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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇廢氣處理,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】涂裝廢氣;污染控制;探討
1.涂裝廢氣來源
涂裝是指對金屬和非金屬表面覆蓋保護層或裝飾層,是產品表面保護和裝飾采用的最基本的技術手段。涂裝工藝可以簡單歸納為:前處理噴涂干燥或固化。前處理一般包括除油、除銹、鈍化(磷化)工藝。針對不同的涂層及對抗腐蝕的要求,除油、除銹、磷化等處理方法要視工件原材料的狀況來選擇。在前處理除銹工藝中,噴砂、拋丸或打磨工藝,也在不同行業的不同部門按需擇用。
隨著涂裝技術的飛速發展,涂裝自動化生產有了明顯的進步,靜電噴涂、電泳涂漆、粉末噴涂技術得到了應用推廣。但是,目前涂裝所采用的還都是屬于有機溶劑型涂料。
根據涂裝生產工藝,涂裝廢氣主要來自于前處理、噴涂、干燥過程,所排放的污染物主要為:前處理過程中產生的粉塵或酸霧,噴漆時產生的漆霧和有機溶劑,干燥揮發時產生的有機溶劑。漆霧主要來自于空氣噴涂作業中溶劑型涂料飛散的部分,其成分與所使用的涂料一致。有機溶劑主要來自于涂料使用過程中的溶劑、稀釋劑,絕大部分屬揮發性排放,其主要的污染物為二甲苯、苯、甲苯等。涂裝中排放的有害廢氣主要集中在噴漆生產線上,其中噴漆室、晾干室、烘干室是廢氣的主要發生源。
2.涂裝廢氣治理措施
涂裝廢氣的治理可分為防、治兩條途徑。防主要是減少廢氣的排放,治主要是對不可避免的排放氣體進行凈化治理。
2.1減少廢氣排放
2.1.1源頭控制,減少有機溶劑的使用
為了減少涂裝過程中的廢氣排放,可從源頭著手,不用或少用含有有機溶劑的涂料,如采用粉末涂料、水性涂料、高固體成分涂料等。粉末涂料不使用有機溶劑,涂裝過程中除產生涂料粉塵外,基本上不排放有害廢氣,因此,近年來發展迅速,應用范圍大幅增加。水溶性涂料和高固體成分涂料同樣可有效減少涂裝過程中的有害廢氣排放,是涂料行業的發展趨勢。在涂裝過程中,選擇高固體成分涂料或不用有機溶劑的涂料,雖然涂料價格較貴,但卻減少了有機溶劑的排放,降低了廢氣處理的難度和處理設施的規模,符合清潔生產和節能減排的要求。
2.1.2提高涂料利用率,減少使用量
在涂裝生產中,噴涂是常用的方法。但噴涂產生的漆霧較多,涂料會以漆霧形式揮發到空氣中。
涂覆效率受到很多因素的影響,涂裝大面積工件時,這些涂裝方法的涂覆效率都很高。但只有大容量低壓空氣噴槍(HVLP)和靜電噴涂才能滿足60%的涂裝效率。另外,采用機械手噴涂和旋轉霧化方式,都能夠提高涂料的利用率。
2.2排放廢氣的治理
對于涂裝排放的廢氣,可采用適當的方法進行凈化治理。凈化治理存在兩條途徑,一條是將廢氣中的有機溶劑回收利用,另一條是將廢氣中的有機溶劑分解為CO2和H2O。
2.2.1有機溶劑的回收利用
涂裝過程中產生的漆霧和揮發的有機溶劑,可進行回收利用的主要是有機溶劑。回收方法有活性炭吸附法、液體吸收法和冷凝法。
(1)活性炭吸附法。主要是利用活性炭比表面積(500-1200m2/g)大,具有優異的吸附性能,使有機溶劑蒸氣吸附其表面,當加熱烘干吸附介質時,被吸附的氣體解析出來,經冷卻成為液態,再經分離達到回收溶劑的目的。
活性炭吸附法,需設置過濾器和冷卻器進行預處理,除去廢氣中的漆霧,并將廢氣降低至適當的溫度,以保證活性炭不被堵塞,不會因廢氣溫度過高而導致燃燒。由于活性炭吸附有機溶劑后,其吸附力將逐漸降低,為了保證吸附效率,需要脫附,使活性炭重新恢復活性。最常用的活性炭再生法是水蒸汽脫附法,脫附后的混合氣體進入冷凝器冷卻成液體,再進入分離器,使溶劑和水分離,達到回收溶劑目的,而分離水需經處理后才能排放。當前,活性炭吸附法有了新的發展,即以活性炭纖維代替通常使用的粒狀或柱狀活性炭,其使用壽命比普通粒狀活性炭長3-4倍。國內也出現了以活性炭纖維(ACF)作為吸附介質,回收有機溶劑的裝置。對于回收的溶劑有兩種利用方法:重新分餾利用或燃燒產生熱量。前者要視企業自身情況,可增加設備,自行分餾利用或委托溶劑生產廠家分餾利用。
后者需要在設備中增加催化燃燒室及熱風循環系統,將從活性炭纖維上脫附的有機溶劑高溫催化燃燒,并為設備的運行提供能量,因此不再需要蒸汽脫附有機溶劑,并且也不存在溶劑回收過程中對于分離水的處理要求。
現在國際上最新的發展,是采用活性炭纖維布(ACFC)作為吸附介質,通電加熱脫附回收有機溶劑。
這種方法具有的優點:有機溶劑在固相和流體相之間的質量轉移快,比粒狀活性炭快2-20倍;ACFC使用壽命長;ACFC能夠快速加熱、不需要水蒸汽脫附,因而操作和維護簡便,脫附的有機溶劑不需要除水,可以直接應用,并且不存在廢水處理問題。
關鍵詞:揮發性有機廢氣(VOCs) 生物滴濾法 甲苯 生物降解
甲苯是一種重要的化工原料和有機溶劑,在工農業生產中廣泛應用。甲苯在常溫下為無色液體,極易揮發,其蒸汽對眼睛、呼吸道、皮膚有很強的刺激性,吸入八小時濃度為375-750mg/m3的甲苯蒸汽時,會出現疲憊、惡心、錯覺、活動失靈、全身無力、惡心、頭痛等癥狀;長時間吸入會因呼吸器官中樞麻痹而導致死亡。在我國規定排放的工業氣體中甲苯的濃度必須小于60mg/m3。生物法用于VOCs物質處理具有投資少、運行管理方便、處理效率高、無二次污染等優點.目前,生物法凈化低濃度有機廢氣已成為當今世界上人們廣泛關注的發展方向和前沿研究課題之一[1.2]。本研究選擇甲苯為VOCs代表,選取階梯環和鮑爾環為填料,研究滴濾池凈化VOCs的性能,為生物法在VOCs凈化領域的應用提供依據。
1 材料與方法
1.1 實驗裝置與流程
工藝流程及試驗裝置如圖1所示。生物滴濾塔由直徑250mm,高1700mm不銹鋼材料制成,其中填料層高度為660mm,分三層安裝,每層填料高度220mm。上兩層填料為15×17×1mm的鮑爾環,最下層為25×12×1mm階梯環.每層之間采用不銹鋼多孔板支撐。
1.2 廢氣氣源
由空壓機輸送出的壓縮空氣首先進入緩沖罐,再分成主、輔兩條氣路.輔氣路向純甲苯瓶中吹入少量的空氣,促使甲苯氣體從甲苯瓶中揮發出來,而后,這部分帶有甲苯的氣體與主氣路的空氣混合,混合均勻后得到一定濃度的甲苯廢氣。在試驗過程中依靠調節主、輔氣路內氣體流量比例改變進氣濃度。
1.3 測試指標及手段
主要測定項目有:(1)甲苯濃度,采用檢知管法,監測范圍0~1000mg/m3;(2)氣體和液體流量采用轉子流量計計量;(3)微生物相:光學顯微鏡觀察攝影。
1.4 微生物的培養和馴化
接種污泥取自邯鄲市東效污水廠運行良好的氧化溝,該混合液MLSS為4000mg/L,泥生物相豐富,經過三天的強化培養,可以進行接種掛膜,掛膜馴化方法見文獻[3]。
2 實驗結果與分析
2.1 甲苯的去除效果
關鍵詞 工業廢氣;生物凈化法;應用分析
中圖分類號 X7 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363(2017)11-0048-02
近年來,我國經濟迅猛的發展帶來了一些環境問題。部分化工企業在生產中不注重對廢氣的處理,導致廢氣污染環境,給人類的生存帶來了潛在的威脅。因此,各個工業生產應對廢氣的排放高度重視,在對廢氣進行處理時也要采取科學有效的方法,生物凈化法對廢氣處理的效率十分高,同時,其所需的成本很低,對工業排放廢氣具有重要的作用。
1 處理原理
生物凈化法的科學之處就在于,其使用化學知識對廢氣進行氧化分解,對其進行凈化,同時將其分解出的有機物用作填料來增加能源,對廢氣進行利用,進而將其轉化為無害的簡單細胞組織,在使用生物凈化法來對工業廢氣進行處理時有以下幾個流程[1]。
首先,在處理之前使用水對工業廢氣中的污染物進行溶解,使其充分溶入水中,形成液膜;其次,通過對液膜的濃度進行調整使污染物得到一定的擴散分解,在污染物進行溶解的過程中,液膜中的微生物將其進行吸取;最后,在微生物對廢棄物進行吸取的過程中,會產生一些物質,這些物質在能夠作為營養物來進行使用,在進行吸取中還會有一些會分布在空氣中,剩下的部分則會重新進入液膜中。換句話說,生物凈化法實際上就是對污染物進行降解和傳質,進而使廢氣中的污染物得到凈化,促進生態平衡。
2 工業廢氣的危害
