废气治理工程:有机废气治理(催化燃烧、UV光氧催化、活性炭吸附等);恶臭废气治理(UV光氧催化、生物除臭等);油烟净化;粉尘治理(旋风除尘、脉冲布袋除尘、除尘滤芯);酸碱废气治理;脱硫、脱硝等
废气治理工程
废气处理指的是针对工业场所、工厂车间产生的废气在对外排放前进行预处理,以达到国家废气对外排放的标准的工作。一般废气处理包括了有机废气处理、粉尘废气处理、酸碱废气处理、异味废气处理和空气杀菌消毒净化等方面。
1、有机废气治理
有机废气治理是指用吸附、吸收、燃烧等方法,对石油化工、涂料生产、凹版印刷、粘接等行业排出的烃、醇、酮、醛、酯、胺等各种含碳氢的化合物加以回收利用或进行无害化处理的技术。
治理主要有两方面:(1) 采用无污染工艺,少用有毒原料,控制有毒废气排放量;(2) 对各种工业过程中产生的有机废气进行净化处理。有机废气的净化处理方法主要有吸附法、冷凝法、催化燃烧法、直接燃烧法、浓缩燃烧法和吸收法等。因有机废气具有易燃易爆特性,在净化处理过程中应控制废气浓度不超过爆炸下限的25%,系统中还应设有阻火器、爆破板等应急装置。
1.1、催化燃烧
催化燃烧catalytic combustion,可燃物在催化剂作用下燃烧。与直接燃烧相比,催化燃烧温度较低,燃烧比较完全。催化燃烧所用的催化剂为具有大比表面的贵金属和金属氧化物多组分物质。采用适当的催化剂,是使有害气体中的可燃物质在较低的温度下分解、氧化的燃烧方法之一。
1.2、UV光氧催化
光学化氧化是通过氧化剂在光的辐射下产生氧化能力较强的自由基而进行的,根据氧化剂的种类不同,分为UV/过氧化氢,UV/臭氧,UV/过氧化氢/臭氧三种系统。在光的作用下进行的氧化还原化学反应。光化学反应需要分子吸收特定波长的电磁辐射,受激产生分子激发态,之后才会发生化学变化到一个稳定的状态,或者变成引发热反应的中间化学产物。对有机污染物进行彻底的降解:(1)羟基自由基具有高的氧化电位;(2)羟基自由基具有很高的电负性或亲电性;(3)羟基自由基的加成反应,当有碳碳双键存在时 ,除非被进攻的分子具有高度活性的碳氢键,否则 ,将发生加成反应。高级光化学氧化过程反应条件平和,催化降解能在室温下利用空气中的水蒸气和氧去除污染物。废水处理方面:卤代脂肪烃、卤代芳烃、有机酸类、硝基芳烃、取代苯胺、多环芳烃、杂环化合物、烃类、酚类、染料、表面活性剂、农药等都能有效地进行光催化反应。UV/过氧化氢系统还可以用于脱色反应。UV/过氧化氢/臭氧系统在有机物成分复杂的污水处理里有独特的优势,它可以通过多种途径产生自由基。
1.3、活性炭吸附
活性炭吸附是利用活性炭的物理吸附、化学吸附、氧化、催化氧化和还原等性能去除水中污染物的水处理方法。采用流动气体法测试比表面积,仪器在大气压力下用持续流动的吸附气体与惰性气体的混合气进行测试。仪器提供单点以及多点的BET比表面积和总孔体积分析,测量速度快,测量结果准确可靠。活性炭是用木材、煤、果壳等含碳物质在高温缺氧条件下活化制成,它具有巨大的比表面(5001700m2/g)。水处理过程中使用的活性炭有粉末炭和粒状炭两类。粉末炭采用混悬接触吸附方式,而粒状炭则采用过滤吸附方式。活性炭吸附法广泛用于给水处理及废水二级处理出水的深度处理。其主要优点是处理程度高,效果稳定。缺点是处理费用高昂。
2、恶臭废气治理
恶臭是指难闻的臭味,恶臭物质多来源于化学、制药、制纸、制革、肥料、食品、铸造等工业。恶臭对人的呼吸系统、循环系统、消化系统、内分泌系统、神经系统都有不同程度的损害。恶臭还会使人烦躁不安,工作效率减低,判断力和记忆力下降。高浓度恶臭物质突然袭击,有时会把人当场熏倒,造成事故。
各种恶臭气体经过物理、化学、生物的作用,使恶臭气体的物质结构发生改变,消除恶臭。常规的恶臭气体常见处理方法有燃烧法、氧化法、吸收法、吸附法、中和法和生物法等。
