯氟烴和水蒸氣的供給裝置和等離子體發(fā)生裝置，還需要反應(yīng)爐、冷卻罐和排水處理裝置等。
4、結(jié)語
有機(jī)廢氣的處理一直以來都是影響大氣環(huán)境的關(guān)鍵因素，工業(yè)高速發(fā)展以來，人們排放到大氣中的有機(jī)氣體不論是量還是類，都發(fā)生了質(zhì)的變化，環(huán)境治理刻不容緩。
減少環(huán)境污染最有效的途徑就是從源頭入手，降低有機(jī)氣體的排放，這就需要高效、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)的有機(jī)廢氣處理手段，因此在傳統(tǒng)的處理技術(shù)上，研發(fā)新的處理技術(shù)就顯得格外重要了。
相信隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，創(chuàng)新性的有機(jī)廢氣處理技術(shù)也會被應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中去，降低甚至消除大氣中有機(jī)氣體的排放指日可待。
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