目前,經濟的發展會涉及到大量的工業生產,工業生產就會排放出工業廢氣,若這些廢氣不經處理就被排放到空氣中會對環境造成很大的污染,破壞生態平衡,使人們的生活環境日益變差,對人們的健康帶來嚴重的負面影響。工業廢氣中含有很多對人體有害的物質,對人體的健康會造成很大的損傷,由于工業廢氣中包含的物質具有不同的毒性,對人體的損害程度也有所不同,具體表現在以下幾點。
首先,對人的中樞神經造成影響,更甚者會急性中毒;其次,磷化物會影響人體血液膽堿醋酶的活性,使人神經系統發生障礙;最后,腈類物質會使人感到身體不適,甚至會對人的生命安全造成威脅。
3 影響效率的因素
1)微生物。在進行生物凈化的過程中,要對微生物進行有效的利用,微生物在對工業廢氣進行處理的過程中起到的是降解作用,由于工業廢氣中污染物的組成不盡相同,在對微生物進行選取的時候也要進行多方面的考慮,進而選取出合適的微生物來對工業廢氣進行凈化處理[2]。
2)填充劑。填充劑在工業廢氣凈化中的作用是至關重要的,填充劑在凈化的過程中還要對微生物進行相應養料的供給,對填充劑進行選取有嚴格的要求。首先,對其持水能力、表面積和pH值等都有嚴格的要求;其次,在對其選擇的過程中一定要考慮成本,在滿足選取標準的情況下,盡最大可能降低成本,選取出物美價廉的填充劑,使工業廢氣的處理效率和利益兼得。
3)壓降。在使用生物凈化法對工業廢氣進行處理中,一定要注意床層間壓降,對其進行良好的控制能夠使成本得到降低。在進行各類生物凈化法的過程中,對填充劑進行有效的選擇能夠使壓降保持在一個穩定的程度,進而使廢氣處理效率得到提升,減少凈化所需
成本[3]。
4 廢氣處理工藝
1)生物滴濾法。對生物的過濾和生物的吸收進行有機的結合,使其能夠產生相應的化學反應,廢氣發生分解進而使其得到凈化,這就使生物濾池法的工作原理。在對工業廢氣進行處理時,對其進行降解和吸收時,其工序都是在相同的反應器中進行的,反應器中的填充劑主要有聚丙烯塊、石塊和陶瓷燈,這些物質都可以使微生物快速生長,是其生長的介質。
在對工業廢氣進行處理前,首先要對填充劑進行營養液的補充,在其表面噴灑,當其流向底部時在對其進行相應的收回工序,這樣能夠對營養液進行重復使用。在對工業廢氣中的污染物進行凈化時使用生物滴濾法,填充劑對污染物發生作用,使其對代謝物發生化學反應,而后在對形成的液體進行替換,在這個過程中,其具有強大的緩沖力,生物滴濾法主要適用范圍為酸性代
謝物[4]。
2)生物洗滌法。生物洗滌法主要是靠生物洗滌塔系統來實F,生物洗滌塔主要由再生池和洗滌塔組成,在使用生物洗滌法對工業廢氣進行處理時不用添加填充劑。與滴濾法和過濾法進行對比會發現二者完全不同,在對工業廢氣進行處理的過程中,工業廢氣由下至上的進入到再生池中,在此過程中工業廢氣產生循環作用并形成鼓泡與液體相互溶解,進入再生池后與空氣發生氧化反應,而后經再由生池中的微生物對其進行降解達到凈化目的,在此過程中由于再生和吸收使獨立完成的,因此再生液可以重復使用。生物洗滌法具有很多優勢,對其的管理十分簡便,在反應過程中能量的變化十分小,然而設備需要花費的成本較高。
3)生物過濾法。在對工業廢氣進行處理的工藝中,生物過濾法的應用時間長并且范圍廣泛,使用生物過濾法對硫化氫進行處理效果極佳。在經過不斷發展后,將這項技術應用到氣體的降解中,在進行過濾時,將揮發性的氣體進行相應的處理之后,使其達到一定的狀態進入到過濾裝置中,過濾裝置中的媳婦性物質將工業廢氣中的污染物進行吸附,使其得到相應的凈化。這種凈化方法的費用相對比較低,其對揮發性污染物具有很強的凈化效果[5]。
4)生物吸收法。生物吸收法的主要構成部分是微生物的氧化反應和廢氣吸收。廢氣中的污染物由下至上的進入反應器,在與水相互接觸時會產生質量傳遞,廢棄物被溶入水中,二者同時進入反應器,反應器中的微生物對其產生相應的化學反應進而達到去污的效果,生物吸收法的流程十分簡單,操作方法也比較簡便,但其花費較高,設備繁多,在進行處理的過程中還需要添加養料。
5)電暈法。電暈法以往應用于二氧化硫和氮氧化物的處理,經過相關人員的研究后發現,其在對工業廢氣的處理方面效果極佳,因此,被用于工業廢氣的處理。將揮發性有機物置于高電壓反應器中,使其經過高壓脈沖發出的電量,通過作用產生出自由基,與揮發性有機物產生降解反應,進而對其進行無害轉化。電暈法對揮發性有機物具有很好的降解作用,但此方法還未進行完全使用,目前適用于濃度相對較低的揮發性有機物廢氣。
5 結論
使用生物凈化法來對工業廢氣進行處理具有一定的優勢,其根據化學反應來對廢氣進行凈化能夠使凈化的成本得到一定程度的降低。目前使用生物凈化法來對工業廢氣處理的應用還不廣泛,因此,科研人員應努力研發解決相關難題,讓生物凈化法能夠廣泛使用,使生態環境得到保護。
參考文獻
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藥品包裝印刷是我公司的主營業務之一,與其他包裝產品相比,其有著更為嚴格的衛生安全指標,尤其在藥品包裝印刷過程中有機廢氣的治理方面要求更為嚴格。我公司通過多方實踐,目前已找到一種更為合適的有機廢氣處理技術,即“干式初效除塵+活性炭吸附+催化燃燒”法,該技術可最大限度地減少苯類等有害物質在藥品包裝中的殘留量。下面,筆者將對此有機廢氣治理技術進行介紹,期望能給行業人士提供借鑒。
工藝原理
目前,從我國有機廢氣治理技術的應用現況來看,主要方法有活性炭吸附法、催化燃燒法、生物分解法、等離子法等。針對印刷生產過程中有機廢氣排放的特點,以及結合上述有機廢氣治理技術的優缺點,目前我國印刷行業主要采用的是活性炭吸附法來進行有機廢氣的治理。綜合來看,該方法投入成本低,應用較為成熟,操作維護簡單,凈化效果基本可以達到排放標準要求。但是,針對藥品這類衛生安全等級要求較高的產品包裝來說,僅僅達到排放標準是遠遠不夠的,而是要盡最大可能解決有機廢氣排放問題。因此,結合我公司藥包生產特點,經過一系列的研究與實踐,我公司決定采用組合式有機廢氣治理方法,即“干式初效除塵+活性炭吸附+催化燃燒”法。
“干式初效除塵+活性炭吸附+催化燃燒”法的功能部分包括過濾器、活性炭吸附床、脫附床、吸附風機、脫附風機等部分,示意簡圖如圖1所示。其中,過濾器用于除去有機廢氣中的粉塵及水分;活性炭吸附床用于吸附、壓縮有機廢氣;脫附床用于將高濃度的有機廢氣在較低溫度下(約250℃)催化燃燒并排放。
“干式初效除塵+活性炭吸附+催化燃燒”法的工藝原理是:有機廢氣經初效過濾之后,進入吸附床Ⅰ,此時吸附床Ⅱ的進氣閥關閉,在吸附風機的作用下,有機廢氣由大風量、低濃度轉化為低風量、高濃度;吸附一段時間之后,吸附床Ⅰ中的活性炭吸附量接近飽和,此時吸附床Ⅰ的進氣閥關閉、排氣閥打開,同時吸附床Ⅱ的進氣閥打開、排氣閥關閉,吸附床Ⅱ進入吸附過程;而吸附床Ⅰ則在脫附風機的作用下將高濃度的有機廢氣傳輸至脫附床,在脫附床中把高濃度的有機廢氣加熱至啟燃溫度,在催化劑的作用下進行無焰燃燒,生成二氧化碳氣體和水,并釋放大量熱量;燃燒后的一部分氣體經冷卻后可直接高空排放,一部分氣體隨管道進入吸附床Ⅰ,在高溫作用下再次對吸附床Ⅰ中活性炭進行脫附,與此同時,吸附床Ⅱ進行吸附過程,吸附完成后,吸附床Ⅱ進入脫附過程、吸附床Ⅰ進入吸附過程。吸附床Ⅰ、吸附床Ⅱ依次交替循環進行吸附與脫附過程,直至將有機廢氣處理完全。
實施與成效
與其他方法相比,“干式初效除塵+活性炭吸附+催化燃燒”法對有機廢氣的處理更為徹底,排放至大氣中的廢氣主要成分是二氧化碳氣體和水,不會對周邊環境產生污染,更不會將有害物質擴散至生產車間,從而避免對成品藥品包裝造成二次污染。基于以上優勢,我公司目前已對兩條凹印生產線安裝了這種處理系統。
根據藥品包裝印刷生產過程中有機廢氣大風量、低濃度的特點,兩條凹印生產線上安裝的有機廢氣處理系統均采用“兩吸一脫”式處理方式,即每條凹印生產線配備三個活性炭吸附塔,工作期間,兩個吸附塔用于吸附,一個吸附塔用于脫附,三個吸附塔由多氣路連續交替進行吸附與脫附的過程。
為節約能耗、減少占地面積以及便于操作控制,我公司兩條凹印生產線的有機廢氣處理系統共用同一套催化燃燒脫附裝置與調控裝置。有機廢氣處理系統安裝于車間樓頂(如圖2所示),在有機廢氣進入煙囪之前,應對其燃燒生成的二氧化碳氣體進行降溫處理,確保氣體高空排放的安全性。