2.1、UV光氧催化
光学化氧化是通过氧化剂在光的辐射下产生氧化能力较强的自由基而进行的,根据氧化剂的种类不同,分为UV/过氧化氢,UV/臭氧,UV/过氧化氢/臭氧三种系统。在光的作用下进行的氧化还原化学反应。光化学反应需要分子吸收特定波长的电磁辐射,受激产生分子激发态,之后才会发生化学变化到一个稳定的状态,或者变成引发热反应的中间化学产物。对有机污染物进行彻底的降解:(1)羟基自由基具有高的氧化电位;(2)羟基自由 基具有很高的电负性或亲电性;(3)羟基自由基的加成反应,当有碳碳双键存在时 ,除非被进攻的分子具有高度活性的碳氢键,否则 ,将发生加成反应。高级光化学氧化过程反应条件平和,催化降解能在室温下利用空气中的水蒸气和氧去除污染物。废水处理方面:卤代脂肪烃、卤代芳烃、有机酸类、硝基芳烃、取代苯胺、多环芳烃、杂环化合物、烃类、酚类、染料、表面活性剂、农药等都能有效地进行光催化反应。UV/过氧化氢系统还可以用于脱色反应。UV/过氧化氢/臭氧系统在有机物成分复杂的污水处理里有独特的优势,它可以通过多种途径产生自由基。
2.2、生物除臭
生物除臭主要是利用微生物除臭,通过微生物的生理代谢将具有臭味的物质加以转化,使目标污染物被有效分解去除,以达到恶臭的治理目的。
恶臭气体不仅对生态环境造成严重影响,而且对人体健康具有极大的危害,会使中枢神经产生障碍、病变,引起慢性病、急性病。杂环香料的阈值低、气味强度大且不愉快,在生产和包装过程中极易有大量的气味逸出,对公司内部和周边人群易造成身心不愉快。
各种恶臭气体处理方法的目的在于经过物理、化学、生物的作用,使恶臭气体的物质结构发生改变,消除恶臭。常规的恶臭气体常见处理方法有燃烧法、氧化法、吸收法、吸附法、中和法和生物法等。主要适用于:城市污水站(泵站臭气、预处理臭气、污泥处理臭气);垃圾处理厂(收集站臭气、分选车间臭气);涂料厂除臭/异味;塑料、橡胶厂生产废气;饲料加工废气;食品饮料厂异味;制药企业除臭/异味。
3、油烟净化
油烟净化是一种对油烟进行净化处理。当油加热超过200℃时,生成油烟的主要成分丙烯醛,它具有强烈的辛辣味,对鼻、眼、咽喉黏膜有较强的刺激,可引起鼻炎、咽喉炎、气管炎等呼吸道疾病;当油烧到“吐火”时,油温超过300℃,这时除了产生丙烯醛外,还会产生凝聚体,导致慢性中毒,容易诱发呼吸和消化系统癌症,油烟净化就显得非常重要。
油烟净化工艺有油烟收集罩、运水烟罩、水喷淋洗涤塔净化工艺、高压静电(等离子)净化、物理过滤、光催化、生物净化、液沫洗涤等。
4、粉尘治理
工业粉尘治理常采用除尘器控制已经产生的工业粉尘和烟尘,按粉尘捕集机理可分为机械除尘器、电除尘器、过滤除尘器和洗涤除尘器等。
机械除尘器依靠机械力将尘粒从气流中除去,其结构简单,设备费和运行费均较低,但除尘效率不高;电除尘器利用静电力实现粉尘颗粒与气流分离,基本上有板式电除尘与管式电除尘两种,电除尘的气流阻力小,除尘效率可达99%以上,电除尘的初投资比较高,占地面积也较大。过滤袋式除尘器使含尘气流通过袋式滤料将尘粒颗粒分离捕集,除尘效率较高一般为90%~99%,但是受袋式滤材的耐温影响,有时不适用于温度高的含尘工业废气;洗涤除尘器用液体(通常是水和有机溶剂)洗涤含尘工业气体,使尘粒与液滴或液膜碰撞而被俘获,并与气流分离,除尘效率为80%~95%,运转费用较高,吸收下来的废液需要考虑回收或者进行二次处理。
总之,工业粉尘治理的原理一方面是改进工艺,减少工业粉尘产生量,另一方面就是增加粉尘收集效率。
4.1、旋风除尘
