有机废气处理技术分析
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2021-07-05 17:00
有机废气处理技术分析
近年来，空气污染越来越严重，对人们的生活环境造成了恶劣的影响和严重的威胁。如果任由其继续发展下去，将会对经济乃至整个社会产生影响。技术的发展给废气处理带来了曙光。许多新的废气处理技术被开发出来，并在实际应用中显示出******的效果，如吸附法、物理法、生物法等。
虽然经济的快速发展改变了人们的生活，提高了人们的生活水平，但它带来的环境污染问题已经威胁到人们的生命健康。工业生产会产生***量的有机废气，未经处理或处理不彻底就会排放到***气中，不仅会造成空气污染，还会影响人们的身体健康，引发疾病爆发。下面，将对有机废气的处理技术进行探讨，并对处理技术的未来发展进行探讨，进一步推动有机废气处理技术的发展水平。
一、浅析有机废气处理技术
根据有机废气的***点，研究人员开发了许多适用的处理技术。根据污染物的方向，有机废气处理技术可以分为两类:一类是浓缩和回收。浓缩回收是指通过吸附、冷凝、膜分离等方法降低有机废气中挥发性有机物的浓度。二是分解。分解消除是指通过光、电、热，利用催化剂或微生物作用，将低浓度挥发性有机物分解，使其转化为水、二氧化碳等无毒无害的物质，从而达到排除毒素的目的。
在实际应用中，工业有机废气的处理方法包括吸收法、吸附法、催化燃烧法和热燃烧法。虽然有机废气的处理技术呈现多元化发展，但各种处理方法都有一定的适用性和局限性，不同排放源的废气成分差异较***。因此，企业应综合考虑有机污染物的种类、性质、浓度、净化要求和经济因素，科学选择合适的有机废气处理方法。在下文中，笔者将***先介绍有机废气处理中常用的碳吸附、热燃烧等几种技术的性质、***缺点，然后针对有机废气处理的现状和需求，提出该处理技术未来的发展方向，希望能对实际处理技术的发展有所贡献。
二、有机废气处理技术分析
(一)活性炭纤维吸附
活性炭纤维吸附属于处理技术中的吸附技术，主要利用碳的吸附作用吸附有机废气中的有毒有害物质，以及恶臭分子等。传统活性炭吸附主要采用粉状或颗粒状活性炭，吸附效率低，对有机废气处理不彻底，往往不能直接满足排放要求。现代常用的吸附介质是***三代活性炭，其主要原料是腈纶等有机纤维。***三代活性炭比表面积***、吸附容量***、吸附能力强、能耗少、无二次污染，能高效预处理有机废气。活性炭纤维吸附更适合低浓度有机废气。研究证实，冷凝浓缩法结合有机废气的处理效率更高，有机废气可以转化为可回收气体，具有很高的环保价值。
活性炭纤维吸附在环保、处理效率高方面具有***势，但***三代有机纤维价格昂贵，技术应用成本相对较高，材料使用寿命很短。如果考虑经济因素，这种方法不在选择范围内。未来应致力于低成本、长寿命吸附纤维的研究，降低该技术的应用成本，使活性炭纤维吸附技术在中小工业企业推广，实现规模化应用。
(2)催化燃烧法
催化燃烧是燃烧控制技术之一，另一种是直接燃烧。直接燃烧法主要利用燃料加热混合气体。在高温环境下，废气中的一些有害物质会分解成无害物质，常用的燃料有煤气和燃料油。该方法使用简单，成本低，工艺设备易得。但直接燃烧法只能解决有机气体在高温作用下能分解成无害物质的问题，技术应用范围很��，一般用于处理高浓度、小风量的有机废气。而且该技术存在一定的风险，工艺安全难以控制。催化燃烧法是基于直接燃烧法缺陷的另一种燃烧处理技术，主要利用气固催化反应处理有机废气，其原理是在活性氧和深度氧化作用下分解有机废气中的有害物质。催化燃烧法利用催化剂降低气体的活化能，使***量反应分子聚集在表面，降低气体的燃点，使气体在低温下无焰燃烧，从而解决了直接燃烧法的安全和技术控制问题。整个反应过程如下:
催化燃烧法涉及的催化剂复杂多样。根据其活性的不同，可分为三类:一是贵金属催化剂，如Pt、Ru、Pa；***二类是过量金属氧化催化剂，一般包括CuOx、MnOx、CoOx等。***三类是复合氧化物催化剂，如尖晶石、BaCuO2、CuMn2O4和LaMn03。其中过量金属氧化催化剂和双氧化物催化剂应用广泛，且这两种技术成本相对较低，将成为未来燃烧控制技术的重点研究方向。
(3)生物法
生物法处理有机废物始于美***，已有50多年的历史。与传统的物理化学方法相比，生物法具有设备简单、投资少、运行成本低、无二次污染等技术***点。目前，研究人员开发了不同的生物净化系统，包括生物滤池、生物滤池和生物洗涤塔。
随着有机废气处理任务的不断增加，应用低投资、低成本的生物净化技术处理有机废气受到广泛关注，成为行业研究热点之一。在生物滤池处理的基础上，在pH 5的酸性条件下，苯系有机废气温度保持在25℃左右，入口二甲苯浓度小于800 mg/m3，生物滤池对二甲苯的去除率可达70%-100%。生物滤池对低浓度有机废气中的二甲苯有很***的去除效果。但处理系统的温度和pH值对处理系统影响较***，过程难以控制，限制了处理技术的***规模应用。生物洗涤器可以处理低流量、高浓度的挥发性有机废气。室温下，pH值约为5。生物洗涤器非常适合净化高浓度气体污染物。在相同填料高度下，可同时去除多种污染物，处理效率高达53.7%-78.6%。可用于处理生产过程中产生的复杂挥发性有机气体，在环保***域值得推广，但处理效率有待进一步提高。性能***越的陶粒填料可以净化苯乙烯废气。在控制进气量为0.6 m/s、循环喷淋量为90 L/min、进口量小于180 g/(m/h)的条件下，其负荷可达163 g/(m/h)，净化效率可超过90%。
三、技术发展分析
(一)膜分离技术
膜分离技术利用半透膜从废气中分离挥发性有机化合物。该技术可以根据废气中各组分通过膜的速度和容量的差异，选择性地从废气中分离挥发性有机化合物。
(2)光催化氧化技术
这种技术是基于半导体材料的光能转化为化学能，产生高能粒子对，能与空气中的水和氧气发生反应，产生自由基活性物质。这些物质具有很强的氧化作用，使废气中一些难以反应的物质在温和的条件下发生反应，从而达到净化有机废气的作用。常见的半导体材料有TiO2、ZnO、CdS、W03、Fe2O3、Ga2O3等。
(3)综合治理技术
综合处理技术是处理有机废气的各种处理工艺的集合。综合治理技术可以结合不同技术的***势，弥补单一治理技术的缺陷，在有机废气治理方面具有较高的效率。
不同的处理技术可以根据不同的性质分离废气，它们的出现有效缓解了空气污染问题。未来，这种环保技术将不断发展，进一步解决经济发展过程中的污染问题，保持产业发展的可持续性，维护和***化现有生态环境。
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