但是只做到以上這些還是不夠的,因為藥品包裝的圖文特點是底色為專色,并配有彰顯藥品功能與特點的圖文,為增強視覺效果,包裝圖案的色彩往往較為豐富,大部分都設計了單色或多色燙印圖文,即藥品包裝的整個生產流程除了印刷之外,還有燙印和模切等工序,而我公司的主要生產線、周轉區均處于同一建筑層,甚至有些設備之間相隔僅為數米,可見藥品包裝的整個生產流程均處于凹印相似環境中。盡管應用上述方法能使有機廢氣在終端得以處理,但源頭也必須加以控制,只有這樣才能最大限度地減少有機廢氣對藥品包裝的二次污染。
為此,我公司對凹印生產線安裝了透明隔離罩,如圖3所示。透明隔離罩的存在可將印刷環境與周邊車間環境隔離開來,不僅有效避免了有機廢氣在車間內擴散,也便于生產線的溫濕度控制,降低粉塵與水蒸氣對有機廢氣處理系統的影響,進而延長活性炭、催化劑的使用壽命,有效降低有機廢氣處理系統的維護成本,同時利于車間操作人員的身體健康。
【關鍵詞】石油化工;廢氣;處理技術;經驗
一、石油廢氣中的污染源及種類
石油化工企業生產過程中產生的廢氣成分相對復雜,主要有粒子類物質、含硫化合物、含氮化合物和一氧化碳及有機化合物等,它們通過一定的排列組合構成了主要的大氣污染源。就廢氣中各種物質及化合物的產生有著不同的來源。一般而言粒子類物質主要產生于電力、建材、輕工業、石油化工、冶金等行業工業生產過程中所產生的煙霧、煙塵及生產性的粉末等。按照粒子類物資粒徑的大小被分為粗粒粉塵、細粒粉塵、煙、霧等。
含硫化合物主要由二氧化硫和硫化氫兩種,這兩種物質排放到空氣中達到一定濃度時會對人類的健康產生不利影響,同時也是酸雨形成的重要物質。大氣中的二氧化硫主要來源于燃燒的礦物燃料,而硫化氫多半來源于煉油、硫化染料等行業的生產。就石油化工行業而言,其生產過程由煉油到下游人造絲等石化產品的生產制造會產生一定的硫化氫對大氣造成污染。
有機化合物的主要組成部分是碳氫化合物,如烷烴、烯烴、芳香烴等,此外還有一些含硫或含氮的有機化合物。這些有機化合物的主要來源是石油化工廠或者煉油廠的生產過程,這些污染源有著惡臭或者刺激性的氣味,會對人體器官產生毒害影響,常含有一定的致癌物質。
廢氣中的含氮化合物主要成分是一氧化氮和二氧化氮,它們多數由于煤炭或者石油制品的燃燒而產生,同時也可能產生于硝酸、炸藥或者氮肥的生產制作過程中。含碳物質的完全燃燒和不完全氧化都會有一氧化碳的產生,比如汽車尾氣、石油化工生產中的催化裂化過程中所產生的煙氣等中都含有大量的一氧化碳。
鹵素和它的化合物也是一種常見的大氣污染物,它的主要來源是含有氯和氯化氫的廢氣是氯堿廠以及利用其作為工業原料的工廠,氯化氫則來源于磷肥生產的過程和電解鋁工業等。
二、常用廢氣處理技術種類
針對石油化工生產過程中產生的不同污染源,通過對其分類,有針對性的重點處理某種具體的污染物,能夠有效的減少大氣污染提高環境質量。具體而言,石油化工產業廢氣處理技術主要有以下幾種。
1.廢氣的催化燃燒技術。該種技術又被成為催化氧化技術或者接觸氧化技術,是在較低的溫度下降反應器在中的催化劑予以催化,使得廢氣中具有可燃性的成分進行氧化分解的處理方式。催化燃燒所選用的催化劑可以根據它們的活性組分進行分類,主要是鉑2等貴金屬和鈷3等非貴金屬,根據廢氣的不同成分和性質選擇不同的催化劑實現其催化燃燒的氧化分解。
2.刺激性和惡臭氣體的吸附技術。通常而言,對于惡臭和刺激性氣體的處理方式有燃燒、吸附、生物脫臭等方法。吸附技術是利用活性炭較大的表面積和對廢氣中多種組分的吸附能力,這種技術可以適用于不同濃度惡臭和刺激性氣體的吸附,加之其較強的再生能力因而具有較為廣闊的使用范圍。其中具有某些化學性質的活性炭還能夠在其吸附性充分發揮的同時實現良好的催化活性,從而將惡臭和刺激性物質進行氧化處理為低臭、無臭的物質。
3.有害煙霧的去處技術。由于有害煙霧的粒徑較小在空氣中呈現為一種霧狀能夠隨著空氣的運動實現其擴散的微小野地。該種煙霧是溫熱氣體遇到冷氣流溫度急劇降低凝結而成的,在石油化工企業中有害煙霧主要是油霧、鹽酸霧等。鑒于有害煙霧的粒徑相對較小,可以利用玻璃纖維過濾的方法將該種有害煙霧予以濾除。
三、中國石油化工廢氣處理技術及效果
上述三種技術能夠有效的濾除或者防治石油化工生產過程中產生的廢氣,但是在我國生產實踐中常用的廢氣處理方法主要有生物處理技術、催化脫硫工藝等。
生物處理技術,利用微生物實現對有機污染物的生物降解從而實現污染防治。該種技術的發展方向是有針對性的培養菌種并且優化菌種的生存條件以此來提高生物降解率,同時通過對生物填料的物理性能、使用壽命等方面的改善來降低投資和耗
能。其具體工作原理是先將污染物實現由氣相到液相的轉移然后由微生物吸進入液相的污染物,最后污染物進入微生物體內的有機物的代謝過程,實現對其分解將污染物轉化為無害的無機物。其具體工藝流程是把氣浮混凝反應池油污泥濃縮池等設施加蓋后的廢氣通過高壓風機送人洗滌塔,經洗滌后的廢氣由管道送入生物處理裝置底部,廢氣經生物濾池填料吸附、生物氧化處理,凈化后的尾氣通過排氣筒排入大氣環境。通過反應池和活性炭等設備和物質的綜合應用實現廢氣的無害化轉化。生物處理技術在充分利用生物機能的前提下實現對有機廢物的治理,充分利用生物規律保證治理結果,在實際應用中取得了較好的效果。但是我們也應該看到生物處理技術作為處理工藝的相對復雜,在投資和實驗方面有一定的劣勢。
催化脫硫技術是較為新型硫化物處理方式,能夠含硫化物廢氣中的絕大多數硫脫去,并且可以將從硫化物中脫去的硫予以回收利用。作為石油化工企業主要污染物的硫化物,對環境的影響較大,而回收后的硫可以制成硫酸等繼續用于工業生產。該種廢氣處理技術能夠將廢氣中的硫充分利用并且沒有新的廢氣或者廢水的產生,其脫硫的效率也相對較高,加之費用成本低等使該種技術在工業生產中具有較大的應用空間。
放點等離子處理法。這種方法主要用于工業廢氣的處理,是利用高電壓放電的形式來獲得大量的高能電子或者高能電子激勵產生的氧、氮基等活性離子,并且破壞碳氫結構的化學鍵,使得廢氣中的有機化學成分發生一種置換反應,最終結合形成沒有危害的二氧化碳或者水。該種技術在我國石油化工廢氣處理中也得以應用和發展,對于等離子反應器的性能有了進一步的研究。對于等離子器,在使用雙極性脈沖高壓技術時,能夠使氯苯和甲苯的分解率得到一定的提高,這種研究的進步和發展能夠有效的解決石油化工廢氣污染的問題,使得廢氣處理技術和設備有了更新的發展。
tio2光催化法。該種處理技術日漸被重視的一種處理技術,它充分利用tio2的化學穩定性、無毒化、成本較低、獲取方便等特點實現對含氯有機物廢氣的光催化降解。在實踐應用中研究者對tio2光催化的改性和其負載修飾的方法來擴大使用范圍,從某種程度上實現了對石油化工生產過程中產生的含氯有機廢氣的處理。這一技術在工業廢氣處理中具有反應率高、速率快、溶劑分子不會對其影響等優點但是該種技術在使用中也存在一些技術難題,為其推廣應用和深入研究提供了一定的空間。
我國石油化工廢氣處理技術是針對不同的生產過程中產生的污染物不同有針對性適用廢氣處理方式,并且在處理方式選定還通過處理工藝單元的組合實現對有機廢氣等的優化處理。廢氣處理過程中所要遵循的原則是盡可能不再產生新的污染物并充分利用廢氣中的可利用成分,在有效治工業廢氣污染的同時也實現了對廢氣資源的有效利用,較少工業生產中斷的浪費。而每一廢氣處理技術的使用并非孤立的,針對廢氣成分的不同,采用安排合理分工明確的處理技術的組合和工藝的完善,有效的實現廢氣處理的效率和效益,實現經濟和環境的和諧發展。
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關鍵詞:有機廢氣,處理技術,研究分析
中圖分類號:U491文獻標識碼: A
引言
近年來,我國社會經濟在不斷地快速發展中,然而以“先污染、后治理”的發展道路和發展模式所付出的代價也是異常沉重的,由于長期以來粗放型的經濟增長方式,生態環境受到了嚴重的破壞,大氣污染的環境問題尤為突出。其中,在浙江東部,較為典型的大氣污染就是合成革有機廢氣,特別是溫州、麗水的許多居民區都能經常聞到工業企業排出的各類“臭氣”,人民群眾的生活環境受到了嚴重的影響。大氣污染治理的難點之一就是有機廢氣,它具有危害大、治理難等特點。有機廢氣隨著人類的呼吸系統進入體內,使體內的細胞發生變異甚至癌變,嚴重危害了人們的身體健康。因此,我們必須重視對有機廢氣處理技術的研究,加大對環境保護的投資,以保障人們的身體健康。
一、合成革的理化特性
合成革主要是模擬天然革的組成和結構并可作為其代用材料的塑料制品,通常以經浸漬的無紡布為網狀層,微孔聚氨脂層作為粒面層制得。具有近似天然皮革的特性,外觀光澤柔和,手感柔軟,真皮感強,強度好,其已日益得到市場的肯定,廣泛應用于鞋、箱包、家具等行業。