旋风除尘从气体中分离出来灰尘的过程,主要利用旋转的含尘气流所产生的离心力,将颗粒污染物从气体中分离出来的过程。当含尘气流由进气管进旋风除尘器时,气流由直线运动变为圆周运动。旋转气流的绝大部分沿器壁和圆筒体成螺旋向下,朝锥体流动,通常称此为外旋流。含尘气体在旋转过程中产生离心力,将密度大于气体的颗粒甩向器壁,颗粒一旦与器壁接触,便失去惯性力而靠入口速度的动量和向下的重力沿壁而下落,进入排灰管。旋转下降的外旋气流在到达椎体时,因圆锥形的收缩而向除尘器中心靠拢,其切向速度不断提高。当气流到达椎体下端某一位置时,便以同样的旋转方向在旋风除尘器中由下回旋而上,继续做螺旋运动。最终,净化气体经排气管排除器外,通常称此为内旋流。一部分未被捕集的颗粒也随之排出。
旋风除尘器操作、维护简单,压力损失中的,动力消耗不大,运转、维护费用较低,对于大于10µm的粉尘有较高的分离效率。
4.2、脉冲布袋除尘
脉冲布袋除尘器是在布袋除尘器的基础上,改进的新型高效脉冲袋式除尘器。为了进一步完善脉冲袋式除尘器,改后的脉冲袋式除尘器保留了净化效率高、处理气体能力大、性能稳定、操作方便、滤袋寿命长、维修工作量小等优点。解决了露天安放和压缩空气源压力低的问题。
脉冲布袋除尘器由灰斗、上箱体、中箱体、下箱体等部分组成,上、中、下箱体为分室结构。工作时,含尘气体由进风道进入灰斗,粗尘粒直接落入灰斗底部,细尘粒随气流转折向上进入中、下箱体,粉尘积附在滤袋外表面,过滤后的气体进入上箱体至净气集合管-排风道,经排风机排至大气。清灰过程是先切断该室的净气出口风道,使该室的布袋处于无气流通过的状态(分室停风清灰)。然后开启脉冲阀用压缩空气进行脉冲喷吹清灰,切断阀关闭时间足以保证在喷吹后从滤袋上剥离的粉尘沉降至灰斗,避免了粉尘在脱离滤袋表面后又随气流附集到相邻滤袋表面的现象,使滤袋清灰彻底,并由可编程序控制仪对排气阀、脉冲阀及卸灰阀等进行全自动控制。
4.3、除尘滤芯
除尘滤芯,是一种能耐高温的空气净化器滤芯。除尘滤芯特点:耐高温,即≤400℃;耐高压,滤芯能承受2MPa的压差;耐腐;体积小易装卸它处理气量大,反吹清洗时用气量小,速度快,耗能小;清灰效果好等特点。
除尘滤芯工作原理:含尘气体由灰斗(或下部宽敞开式法兰)进入除尘滤芯室,较粗颗粒直接落入灰斗或灰仓,灰尘气体经滤芯过滤,粉尘阻留于表面,净气经除尘滤芯内部到净气室、由风机排入大气,当除尘滤芯表面的粉尘不断增加,导致设备阻力上升至设定值时,时间继电器(或微差压控制器)输出信号,程控仪开始工作,逐个开启脉冲阀,使压缩空气通过喷口对滤芯进行喷吹清灰,使滤芯在反向气流的作用下,附于除尘滤芯表面的粉尘迅速脱离落入灰斗(或灰仓)内,粉尘由卸灰阀排出,全部除尘滤芯喷吹清灰结束后,设备恢复正常工作。
5、酸碱废气治理
酸碱废气主要来源于PCB、半导体、电子及光电、冶金厂、塑胶、酸洗电镀厂、化工、电解、蓄电池电镀、制药、除臭及其它水溶性空气污染物等生产加工环节产生废气的企业。企业在生产过程中会挥发产生一定量的酸碱废气,酸碱废气的主要污染成份为硝酸雾、氯化氢、硫酸雾、氰化物、铬酸雾、碱雾等。
根据废气成分(是否含有水分、固态物、油状物,及处理难易程度)、浓度(高、低)、排放形式(连续或间歇排放)选择处理方案。以下情况适合选择等高温离子焚烧处理方案:
① 有机物含量较高、成分复杂、易燃易爆(丁二烯等)、较难分解物质如二硫化碳,含有颗粒物、油状物、连续大剂量排放的工业废气。
② 如凹版印刷、胶板印刷、涂装、化学合成、石油化工、香精、香料等行业。
6、脱硫、脱硝
由复合催化氧化工艺及吸收液工艺组成,与传统的湿法脱硫+SCR/SNCR工艺相比实现了低投资高脱硫脱硝效率。锅炉烟气首先进入氧化塔,将NO氧化成溶解度高的NO2和N2O3,再进入吸收塔,利用吸收液作为吸收剂去除烟气中的氮氧化物NOx及二氧化硫SO2,和硫化氢吸收后浆液利用石灰作为还原剂将吸收液置换出来循环使用。