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07
2022
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07
廢氣凈化方法有哪些?
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空氣廢氣凈化可以通過許多不同的方法實現(xiàn),比如,廢氣中的污染物可以通過過濾、重力分離、電沉積、冷凝、燃燒、膜分離、生物降解、吸收、吸附和催化轉(zhuǎn)化等方法從廢氣中加以去除,z于是降污染物作為資源回收下來,還是將它銷毀,這取決于用戶的具體情況和污染物的物理、化學(xué)和生物性質(zhì)。下面將就污染物凈化的基本方法作一個簡單的介紹。
1、吸收凈化法
吸收是凈化氣態(tài)污染物z常用的方法。吸收法被定義為:用適當(dāng)?shù)囊后w吸收劑進行廢氣處理,使廢氣中氣態(tài)污染物溶解到吸收液中或與吸收液中某種活性組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而進入液相,這樣使氣態(tài)污染物從廢氣中分離出來的方法;或者說,利用吸收劑將混合氣體中一種或數(shù)種組分(吸收劑)有選擇地吸收分離的過程稱作吸收。
2、吸附凈化法
吸附是利用多孔性固體吸附劑處理流體混合物,使其中所含的一種或數(shù)種組分吸附于固體表面上,以達到分離的目的。吸附過程和吸收的區(qū)別在于:吸收后,吸收組分均勻的分布在吸收相中,吸附后,吸附組分聚積或濃縮敷在吸附劑上,只y一個非均相過程。
目前,吸附操作在有機化工、石油化工等生產(chǎn)部門已有較為廣泛的應(yīng)用。該方法在環(huán)境工程中的使用也很普遍,主要原因是吸附劑的選擇性高,它能分開其他過程難以分開的混合物,有效地清除(回收)濃度很低的有害物質(zhì),設(shè)備簡單,操作方便,凈化效率高,且能實現(xiàn)自動控制。
吸附過程是一個動態(tài)過程,在這個過程中,吸附質(zhì)從流體中擴散到吸附劑表面和微孔內(nèi)表面上,釋放熱量,而被吸附在吸附劑的表面上。脫附過程是一個與吸附過程相反的過程。
吸附質(zhì)在吸附劑表面吸附后,吸附質(zhì)分子的內(nèi)能因分子運動形式,如擴散、振動、旋轉(zhuǎn)發(fā)生改變而降低,從而釋放出能量,稱之為吸附熱。汽化熱(或冷凝熱)和結(jié)合熱是吸附熱的兩個組成部分。吸附熱大于物質(zhì)氣化熱約1.5倍,不排除特殊情況的存在。總體說來,吸附熱收到吸附量、吸附溫度、吸附時流體空塔速度等因素的影響,如果不及時將吸附熱引出去的話,其中被脫附分子所吸收的一部分熱量會對吸附過程造成負面影響。
3、冷凝凈化法
冷凝凈化法即利用物質(zhì)在不同溫度下具有不同飽和蒸汽壓這一性質(zhì),采用降溫、加壓方法使處于蒸汽狀態(tài)的氣體冷凝而與廢氣分離,以達到凈化或回收的目的。
冷凝凈化對有害氣體的去除程度,與冷卻溫度和有害成分的飽和蒸汽壓有關(guān),冷卻溫度越低,有害成分約接近飽和,其去除程度越高。它特別適用于處理廢氣濃度在10000*10-6以上的有機溶劑蒸汽,不適宜處理低濃度的廢氣。在恒定溫度的條件下通過提高壓力的辦法可實現(xiàn)冷凝過程,也可通過恒定壓力的下降低溫度來進行冷凝。廢氣通過冷凝可被凈化,但室溫下的冷卻水無法達到高的凈化要求,要想凈化完q,需要降溫、加壓,這就使處理難度加大、費用增加。因此,通常將吸附、燃燒等手段與冷凝發(fā)聯(lián)合使用作為凈高濃度有機氣體的前期處理,以達到實現(xiàn)降低有機負荷、回收有價值的產(chǎn)品的目的。另外,冷凝凈化一般只適用于空氣中含蒸汽濃度較高時,因此進入冷凝裝置的蒸汽濃度可在爆炸極限以上,而且冷凝裝置出來時的濃度可在爆炸下限以下,在冷凝中恰好是在爆炸上限與下限之間,這是不利于a全的一個缺點。
4、催化凈化法
催化凈化法是使氣態(tài)污染物通過催化劑床層,在催化劑的作用下,經(jīng)歷催化反應(yīng),轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)或是易于處理和回收的物質(zhì)的凈化方法。催化凈化法有催化氧化法和催化還原法兩種。催化氧化法:是使廢氣中的污染物在催化劑的作用下被氧化。如廢氣中的SO2在催化的有機化合物的廢氣均可通過燃燒的氧化過程分解為H2O與CO2向外排放。催化還原法,是使廢氣中的污染物在催化劑的作用下,與還原性氣體發(fā)生反應(yīng)的凈化過程。如廢氣中的NOx在催化劑(銅鉻)作用下與NH3反應(yīng)生成無害氣體N2。催化凈化特點是避免了其他方法可能產(chǎn)生的二次污染,又使操作過程得到簡化,對于不同濃度的污染物都具有很高的轉(zhuǎn)化率。其主要應(yīng)用在于將碳氫化合物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水,氮氧化合物轉(zhuǎn)化為氮,二氧化硫轉(zhuǎn)化成三氧化硫而加以回收利用,有機廢氣和臭氣的催化燃燒,以及汽車尾氣的催化凈化等。其缺點是催化劑價格較高,廢氣預(yù)熱要消耗一定的能量。