二、聚氨酯(PU)合成革廢氣污染因子及危害
(一)聚氨酯(PU)合成革廢氣主要污染因子
PU合成革的主要原材料是聚氨酯樹脂,其主要廢氣有PU革濕法生產線廢氣、PU干法生產線廢氣、二甲基甲酰胺(DMF)精餾回收系統廢氣、鍋爐燃煤廢氣等。在不同的工藝/流程中會產生不同的污染因子:例如濕法工藝中主要會產生DMF;干法工藝主要會產生DMF、丁酮、甲苯等;(DMF)精餾回收系統會產生二甲胺等惡臭廢氣;鍋爐廢氣中主要是煙塵和SO2等等。如果有后處理工序,還可能產生成分復雜的有機廢氣污染。
(二)聚氨酯(PU)合成革廢氣的危害
聚氨酯合成革在生產過程中需要經過濕法工藝:預含浸、預凝固、涂布、凝固、水洗、燙平、烘干、收卷和干法工藝:面涂、烘干、底涂、烘干、冷卻、三涂、烘干、貼合、烘干、剝離等多種復雜的物理化學過程,使用了大量的化工材料,除一小部分被吸收外,大部分進入到廢水、廢氣中造成污染,對人體、土壤、大氣、動植物生長均容易產生危害,其中危害性最大的物質是DMF。DMF化學性質穩定,化學式為HCON(CH3)2,DMF可以經過呼吸道、消化道和皮膚進入人體內,具有一定的毒性。
三、聚氨酯(PU)合成革廢氣處理工藝
低濃度有機廢氣的凈化處理在國內外都是環境保護的難題之一,一般的處理方法有焚燒法、吸收法、吸附法、催化燃燒法、冷凝法、靜電法。而隨著合成革工藝的改變,目前,一般采用水噴淋塔吸收并回收廢氣中DMF,或者活性炭吸附廢氣中有機溶劑,再經直接燃燒處理:
(一)水噴淋吸收。一般采用填料塔或噴淋塔作為吸收設備。水作為吸收溶劑來吸收廢水中的有機物質。該種方法雖然能較好地除去廢氣中的DMF,但對甲苯和丁酮的去除率很低,甲苯和丁酮依然隨著廢氣排入大氣中。因此,目前較為普遍的就是采用串聯多級吸收塔,循環吸收,直到允許排放濃度才放空。
(二)活性炭吸附。使用活性炭吸附的原理是先將廢氣冷卻,再以活性炭吸附。而后用低壓蒸氣將溶劑析出,再冷卻成液體,重力分離或蒸餾精制。現多采用吸附飽和后直接送去燃燒的方式,因此,運行費用高,一般企業難以承受。
四、PU合成革DMF精餾回收系統惡臭污染因子分析
聚氨酯(PU)合成革就是將基布用PU溶液處理成合成革基布再經貼膜和壓花而得的制品。PU合成革生產過程中使用了丁酮、二甲基甲酰胺(DMF)、甲縮醛等各種有機溶劑,對環境造成嚴重影響。隨著環保要求的提高,各PU合成革廠家開始對有機溶劑進行了回收,最為普遍的方法就是采取多塔精餾與蒸汽吹脫聯用回收DMF等有機溶劑,經濟效益明顯,但塔頂水仍然產生惡臭氣味,并成為了制約該行業發展或生存的關鍵因素,然而對于塔頂水的成分分析,以及應該如何采取更加有效的治理方法徹底消除這些氣味,目前的研究并不是很多。行業內普遍認為這些惡臭成分可能是DMF的分解產物二甲胺,而且也采取了相應的治理措施,但合成革企業附近的惡臭氣味仍未被消除。本研究利用氣質聯用(GC-MS)方法對塔頂水濃縮液進行了分析,推測了其主要有機成分,分析惡臭污染源可能是二甲胺與三甲胺等,并進一步摸索了兩種有機胺的氣相色譜分析條件,為塔頂水的監測、治理提供提供基本的根據。
(一)實驗方法
1、樣品采集與處理方法
塔頂水濃縮液采自已經安裝了三塔精餾裝置的某PU合成革工廠現場儲罐。采樣量500 mL,采樣期間,精餾正在運行,采樣后立即用密封帶回實驗室,剛采集的樣品溫度大約40-50℃,一部分樣品冷卻到室溫后用氯仿萃取,用于安捷倫色譜儀進行氣質聯用(GC-MS)分析;另一部分樣品冷卻后通過頂空進樣或者直接進樣進行GC分析,與標準溶液分析結果進行比較。
2、分析儀器型號與分析條件
塔頂水濃縮液樣品GC-MS與GC分析條件:儀器型號為安捷倫6890/5793氣質聯用儀器;柱子類型:HP5MS,柱子規格:0.25mm×0.25μm×30m;檢測器:FID;進樣器溫度:250℃;檢測器溫度:260℃;柱溫:60℃-20℃/min-250℃;GC-MS分析分流比:30:1,GC分析分流比為80:1;在GC-MS的儀器上為了避免大量水樣進人損壞質譜檢測器,采取氯仿萃取方式進樣。
(二)實驗結果
為了總體了解塔頂水濃縮液的有機成分,找出造成惡臭環境的關鍵組分,我們用氯仿對水樣進行萃取,然后用相同的條件在同一臺儀器進樣進行GC-MS與GC分析,分析的結果譜圖如圖l與圖2所示。
圖1塔頂水濃縮液質譜總圖
圖2塔頂水濃縮液氣相色譜圖
表1塔頂水組分GC-MS分析結果
注:MSR.T.*:質譜保留時間;GCR.T*.:色譜保留時間
有機物除了三甲胺以外,其它為均未被列為惡臭化合物。我們用同一個樣品,在同等條件下做了GC分析(圖2),除了總體保留時間相差0.3分鐘、對應有機物出峰強度有差異以外,兩個譜圖結果非常相似,除了序號1(圖1中的水在GC中不會出峰,兩圖雖然序號1出峰次序都排在第一位,但GC中的序號1成份不能斷定),其它組份的出峰時間間隔幾乎可以一一對應,歸一法分析的結果也列在表1中。
從表1中發現萃取液的三甲胺含量達到了7.12%,這個結果與以往報道認為塔頂廢水的惡臭物質主要是二甲胺結論不相符。我們進一步仔細觀察圖1,發現序號2與序號3之間峰位置略微凸起,推測可能三甲胺峰純度不好,于是用軟件提取三甲胺特征離子碎片(58,42)與二甲胺特征例子碎片(44,28),并做了局部分析圖(圖3)。從圖3可以看出,在GC-MS的分析條件下,二甲胺與三甲胺的峰不能有效分離,同時也反應出在萃取液中,二甲胺的濃度比三甲胺低很多,這可能是因為二甲胺的極性更強,氯仿難于萃取出來的原因。從這些分析結果可以看出,廢水中的有機污染物有20余種,惡臭主要是由二甲胺與三甲胺引起,如果要定量分析出廢水中二甲胺與三甲胺的真實含量,必須對重新摸索色譜分析條件。
圖3三甲胺質譜峰純度分析圖(三甲胺:58,42;二甲胺:44,28)
結束語
聚氨酯(PU)合成革在生產過程中會向環境中排放出大量的含有DMF廢氣,DMF毒性強。上述的研究工作表明,PU合成革DMF精餾回收系統塔頂廢水成份較為復雜,其中含量最高的主要成分為三甲胺或二甲胺,根據文獻報道,三甲胺嗅閾值比二甲胺低三個數量級,也就是說,三甲胺比二甲胺臭千倍以上,而且含量高,惡臭應該主要來源于三甲胺,因此,惡臭治理應該重點治理三甲胺,兼顧治理二甲胺。除治理惡臭外,還需綜合考慮其它有機污染成份治理,才能使傳統的PU工藝達到清潔生產目標。本文的工作為更好治理合成革廢氣提供了部分基礎數據,課題組下一步將更加全面、深入的研究PU合成革DMF精餾回收系統塔頂廢水各種樣品,為徹底解決PU合成革惡臭問題提供理論依據與實踐指導。
參考文獻
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這里應當首先說明一下,國外工程和國內工程是有區別的,尤其是我們的國外市場絕大部分都在發展中國家,有的甚至被聯合國列為最不發達國家。我們要充分了解并理解業主目前的技術水平和對工藝流程的要求,不能和我國目前的水平完全一樣。例如這條3300t/d生產線,在我國通常只用一座生料均化庫,庫底設一個小鋼倉做入窯系統的儲料倉即可,但業主卻堅持要兩座φ18m生料均化庫互為備用,除庫底各有一個小倉外,還要求在生料均化庫外再設兩個鋼倉為入窯喂料系統,也互為備用,我們優化的前提是不能違背業主堅持的意愿。
1.1 縮小生料立磨和旋風收塵器組間矩
原設計者參考另一國外3000t/d水泥生產線,生料立磨設計產量270t/h,選用了一臺德國萊歇公司LM46.4立磨,主電機2300kW,設備總重506t/臺,而本工程業主要求產量320t/h,選用了一臺合肥院HRM3700Q立磨,主電機3150kW,設備總重460t/臺。設計者考慮到本工程立磨產量大于參考的3000t/d工程,所以立磨中心到旋風收塵器廠房外側立柱之間矩離就應由9500mm增大到本工程的12900mm,如圖1所示。設計者并不了解,原料易磨性不同,會影響設備的選型。他參考的產量3000t/d生產線原料易磨性差,所以雖然選用了磨盤名義直徑φ4600mm的大磨,但產量只有270t/d。而本工程原料易磨性好,產量盡管高些,達到320t/h,但磨盤名義直徑只有φ3700mm,比3000t/d系統的規格還小。所以本3300t/d工程,選用的生料立磨比他參考的3000t/d工程選用的立磨總重還輕46t。而一般為立磨正常穩定工作,要求有一個不小于設備自重300%的砼基礎。這樣下來,我們這條3300t/d系統的生料立磨基礎承受的垂直載荷,比那個3000t/d系統地基承受的重力還要小184t。為了設備之間既緊湊又便于施工,運行后還不互相影響,一般要求立磨和旋風收塵器的廠房立柱基礎下面的放大腳砼外壁間距不小于600mm即可:因為這兩個廠地耐力相同,因此本工程立磨中心與旋風收塵器廠房間距完全可以由12900mm縮小到圖3的9500mm,和原3000t/d流程相同,即縮短3400mm。
