废气处理设备

化工VOC的来源

化工生产要用到大量的有机溶剂，会产生各类VOC。由于生产工序多、使用原料种类多、数量大，排放物成分复杂。VOC排放点一般较分散，有很多无组织排放源，一般含易燃易爆物质，对生产环境有一定的危险性，对VOC的收集十分重要。随着化工业的发展，VOC污染问题也日益凸显，国内也曾先后曝出几家大型化工企业导致的恶性污染事故和治理设施安全事故。

↑ 化工VOC成分

→ 化工厂在生产过程中会产生大量的VOC如：苯系物、有机氯化物、氟利昂系列、有机酮、胺、 醇、醚、酯、酸和石油烃化合物等。其中常见的VOC种类有甲苯（Toluene）、二甲苯 (Xylene)、对-二氯苯 (para-dichlorobenzene)、乙苯 (Ethyl benzene)、 苯乙烯(Styrene)、甲醛 (Formaldehyde)、乙醛 (Acetaldehyde)等。苯、甲苯、卤代烯烃(三氯乙烯、二氯乙烯) 等已被怀疑或确定为致癌物质。

化工行业VOC治理的特点

1.化学工业行业多，污染物成分比较复杂。

2.污染物收集技术要求较高。

3.污染物治理容易产生二次污染。

4.易燃易爆物质居多。

5.污染物带腐蚀性。

6.污染物毒性。

VOC治理方法

1.吸附法；

2.吸收法；

3.燃烧法；

4.光解技术；

5.等离子法；

6.冷凝法；

7.生物法（推荐）

（1）吸附法

          吸附法早已用于VOC的回收处理,尤其是活性炭吸附法已经广泛应用于苯系物、卤代烃的吸附处理。吸附法去除VOC的原理是利用比表面积非常大的粒状活性炭、炭纤维、沸石等吸附剂的多孔结构,将VOC分子截留。当废气通过吸附床时,VOC就被吸附在孔内,使气体得到净化。吸附法又分为固定床吸附法、流动床吸附法和浓缩轮吸附法。

         此法并没有真正消除有机废气，只是转移了有机废气，并没有从根本上解决环保问题。

（2）吸收法

      利用污染物质的物理和化学性质，使用水或化学吸收液对废气进行吸收去除的方法。

         此法并没有真正消除有机废气，只是转移了有机废气，并没有从根本上解决环保问题。

（3）燃烧法

    燃烧法包括直接燃烧法和催化燃烧法。

   直接燃烧是指对高浓度的有机废气，用燃油或燃气作为辅助燃料，在高温下直接分解为无害物质。多数情况下，有机物浓度较低，不足以在没有辅助燃料时燃烧。直接火焰燃烧在适当温度和保留时间条件下，可以达到99%的热处理效率。此方法工艺简单，投资小，适用于小风量及高浓度的废气，对安全技术和操作要求很高。

（4）光解技术

     纳米催化材料在紫外光的照射下，把光能转变成化学能，促进有机物的合成或使有机物降解的过程就是光解技术。这一过程也叫做光催化，所以光解技术又叫做光催化技术。光解净化是利用特制的高能高臭氧UV紫外线光束照射有害气体，裂解气体如：氨、三甲胺、硫化氢、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯，硫化物H2S、VOC类，苯、甲苯、二甲苯的分子键，使呈游离状态的污染物分子与臭氧氧化结合成小分子无害或低害的化合物，如CO2、H2O等。

（5）等离子法

 低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质的第四态，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。 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。

（6）冷凝法

 冷凝法是最简单的回收方法,它是将废气冷却到低于有机物的露点温度,使有机物冷凝成液滴而从气体中分离出来。通常使用的冷却介质主要有冷水、冷冻盐水和液氨。通常该技术仅用于VOC含量高、沸点较高的VOC废气该技术一般是作为预处理技术并与其它技术结合使用。

（7）生物法

     生物法主要是利用微生物将废气中的污染物降解成二氧化碳、水和无机盐，从而达到净化的目的。它是一种新兴的主流处理方法。

     生物处理装置具有的优点是：生物处理装置利用好氧性微生物来对有机废气行分解和氧化变成无害气体而排放，由于生物法使用利用自然资源或回用资源做原料，大大降低了企业投资和维护低运行的成本，适合做有机废气的吸附处理，经生物装置处理后有机废气变成无味气体。

生物法净化原理

        生物处理工艺主要原理是的微生物在生物处理装置内的适宜环境条件下，利用废气中的无机和有机物作为碳源和能源，通过降解有害物质维持其生命及繁衍活动，并将有机物分解为二氧化碳、水、无机盐和生物质等无害的物质。

       利用高效微生物菌种进行处理含有苯、甲苯、氯苯、低级脂肪烃、醇、醛、酮等挥发性有机物的有机废气和含有硫化氢、氨、硫醇、硫醚等恶臭气体效果非常好。

      本工艺的技术核心为高效微生物的选育、高效生物膜的研制和优质填料及活性营养液的开发。

      在生物法处理有机废气的过程中，污染物去除的实质就是利用有机物作为营养物质被微生物吸收、代谢和利用。这一过程比较复杂，它由物理、化学、物理化学和生物化学反应所组成。

污染物的转化机理如下图

氧化过程
生物法的优点

1.去除率可达98%；

2.不产生二次污染；

3.净化效率与污染物浓度成正比；

4.适用范围广；

5.设备运行费用低；

6.建设成本投入低；

7.材料耐腐蚀抗老化；

8.操作简单；

生物法运行要求：

    为了使微生物保持较高的活性。必须为之创造一个良好的生存环境，如适宜的湿度、pH值、温度和营养成分、进气量和浓度等。

（1）、湿度

湿度的控制对于生物过滤装置的运行非常重要，干燥的环境会使微生物体内的蛋白质变性。引起代谢活动停止。实际工程运行要求，载体填料相对湿度保持在适合生物的湿度范围，并含有一定微生物代谢所需营养。通过调节喷淋系统的喷淋量、喷淋时间和喷淋次数。有效地使填料保持适合微生物生长的湿度条件。 

（2）、PH值

 循环液pH值变化范围为5．0～ 8.0，该变化对净化效率起到一定影响,一般使用的菌种pH值在6～7之间为最理想状态，净化效率能够稳定在90％以上。因此生物滤塔中PH值必须保持在一定范围内才能保持系统的稳定性及较高的活性，系统运行过程中产酸引起的pH值下降是要特别注意的问题之一，当pH值过低时。需加一定浓度的生物助剂加以调节。

（3）、温度

除必需的活性营养液外．微生物的生长还需要适宜的温度。有利于微生物大量生长繁殖。生物滤塔中适合微生物生长的温度为10～35℃。一般地，温度高，生物反应器的去除能力也高。但是，过高过低的温度均会降低微生物的代谢速率和生长速率，降低对气体中发臭物质的吸附能力和降解能力。温度过低会造成微生物的活性降低处于休眠状态，温度过高则会导致微生物大量的死亡。因此对温度的变化应采取一些预防措施。

（4）、气体流量/浓度

进气浓度和气量的变化均能引起滤塔负荷的改变，因此控制进气口流量及浓度是保持除臭系统稳定的一项重要措施。实际运行中。进气流量一定。浓度是引起系统变化的主要因素。一般来说，系统负荷与进气浓度成正比。净化效率与负荷成正比。随着进气浓度的增大。净化效率也逐渐升高。