廢氣中污染物含量通常較低,用催化凈化法處理時,往往有下述特點:1)由于廢氣污染物含量低,過程熱效應(yīng)小,反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單,多采用固定床催化反應(yīng)器。2)要處理的廢氣量往往很大,要求催化劑能承受流體沖刷和壓力降的影響。3)由于凈化要求高,而廢氣的成分復(fù)雜,有的反應(yīng)條件變化大,故要求催化劑有高的選擇性和熱穩(wěn)定性。
5、生物法
在Genf-Villette(地名,1964年建起s個生物凈化裝置)d一次用生物凈化裝置凈化廢氣。生物法處理廢氣技術(shù)在20世紀80~90年代得到了快速發(fā)展,荷蘭和德國成為s批大規(guī)模應(yīng)用生物技術(shù)處理廢氣的g家。隨后,生物技術(shù)在廢氣處理中的應(yīng)用也越來越廣泛,目前使用的生物凈化氣體裝置在歐洲已c過7500座,其中一半裝置都用來處理污水以及堆肥臭氣,關(guān)于可生化氣體的凈化原理和工程應(yīng)用經(jīng)驗的一套重要體系也已經(jīng)形成。生物凈化技術(shù)彌補了傳統(tǒng)物化處理技術(shù)的不足,傳統(tǒng)方法需要專門的安q運行程序管理(如化學(xué)吸收),并且耗能高,經(jīng)濟投入高,相較之下,生物凈化法屬于清潔型的治理方法,成為廢氣治理特別是可生化廢氣治理的前沿和熱點。
生物法廢氣凈化技術(shù)是多學(xué)科交叉的環(huán)保高新技術(shù)。具體說來是一項低濃度工業(yè)廢氣凈化前沿?zé)狳c技術(shù),它建立在已成熟的采用微生物處理廢水方法上。國內(nèi)已有的研究表明,低濃度工業(yè)廢氣已無法通過常規(guī)技術(shù)進行經(jīng)濟、有效地凈化處理,但使用生物法廢氣凈化技術(shù)處理低濃度工業(yè)廢氣卻行之有效的,具有明顯的技術(shù)和經(jīng)濟優(yōu)勢。
6、膜分離凈化
膜凈化法是混合氣體在壓力梯度作用下,透過特定薄膜時,不同氣體具有不同的透過速度,從而使氣體混合物中的不同組分達到分離的效果。壓力差、濃度差以及電位差推動著膜分離過程的進行,膜分離技術(shù)是根據(jù)混合物中各組分的選擇滲透性能的差異利用膜來分離、提純和濃縮混合物的新型分離技術(shù)。能以特定形式限制和傳遞流體物質(zhì)的分隔兩相或兩部分少有兩個界面,這兩個界面是兩側(cè)流體接觸以及傳遞的橋梁。對流體來說,分離膜可以半透明也可以完q透過,但絕不能w全不透過。
膜分離的主要特點是實現(xiàn)混合物以及物質(zhì)分子尺寸的分離,它將選擇透過性的膜作為分離的手段。相變化不會發(fā)生在膜分離過程中(滲透蒸發(fā)膜除外),因此操作可在常溫下進行,這就避免了濃縮和富集物質(zhì)的性質(zhì)因高溫而改變的不利,在食品、醫(yī)藥等行業(yè)膜分離因此優(yōu)點而被廣泛使用。能耗少、成本低、效率高、無污染并可回收有用物質(zhì)是膜分離的共有優(yōu)點,對于同分異構(gòu)體組分、性質(zhì)相似組分,熱敏性組分、生物物質(zhì)組分等混合物的分離,膜分離方法十分適用,有時可以代替蒸餾、萃取、蒸發(fā)、吸附等化工單元操作。實踐表明,若常規(guī)分離不能通過經(jīng)濟的方法實現(xiàn),膜分離會成為一項非常有用的技術(shù)。將常規(guī)分離與膜分離相結(jié)合的技術(shù)更加經(jīng)濟有效。綜合上述優(yōu)點,膜科學(xué)和膜技術(shù)在近二三十年得到快速的發(fā)展,目前已成為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防、科技和人民日常生活中不ke缺少的分離方法,越來越廣泛地應(yīng)用于化工、環(huán)保、食品、醫(yī)藥、電子、電力、冶金、輕紡、海水淡化等ling域。
7、燃燒凈化法
用燃燒方法來銷毀有毒氣體、蒸汽或煙塵、使之變成無毒、無害物質(zhì),叫做燃燒凈化。燃燒凈化僅能銷毀哪些可燃的或在高溫下能分解的有毒氣體與煙塵,其化學(xué)作用主要是燃燒氧化,個別情況下是熱分解。燃燒凈化,可以廣泛地應(yīng)用于有機溶劑蒸汽及碳氫化合物的凈化處理,這些有毒物質(zhì)在燃燒氧化過程中濃度較高、發(fā)熱量較大的可燃性有害氣體(主要是含碳氫的氣態(tài)物質(zhì)),燃燒溫度一般在600~800。C。燃燒法簡便易行,可回收熱能,但不能回收有害氣體,易造成二次污染。
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