1.2 縮小循環風管直徑
(1)循環風回到立磨由于中東地區的一些水泥廠缺少水源,廢氣不能采用國內常用的增濕塔降溫,而使用匯風箱滲冷風來降低溫度到180℃,以適應窯尾袋式除塵器的工作溫度。在這個系統中,由于工藝需要,立磨后面的循環風機出口約90℃的一部分循環風要回到立磨前面再次進入立磨,其余的廢氣進入匯風箱,與其它氣體混合,使廢氣溫度降為180℃再進入窯尾袋式除塵器。(2)循環風管內風速的確定循環風管內的風量要根據原料含水變化而變化。因為高溫風機421FN1(見圖1)到立磨的熱風約320℃左右,蒸發能力強,而通過循環風機出來的循環風只有90℃左右,蒸發能力弱。為了保證立磨361MC1的正常工作,就要保證磨內合理的風速,所以原料中含水少,需要的熱風量應當減少,循環風用量就大。一旦循環風管上的閥門全開,循環風量仍不夠降溫,高溫風機至立磨的主風管上還設有一個冷風閥,可以打開直接引入周圍大氣中溫度更低(中東地區一般不超過45℃)的風,進一步降溫,來滿足工藝要求。(3)循環風管內的最高風速確定從以上分析可知,由于原料含水量的變化,導致循環風管內風速變化很大,有個別公司推薦循環風管內最高風速12.8m/s,實踐證明這是不恰當的。我國就有個別水泥廠應設計循環風管風速偏低等原因,導致管內沉積粉塵過多,而將管道支架壓塌,不得不停窯檢修。根據國內大量水泥廠的使用經驗,循環風管內的最高風速以18~22m/s為宜,一般不要超過25m/s,因為超過25m/s管道阻力偏大,不經濟,但低于18m/s容易積灰,造成生產事故。(4)循環風管的走向循環風管應避免水平布置,因為風速低于18m/s水平管內就會積灰。當粉塵因重力向下滑落的方向與管內氣流方向一致時,我們稱為下行風管。根據生產操作經驗及有關資料推薦,為使粉塵不在管底沉積,下行循環風管的中心線與水平線夾角不小于35°。粉塵不落方向與氣流方向相反,稱為上行風管。上行循環風管中心線與水平線夾角不宜小于55°。有的國外咨詢公司或業主不了解情況,要求循環風管上行和下行中心線與水平線夾角都不小于60°,是不合理的,會導致管道系統高度增大,不僅增加了制造、安裝費用,也增加了運行阻力,會增加水泥生產成本。遇到這種情況,我們常用粉塵逆風或順風在管道內所受作用力不同的這一下滑原理,向他們耐心解釋,一般他們都會理解并同意采用優化方案。(5)本工程循環風管的優化該廠原設計(見圖1)循環風管直徑φ2800mm,優化后(見圖3)改為φ2240mm,并將在循環風管上的φ1500mm冷風閥設置到高溫風機至立磨φ3200mm的主風管上。這樣不僅循環風管直徑減少了,節省了它本身及支座等的制造、安裝費用,而且由于循環風管直徑減少了,就能將布置于旋風收塵器組361MC1旁邊(見圖1)改為布置在旋風收塵器組中間(見圖3),縮小了預熱器塔架至立磨之間的距離2200mm。
1.3 工藝平面布置優化設計的效益
我們認為優化工藝設計要考慮的主要問題不僅是優化工藝流程,選擇最適宜的設備,而且設備要有合理的間矩,及合理的巡檢空間。具體到本工程的優化,主要體現在:(1)除一些輸送設備縮短外,熱風管道和非標準件溜子等也可以縮短,不僅降低了設備投資和安裝等基建費用,而且由于管道縮短,減小了系統阻力,可以節約用電,降低生產成本。(2)有人擔心窯尾預熱器塔架上一級旋風預熱器到高溫風機的風管,從頂層的84m高到地面上高溫風機,氣體在垂直向下運行過程中,經前面1.2(1)條的變動,水平方向移動3mm(如圖3所示)沒有問題,其實這是非常可靠的,也是歐洲一些公司常用的方法,例如德國伯利休斯公司向我國山東泗水和安徽池州水泥廠供應的φ5.6m×87m回轉窯窯尾預熱器塔架到高溫風機的管道,歪斜得更厲害,使用情況很好,沒有發生問題。(3)由于本子項用地長、寬都減少了,因此可節約用地。以本項目為例,廠區原長550m,寬240m。本子項優化后長度可縮短5.6m,寬度縮窄4.5m,因此全廠有可能節約用地3794m2,約5.69畝。(4)由于廠區長、寬減小、廠區內道路、上下水管網、電纜及電纜廊道都可以縮短,又可以進一步降低工廠投資和經營費用。
2 合理降低設備布置的高度
優化前的生料立磨系統工藝布置立面如圖2所示,首先我們提出優化的思路,然后對本工程采取具體措施。
2.1 確定設備布置高度的原則
(1)設備選型,廢氣熱風管道直徑,走向合理。因為過小不能滿足工藝要求,但過大也增加了高度和電耗,造成浪費,也是不可取的。(2)要處理好兩相鄰設備間的關系。這不僅要使物料順利、可靠地進入下一個設備,而且落差盡可能小,非標準件的適合溜角可參考《水泥工廠工藝設計手冊》下冊表14-6-1等資料,落點是最適合下一個設備進料的地方,物料下落的運動方向不會引起設備跑偏,物料飛濺,落料運動方向與設備運動方向一致。這樣可以減少粉塵飛揚,確保廢氣經除塵器設備處理后,排放達標。(3)綜合考慮一方面要降低整個子項工藝流程的高度。另一方面又要盡量避免和減少地下工程,選擇一個最優化的方案。(4)系統標高的確定,一般都是由本系統物料出口開始,反物料流程,通過逐個設備之間,加上合理的非標準件聯接起來,確定各個設備的標高。
2.2 子項標高的確定
(1)生料磨和廢氣處理我們確定全部設備都布置在±0.000平面之上,而且窯尾除塵系統的拉鏈機421CV4(見圖1)的出料口與下一子項窯尾預熱器塔架喂料提升機451BE1,451BE2入料口和進生料喂料鋼倉的提升機391BE2入料口相連。(2)φ18m生料均化庫入庫提升機391BE1入料口和喂料鋼倉提升機391BE2,391BE3入料口與立磨系統旋風收塵器組361MC1下氣力輸送斜槽361AS3卸料口相連。(3)廢氣處理優化的措施是將拉鏈機421CV4的原設計(見圖1)長度27300mm縮短4500mm,改為圖3的22800mm長。由水平在標高4.700m平臺改為機尾在地平面,機頭向上10°傾斜布置。這臺拉鏈機向上傾斜10°,仍然會可靠地工作。因為①這一傾斜角度在拉鏈機允許范圍內;②它的總長度只有20m多一點,物料爬升的高度也不大,其中的鏈條和傳動裝置受力都在合理范圍內;③輸送物料是以生料為主的粉狀物料,對設備磨蝕性不大;④拉鏈機通過幾十年的技術進步,質量提高,能適應這種工況條件,在國內水泥廠類似場合使用證明工作是可靠的。(4)由于這一優化,拉鏈機421CV3的巡檢廊道平臺可由標高6.5m降低到2.5m,窯尾大袋除塵器421BF1和匯風箱421GC1的土建平臺標高由9m降低到5m,總高度降低4m,這個底層廠房仍夠作窯尾電氣室使用,基建投資也可以大大降低。這些由圖1和圖3平面圖中所示的標高就可以看清楚了。為節省篇幅,這里不畫出優化前后的立面圖。(5)生料粉磨系統,降低旋風收塵器組361MC1的土建結構高度,由圖2優化到圖4。原設計旋風收塵器362MC1布置偏高,使土建平臺的高度達28.5m。經我們縮短立磨、旋風收塵器組和預熱器塔架之間的間矩,并將高溫風機421FN1移動位置后,這一土建結構高度降低4m。不僅節約了土建投資,也可以節約設備和熱風管道的安裝費用。(6)降低旋風收塵器組361MC1進出口風管高度。由圖2優化到圖4,旋風收塵器進風管高度可降低10m。由管中心最高45.9m降到了35.9m。出風管高度也由圖2降低到圖4所示高度。這不僅降低了高度,而且也縮短了熱風管道總長度。既可節省基建投資,又可以減小系統阻力,降低生產經營成本。另外旋風收塵器布置在生料立磨361SR1這樣的振動源附近,建筑物和設備越高,振動就越大。我們大幅度降低了旋風收塵器組和熱風管道的高度,也可以減小振動,有利于安全生產和巡檢。
3 一點說明
關鍵詞:噴涂廢氣;處理設施;研究方向
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.03.033
1 噴涂行業廢氣分析
1.1 噴涂材料
涂料是涂覆在被保護或被裝飾的物體表面,并能與被涂物形成牢固附著的連續薄膜,通常是以樹脂、或油、或乳液為主。涂料是任何液體,可液化或膠粘的組合物,其在以薄層施用于基材之后轉化為固體膜。 它最常用于保護,著色或為對象提供紋理。 涂料可以以許多顏色制成或購買,并且可以是許多不同類型,例如水彩,合成等。涂料通常作橐禾宕媧,銷售和應用,但大多數類型干燥成固體。施加涂料的目的可以是裝飾性的或功能性的。涂料本身可以是完全覆蓋基底的全覆蓋層或者其可以僅覆蓋基底的部分,盡管一些藝術涂料僅用于裝飾,并且大型工業管道上的涂料可能僅用于防止腐蝕的功能。可以施加功能涂料以改變基材的表面性質,例如粘附性、潤濕性、耐腐蝕性或耐磨性。在其他情況下,半導體器件制造(其中襯底是晶片),涂料增加了全新的性質,大多數涂覆方法的主要考慮是涂料以受控的厚度施加,并且使用多種不同的方法來實現這種控制,從用于涂刷墻壁的簡單刷子到一些非常昂貴的機械施加涂料在電子工業。
1.2 廢氣來源
主要來源于涂料的稀釋,這通常發生在涂料的稀釋沒有按照要求進行。可能存在過度稀釋的情況以及用不正確的稀釋劑稀釋的情況。污染未經制造商同意添加的外來污染物可能導致各種膜缺陷。剝落/起泡最常見的原因是施用前的表面處理不當和基材中存在固有的水分/濕氣。廢渣飄散是在涂漆表面上的漆膜的逐漸廢渣飄散,問題的主要原因是由于在陽光下暴露于紫外線輻射和露水凝結而導致涂料基體的聚合物降解。廢渣飄散程度隨環氧樹脂反應迅速而變化,而丙烯酸類和聚氨酯可長期保持不變。涂料中的易揮發有機化合物(VOC)被認為對環境有害,尤其是對定期工作的人員。暴露于VOCs與有機溶劑綜合征有關,有危險的溶劑2-丁氧基乙醇也用于涂料生產。PCB是全球污染物,在涂料生產的廢水中測量。 PCB的廣泛分布表明該化合物從表面,屋頂等揮發.PCB存在于包括報紙,雜志和紙板箱的消費品中,其通常含有彩色顏料。因此,存在著一些現有的假設,即PCB同系物作為副產品存在于一些現有的商業顏料中。
2 傳統的廢氣處理方案
大多數廢氣處理系統采用兩個階段:一個用于除去廢渣,另一個用于除去廢氣,在一個洗滌容器中除去廢渣和廢氣。然而,這些系統經歷嚴重的維護問題和低去除效率。在濕式洗滌系統中,煙道氣通常首先通過廢渣去除裝置,靜電除塵器或袋濾室,然后進入廢氣吸收器。然而,在干噴射或噴霧干燥操作中,廢氣首先與吸附劑反應,然后煙道氣通過顆粒控制裝置。與濕式廢氣處理系統相關的另一個重要的設計考慮是離開吸收器的煙道氣被水飽和并且仍然包含一些廢氣。這些氣體對任何下游設備(例如風扇,管道和煙囪)具有高度腐蝕性。可以最小化腐蝕的兩種方法是:將氣體再加熱至高于其露點或使用允許設備經受腐蝕條件的結構和設計材料。這兩種方法都很昂貴,由工程師確定在逐個站點的基礎上使用哪種方法。為了促進最大的氣液表面積和停留時間,已經使用了許多濕洗滌器設計,包括噴霧塔,文丘里管,板塔和移動填充床。 由于影響廢氣處理系統的可靠性和吸收器效率的水垢堆積,堵塞或侵蝕,趨勢是使用簡單的洗滌器,例如噴霧塔,而不是更復雜的洗滌器。 塔的構造可以是垂直或水平的,并且煙道氣可以相對于液體并流,逆流或交叉流動。噴霧塔的主要缺點是,與其他吸收劑設計相比,它們需要更高的液體對氣體比的要求以用于等效的廢氣去除。在某些方面,這可以被認為類似于從水到另一相的惰性氣體的可逆液 - 液萃取。 雖然在從氣體混合物中提取廢氣期間確實發生了化學變化,但是提取平衡通過改變溫度而不是通過使用化學試劑而改變。
3 現代新型廢氣處理設施
(1)干式漆霧過濾凈化裝置 。目前,在歐美發達國家80%的噴漆室均采用干式漆霧凈化,一個重要原因在于環境保護的綜合考慮。此外,干式漆霧凈化在確保噴漆性能、凈化效率、減少二次污染、降低運行成本等也顯示了巨大的優越性。
(2)活性碳廢氣凈化處理裝置 。活性炭(也稱為活性炭)是一種加工成具有小的低體積孔的碳形式,其增加了可用于吸附或化學反應的表面積。由于其高的微孔性,僅1克活性炭具有超過32,000平方英尺的表面積,通過氣體吸附測定,足以用于吸附廢氣的應用。活化水平可以僅從高表面積獲得,然而,進一步的化學處理通常增強吸附性能。活性炭通常來自木炭,有時被用作生物炭。 源自煤和焦炭的那些分別稱為活性炭和活性焦炭。活性碳廢氣凈化器是一種干式廢氣處理設備。由箱體和裝填在箱體內的吸附單元組成。根據吸附單元的數量和風量可進行不同規格的組合,活性碳廢氣凈化器選擇不同填料可以處理多種不同廢氣,主要用于涂料等有機廢氣的凈化。
(3)光催化氧化凈化裝置。使用該設備核心中的納米光催化觸媒材料(GC-100)是一種吸收光能后,能在其表面產生催化反應的物質,其功能類似于植物的葉綠素。當特定納米波長的紫外光照射光催化觸媒材料(GC-100)時,其表面發生光催化氧化還原反應。光催化觸媒材料(GC-100)吸收光子后 在其表面產生電子(E―)和空穴(H+),將吸收的光能轉化成化學能,即具有光催化作用。
關鍵詞:有機廢氣;催化燃燒;印刷
中圖分類號:TQ314
文獻標識碼:A
文章編號:1674-9944(2011)11-0125-03
1引言
隨著社會的發展,物質文明和生活水平的提高,環境保護意識的增強,有機廢氣的排放造成的環境污染及其對人體健康的嚴重危害越來越成為各級政府和的焦點。在工業生產以及日常生活中會產生各種各樣的有機廢氣,這些有機廢氣不僅會造成大氣污染,危害人體健康,而且還會造成資源的浪費。如在塑料印刷過程中,隨著油墨的干燥會排放出大量的混合溶劑廢氣;覆膜過程中會排出大量的乙酸乙酯等廢氣。有機廢氣是有毒、有害的氣體,它的釋放在空氣中不僅會造成嚴重的環境污染,而且人體若長期接觸或吸入,將會給神經系統及造血功能帶來嚴重危害,甚至引發癌變及其他嚴重疾病直至死亡[1]。
通常有機廢氣指甲醛、苯、甲苯、二甲苯等苯系物、丙酮丁酮、乙酸乙酯、油霧、糠醛、苯乙烯、丙烯酸、樹脂、添加劑、漆霧、天那水等含碳氫氧等有機物。
有機廢氣一般都存在易燃易爆、有毒有害、不溶于水、溶于有機溶劑、處理難度大的特點。有機廢氣的處理方法主要有兩類:一類是回收法,另一類是消除法。回收法主要有炭吸附、變壓吸附、吸收法、冷凝法及膜分離技術;一般回收法是通過物理方法,改變溫度、壓力或采用選擇性吸附劑和選擇性滲透膜等方法來富集分離有機廢氣。消除法有直接燃燒、熱氧化、催化燃燒、生物氧化、等離子體法、紫外光催化氧化法及其集成技術;消除法主要是通過化學或生化反應,用熱、光、催化劑和微生物將有機廢氣轉變成為CO2和水等無毒害的無機小分子化合物[2]。
吸附法是利用某些具有吸附能力的物質如活性炭、硅膠、沸石分子篩、活性氧化鋁等吸附有害成分而達到消除有害污染的目的。吸附法適用于幾乎所有的廢氣,一般是中低濃度的廢氣;吸附效果取決于吸附劑性質、廢氣種類和吸附系統的操作溫度、濕度、壓力等因素,具有去除效率高的優點,從而使其
收稿日期:2011-11-11
作者簡介:張立艷(1975―),女,天津人,工程師,主要從事環評及清潔生產的研究工作。
Study on Effectiveness of Selenium Characteristics in Soil and Its
Influencing Factors
Jiang Lei
(Guang Dong Nonferrous Metals Eengineering Inverstigation Design Institute,Guangzhou 510080,China)
Abstract:Selenium is a necessary trace element for the health of people.As an essential microelement,Selenium has been gradually known by people in recent years,and it is also attracted public attention to the scientists.This paper reviews progress in the studies of forms and bioavailability of selenium(Se) in soil,and discusses the distribution of different forms of Se in soil,and the relationship between the effectiveness of Se and the physical and chemical properties,soil pH,chemical and mineralogical composition and oxidation-reduction status.
Key words:selenium;the form of selenium;available state
成為去除廢氣較為常用的方法,但存在投資后運行費用較高且有產生二次污染的缺陷。
燃燒法是消除法中的一種,是利用有機廢氣易燃燒性質進行處理的。其中直接燃燒法,又稱火焰燃燒法,它是把可燃的有機廢氣當作燃料來燃燒的一種方法。該法適合處理高濃度有機廢氣,燃燒溫度控制在1 100℃以上,去除效率達95%以上。催化燃燒法處理有機廢氣的原理是利用廢氣中污染物可以燃燒的特性,將污染物中含碳氫的化合物經活性炭吸附濃縮后,在催化劑和較低溫度下進行氧化分解,使其轉化為二氧化碳和水蒸氣,再經過吸收等凈化措施,將有害氣體徹底轉化為無害氣體的一種凈化方法。
2案例中有機廢氣的排放現狀
天津頂正印刷包材有限公司屬于印刷包裝材料行業,主要生產方便面蓋材、卷材、日化自立袋、蒸/水煮袋、瓶/水標等產品,年設計生產能力27萬R/S。該行業能源消耗高,使用和排放了有毒有害物質,有機廢氣排放量較高。
印刷包裝行業有機廢氣的排放主要是在印刷過程中產生的,所以對于重點區域――印刷車間的廢氣排放進行調查和監測,得到其有機廢氣的排放情況,見表1~表3。
根據現場實際調查廠區東側印刷一車間有機廢氣排放污染源現狀為印刷一車間有機廢氣排放污染源沒有處理裝置;印刷一車間有機廢氣排放污染源有2個排放口屬于有組織排放,3個排放口屬于無組織排放;印刷一車間有機廢氣排放污染源所有排放口均超標排放;依據排放廢氣的實際現狀,印刷一車間總處理量為131 568m3/h。
3催化燃燒法處理有機廢氣的過程
3.1處理思路
本處理方法是依據“有機廢氣用蜂窩狀活性炭吸附濃縮-脫附再生-催化燃燒的工藝流程”而設計的,采取單氣路工作方式,由四個活性炭吸附床,一個催化燃燒床(輔之低壓風機、閥門等構成)。其工作流程是:將有機廢氣經預處理除去粉塵、顆粒狀物質后,送入蜂窩狀活性炭吸附床吸附,當吸附達到飽和時,停止吸附操作,該炭床再用熱空氣流將有機物從蜂窩狀活性炭上脫附下來使其再生,熱空氣流攜帶有機廢氣進入催化燃燒床自行燃燒,以CO2與H2O排出。在解吸脫附時,本吸附床停止吸附工作。
當有機廢氣的濃度達到2 000×10-6以上時,廢氣在催化床內可維持自然,不用外加熱。燃燒后的尾氣一部分排往大氣,一部分送往吸附床,用于蜂窩狀活性炭的脫附再生。這樣可以滿足燃燒和脫附所需熱能,從而大大節省能耗。該工程既適合于連續工作,也適合于間斷工況下使用。
當某個吸附床吸附飽和需要脫附再生時,PLC程序自動切換到備用吸附床進行吸附工作,這樣,可以保證生產需要的連續性。吸附風機有變頻器進行自行調節。單臺吸附器每次脫付需要4~5h。
燃燒法處理有機廢氣的工藝流程見圖1。
圖1FCJ有機廢氣凈化裝置流程
注:1.吸附床;2.催化燃燒室;3.脫附風機;4.補冷風機
3.2設計規模的確定
根據實際處理風量,處理63 548m2/h風量為2臺吸附設備,共用1套脫附催化解析裝置;處理28 080m2/h風量為1臺吸附設備;處理40 000m2/h風量為1臺吸附設備;活性炭的再生采用催化燃燒脫附。排氣溫度為29.1~47.0℃;進氣濃度為TVOC(150~620)×10-6,按平均濃度400×10-6計;凈化效率為蜂窩狀活性炭吸附能力≥95%;貴金屬催化劑催化效率≥98%;有機廢氣凈化率≥98%;煙囪排放高度為20m;排放濃度為凈化后廢氣排放濃度及排放速率達到《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-1996)中的新污染源的二級排放要求(甲苯≤40mg/m3,非甲烷總烴≤120等);凈化設備阻力≤1 200Pa(表4)。
4有機廢氣處理效果
催化燃燒治理廢氣凈化效率高,且不會產生二次污染,項目實施后其凈化效率為苯>96%,甲苯>98,二甲苯>99%,臭氣>92%。
表5項目實施后印刷車間部分有機廢氣排放口各種溶劑濃度
位置設備名稱排放口編號VOC濃度/×10-6甲醇190異丙醇丁酮乙酸乙酯甲苯40
印刷車間Y10主排138.41.42.05.912.2
印刷車間Y10底排144.512019.51.53.97.5
印刷車間Y07備版排風A13.30.20.10.41.32.5
印刷車間Y07底排A22.70.40.92.44.2
印刷車間Y07主排B15.30.50.92.44.3
均值4.860.14.41.13.26.1
注:該凈化效率經中國環境科學研究院大氣環境研究所檢測。
2011年11月綠色科技第11期
參考文獻:
[1]
關鍵詞: 廢氣;處理設施;竣工;驗收監測;問題分析
一、建設項目環保設施竣工環境保護驗收監測工作的重要性
建設項目環境保護設施竣工驗收監測是環境監測為建設項目環境管理提供技術服務的一項工作。主要包括對環保設施建設、運行及管理情況的檢查、污染物達標排放測試。
建設項目竣工后,要組織驗收。在驗收過程中,進行環境監測,是必不可少的重要環節。加大建設項目竣工環境保護驗收監測工作的力度,加強竣工驗收監測技術的研究,提高驗收監測的技術水平,提升環境監測對項目竣工驗收的支持作用,切實預防和嚴控新上項目的環境污染,事關建設項目的生存與發展大計。國務院和國家環境保護部十分重視此項工作,先后頒布了一系列條例、規定和管理辦法,使環保業務部門進行竣工驗收監測時有法可依,有章可循,有據可查,使建設項目竣工環境保護驗收監測工作逐步走上科學化、規范化和法制化軌道。
二、建設項目環保設施竣工環境保護驗收監測的范圍
加強建設項目立項、可行性研究、設計、施工和試生產等各個階段的環境管理,把驗收監測涵蓋到建設項目環境保護“三同時”的全過程,而不應局限于建設項目環境治理設施末端的測試。要對建設項目的生產工藝、流程和環境保護設施的先進性、合理性、可行性進行測試、檢查和評價,對建設項目的環境影響、排放總量、環境質量及企業內部環境管理進行全面、客觀、準確的評價。
三、驗收監測中的工況核準
1.目前國家保護部對建設項目環境保護設施竣工驗收監測技術要求:
⑴工業生產型建設項目,驗收監測應在工況穩定、生產達到設計生產能力的負荷達 75%以上(國家、地方排放標準對生產負荷另有規定的按標準規定執行)的情況下進行。
⑵對無法短期調整工況達到設計生產能力的75%以上負荷的建設項目中,可以調整工況達到設計生產能力的75%以上負荷的部分,驗收監測應在滿足75%或75%以上負荷或國家及地方標準中所要求的生產負荷的條件下進行。
⑶對無法短期調整工況達到設計生產能力的75%或75%以上負荷的建設項目中,投入運行后確實無法短期調整工況滿足設計生產能力的75%或75%以上的部分,驗收監測應在主體工程運行穩定、應運行的環境保護設施運行正常的條件下進行,對運行的環境保護設施和尚無污染負荷部分的環保設施,驗收監測采取注明實際監測工況與檢查相結合的方法進行。
2.在實際工作中,我們對工況的核準一般在兩個階段:
⑴現場勘查階段:首先考核企業的設計生產能力是否達到環評及環評批復的要求(≥75%),這基本上決定了企業的驗收監測工作能否繼續向下進行。這一階段,部分企業常虛報生產能力,多報或者少報。對此,我們要做到:①、現場勘查,要在企業正常生產情況下;②、盡量查看原始生產記錄,根據投料、出料量核算;③、根據反應釜體積、數量及生產周期進行核算。
⑵現場監測階段
本階段主要考核的企業是否按照要求的工況生產,從而考核污染物是否能長期穩定達標排放。此時,部分企業會采用:①減少投料量,減少污染物的排放量;②部分生產設備空轉;③不計成本,加大藥劑用量;④延長停留時間。
⑶ 如何核準工況
①查看生產記錄,根據投料、出料量核算。
②盡量詳細記錄藥劑使用量及更換頻率。
③在編制驗收監測方案時須充分考慮各種環境因素。
四、廢氣測定過程中的影響因素及問題
(一)工況對于測定結果影響
測定廢氣時,如果工況的監測不符合實際,出現廢氣排放管負壓過大,那么需要對檢測儀器進行選擇,要求選擇的儀器擁有足夠的量程才可行,否則將無法克服排氣管中的負壓影響。當采集煙氣時,出現塵泵和氣泵同時啟動,如果塵泵的流量非常大,則需要抽取一定待測分析的樣品置于分析儀器之中,氣泵抽取該容器中的樣品進行監測氣體分析,這樣可有效的確保負壓情況下監測工作的順利進行。
(二)煙氣溫度對于監測結果影響
由于煙氣溫度的監測是污染物廢氣監測過程中的一項重要指標,而且在監測過程中可以通過本身儀器配帶的信號來對煙氣溫度進行監測。對煙氣進行溫度監測時,要確保凈化設備中無靜電,若帶有靜電則很容易將主機擊壞,導致無法正常的監測。如果遇到主機被擊壞則需要中斷監測,這樣就會造成損毀監測儀器,同時還會造成監測的失敗,所以對于煙氣溫度監測的時候要注意凈化設備中的靜電情況。為了避免出現凈化設備中帶靜電擊壞主機則可以采用熱電偶溫度計方法來監測煙氣溫度,此方法不僅簡單,而且安全有效。
采集煙氣時如果采樣管沒有加入干預處理加熱和制冷裝置,那么煙氣的污染物則非常容易出現溶解,而損失監測的量,使得測定值偏低。尤其是對于SO2的測定顯現更加明顯,由于SO2在測定過程中出現溶解,因此最后所得的結果監測數據偏小,最后采用了加熱和制冷的預處理措施,此時所獲得的結果明顯較之前的監測結果高。為了防止采集的氣體在管路內冷凝,避免不會因為氣體溶解于水而造成結果偏低。
(三)塵粒對風量的干擾影響結果
對污染源廢氣監測時,首先要進行除塵采樣當塵粒的濃度過高,會直接影響動壓和全壓波動造成波動的幅度較大,從而致使計算的幅度大、等速采樣流量波動較大、跟蹤效果較差。同時在進行監測時廢氣流量在除塵之前往往較之除塵之后的廢氣流量小,這主要時由于塵粒的影響造成。因此在進行監測廢氣時,需要增添除塵前采樣點,同時與除塵后的采樣點進行監測分析結果對比,從而減小監測的誤差。
五、污染源及污染治理設施監測
1.監測點位布設
監測點位應能反映真實排污情況和環保治理設施運轉效果,使工作量最少化,監測點位布設應符合標準與規定。
在廢氣進入和排出處理設施的管道的適當位置開設采樣孔(采樣孔應優先選擇在垂直管段和煙道負壓區域、盡可能選擇在氣流穩定的斷面,此監測點要具有代表性、可接近性、可操作性、安全性及與有關標準布點要求的符合性),并設置適當數量的采樣頻次進行監測;污染治理設施處理效率:
2.監測項目
根據生產工藝過程中污染源排放特征,對其主要污染物及特征污染物的排放濃度、排放量進行監測,并監測計算出總量控制指標。
對污染總量設施的凈化效率或凈化效果進行測定。經過環境保護行政主管部門批準的環境影響報告書和建設項目的環境保護設計中確定需要監測的因子,并結合建設項目試運行后實際產生的污染因子,嚴格按照經環境保護行政主管部門審定的監測方案所提出的項目進行監測。
參考文獻
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[3]《環境科導刊》江偉軍,毛蔚莉,陳晶. 建設項目竣工環境保護驗收監測缺陷的再認識. 2009年28期
1、生態環保,1970年4月22日,美國哈佛大學學生丹尼斯·海斯(Dennis Hayes)發起并組織保護環境活動,得到了環保組織的熱情響應,全美各地約2000萬人參加了這場聲勢浩大的游行集會,旨在喚起人們對環境的保護意識,促使美國政府采取了一些治理環境污染的措施。后來,這項活動得到了聯合國的首肯。至此,每年4月22日便被確定為“世界地球日”。
2、廢水處理,廢水處理(wastewater treatment methods)就是利用物理、化學和生物的方法對廢水進行處理,使廢水凈化,減少污染,以至達到廢水回收、復用,充分利用水資源。
3、廢氣處理,廢氣處理又稱廢氣凈化。廢氣處理指的是針對工業場所、工廠車間產生的廢氣在對外排放前進行預處理,以達到國家廢氣對外排放的標準的工作。一般廢氣處理包括了有機廢氣處理、粉塵廢氣處理、酸堿廢氣處理、異味廢氣處理和空氣殺菌消毒凈化等方面。
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關鍵詞:泡沫柱 有色冶煉 脫硫 應用
隨著人類社會的發展,化石燃料的的使用量越來越大,SO2等有害氣體的排放量也逐年增加。實際上,大氣中的二氧化硫不僅僅來自化石燃料的燃燒,還來自工業廢氣的排放。我國有色金屬冶煉業近年來得到了很大的發展,有色金屬冶煉作為冶金業的重要組成部分,其過程需要排放大量的SO2廢氣,這是冶金業排放二氧化硫的主要來源。
隨著生態環境的日益惡化,對工業生產中有害氣體排放的控制于處理刻不容緩,有色金屬冶煉業作為冶金工業的重要組成部分,自然在控制有害氣體排放工作中承擔著重要責任。目前工業上對SO2廢氣處理的一般方法為:先通過一系列復雜工藝回收利用制取硫酸,然后再進行脫硫直至廢氣中二氧化硫濃度達到國家規定的排放標準才可以排放到大氣中,對于本身二氧化硫濃度就不高、回收價值不大的廢氣,就可以直接進行脫硫,然后排放到大氣中。
一、泡沫柱洗滌技術的原理和優勢
1.泡沫柱洗滌技術的原理分析
如圖(1)所示,泡沫柱洗滌技術的基本原理是利用快速大量翻動的泡沫表面積大、更新速度快的特點,含有大量二氧化硫分子以及其他雜質微粒的廢氣在經過泡沫時被泡沫吸附,由于泡沫表面積大、更新速度快,因此二氧化硫分子及微粒的吸附率很高,從而達到高效的廢氣洗滌效果。
圖(1) 泡沫柱洗滌技術基本原理圖
2.泡沫柱洗滌系統的組成及工作機制
由于工業中處理廢氣的工藝流程各不相同,為了滿足不同工藝的實際需要,一般的泡沫柱洗滌系統有兩種,分別是同向噴射器和反向噴射器(結構圖見圖(2),而在實際的工業生產中,后者的使用幾率高于前者。反向噴射器是一種充分利用泡沫柱洗滌技術的典型裝置,在有色金屬冶煉廢氣處理過程中扮演者重要角色,也是有色金屬冶煉廢氣處理工作的核心部分。
圖(2)反向噴射器的構造和工作機制
3.泡沫柱洗滌技術的優勢
就目前的技術水平來講,在工業廢氣處理這個領域,泡沫柱洗滌技術以其創新合理的設計和低廉的成本具有明顯的技術優勢,目前正在采用泡沫柱洗滌技術進行廢氣處理的有色金屬冶煉企業有很多。
泡沫柱洗滌技術的優勢主要體現在以下幾個方面。
3.1吸附率高。泡沫柱洗滌技術創新性的采用了快速翻動的泡沫作為洗滌材料,充分利用了強烈翻動的泡沫表面積大、更新速度快的特點,對微粒的吸附效果明顯。利用泡沫柱洗滌技術組成多級洗滌系統可獲得更高吸附率的洗滌效果,實踐顯示,廢氣中的微級顆粒再通過三級泡沫柱洗滌系統之后的被吸附率超過了99%。
3.2可洗滌廢氣量的范圍大。泡沫柱洗滌系統對于廢氣量的變化具有較強的穩定性。很多洗滌系統對廢氣的通過量要求苛刻,一旦廢氣通過量發生較大的波動,吸附效率就會大大降低,穩定性不好。而泡沫柱洗滌系統因為是通過大量快速翻動的泡沫來對廢氣中的顆粒進行吸附,對廢氣的量的要求比較寬松,一般情況下,泡沫住洗滌系統可以在保證吸附效率的前提下對最佳氣體量的1.5倍到2倍的氣體量進行洗滌。性能穩定:一般的洗滌系統對循環液的固體雜質含量要求很高,一般情況下,當循環液的固體雜質含量超過3%,洗滌系統就無法正常工作,形成這種約束的原因是噴嘴的直徑限制了循環液的固體雜質含量。而泡沫柱洗滌系統采用的是大口徑的噴嘴,及時循環液中的固體雜質含量很高,洗滌系統也能正常工作,并且保證正常的吸附效率,泡沫柱洗滌系統對循環液固體雜質含量的限制范圍是一般洗滌系統的6~7倍。
3.3操作方便、成本低廉。泡沫柱洗滌技術雖然在技術上取得了很大程度的創新,但是泡沫柱洗滌器的構造并不復雜,操作起來也很方便,設備體積小便于安裝和移動,成本低廉,可以為企業節省大量資金,一般情況下安裝一套泡沫柱洗滌系統所需要的經費是普通洗滌系統的1/3。
二、泡沫柱洗滌技術在實際中的應用
1.處理有色金屬冶煉產生的以SO2為主的廢氣
一般情況下,在有色金屬的冶煉過程中,廢氣中SO2的含量不同,處理方法也有所不同。一般當廢氣中SO2含量低于0.5%,直接進行適當的脫硫處理使廢氣中SO2含量低于國家規定的排放標準即可排放到大氣中;當廢氣中SO2含量高于3%,為了循環利用,充分利用資源,可以以廢氣為原料,經過一系列工藝制取H2SO4;而SO2在兩者之間的情況用傳統的處理方法處理起來就非常困難。泡沫柱洗滌技術對于處理SO2含量介于兩者之間的廢氣效果非常明顯,在目前該技術領域處于領先地位。
湖南銀星公司10萬噸每年的富氧底吹鉛冶煉廠,每年都會產生大量的SO2廢氣,該冶煉廠產生的廢氣成分如下表(3)所示。
表(3)銀星公司鉛冶煉廠廢氣成分表
該表顯示,廢氣中主要污染氣體為SO2,濃度達到了0.8%,如果直接排放到大氣中,對環境的污染作用是巨大的。
該冶煉廠擁有一套完善的廢氣脫硫設備,該設備以泡沫柱洗滌技術為基本核心原理,通過一系列流程可以對廢氣中的SO2進行有效的吸附。該設備主要由氧化塔、噴淋塔、泡沫柱洗滌器等部分組成。考慮到廢氣中二氧化硫含量較高濃度較大,單個洗滌系統很難達到較高的吸附效率,該冶煉廠在實際脫硫過程中充分考慮到這一點,在設備中設計成兩級洗滌系統,分別為噴淋塔和泡沫柱洗滌系統,使廢氣中的二氧化硫得到充分吸附,已達到最高的吸附效率,進而實現廢氣的高效率洗滌的效果;經過兩洗滌系統的吸附,廢氣中的二氧化硫的濃度已經遠遠低于國家規定的排放標準,因此,廢氣在經過該設備一系列的洗滌凈化流程后,可以直接經過引風機經煙囪排放到大氣中。該設備組成流程如下圖(4)所示。
圖(4)銀星冶煉廠脫硫設備流程圖
銀星公司該設備在處理廢氣中二氧化硫時,充分利用利用了泡沫柱滌技術,結合其他洗滌工藝,在一定程度上達到了最高的洗滌效率,不僅為為公司節省了時間和資金,而且大大減少了排放廢氣中二氧化硫對環境的污染,具有很高的經濟效益。
表(5)銀星冶煉廠脫硫設備若干經濟指標
2.處理制取H2SO4產生的尾氣
前面提到,廢氣中二氧化硫濃度不同,對廢氣的處理方法也有所不同,當廢氣中二氧化硫含量超過5%時,可以利用廢氣制取硫酸,這樣不僅可以有效降低廢氣中二氧化硫的濃度,而且可以實現廢物再利用,減少浪費,獲得更高的經濟效益。在制取硫酸的過程中,二氧化硫含量較高的廢氣在經過一系列的流程后,雖然濃度降低了很多,但是仍然高于國家規定的排放標準,這是還需要進行廢氣脫硫處理,才能直接排放,這一過程的運用的主要原理也是泡沫柱洗滌技術。下面仍以銀星冶煉廠為例,分析泡沫柱洗滌技術在處理制取硫酸時產生的尾氣時的實際應用。下表顯示了銀星冶煉廠未經處理的成分及濃度。
表(6)銀星冶煉廠制酸尾氣成分及濃度
如下圖(7)為銀星冶煉廠處理制取硫酸尾氣的裝置
圖(7)銀星公司制酸尾氣處理裝置圖
實踐證明,銀星冶煉廠的該設備在處理廢氣制取硫酸時產生的尾氣具有很高的效率,尾氣在經過泡沫柱洗滌器的處理后,二氧化硫的含量遠遠低于國家規定的排放標準(處理前后二氧化硫含量對比見下表),在凈化效率等方面是其他凈化裝置難以達到的。而且該設備操作簡便,性能穩定,容易保養維修,具有很高的實用價值。
三、總結
泡沫柱洗滌技術創新性的運用劇烈翻動的泡沫作為洗滌媒介,通過泡沫表面的吸附以及內部的包裹,對廢氣中的二氧化硫及微小顆粒物進行吸附處理,不僅有效地解決了廢氣污染環境的問題,而且為有色冶煉企業在處理廢氣方面節省了時間和資金,具有很高的使用價值;從另一方面講,應用泡沫柱洗滌技術制成的洗滌凈化設備,不僅操作簡便、性能穩定,而且成本低廉,發展前景廣闊,具有很高的投資價值。總而言之,泡沫柱洗滌技術因其處理效率高、穩定性好等一系列優勢,在有色冶煉二氧化硫廢氣治理技術領域占據著主導地位,是目前該領域技術領先者。
參考文獻
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