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| 關于重污染行業有機廢氣來源分析及凈化技術探討 |
| （時間:2020-2-20 10:54:04） |
摘要：進入二十一世紀以來，人類為謀求自身經濟發展，向大自然排放大量的有機廢氣，近些年來，這些有害物質對人類的危害日益明顯，因此，如何處理這些有機廢氣成為當今各國發展道路上的重要課題。本文將簡要闡述有機廢氣來源及其凈化技術，希望對我國的發展及污染治理提供一定的幫助。人類發展過程中不可避免地向自然排放了過多有害氣體，如汽車尾氣，工廠廢氣等，這些有害氣體導致全球變暖，海平面上升，危及沿海國家，自然災害頻發等。因此，正確處理這些廢氣刻不容緩。
一、重污染行業有機廢氣來源及其危害
有機廢氣主要成分有脂肪烴、芳香烴、鹵代烴、醇、醛、羧酸等，它們主要來源于使用大量有機溶劑的行業的生產過程排放。其中，石油化工類行業排放的有機廢氣占絕大部分，同時，在人類的日常生活中，作為代步工具的汽車等交通工具也會排放大量廢氣。居于第三位的是發電過程中產生的廢氣，這些廢氣以人類目前的技術手段難以全面控制，再加上這些廢氣揮發性強，擴散速度快，且有些廢氣易燃易爆，還帶有一定的毒性，因此治理難度相對較大。有機廢氣可以通過人體皮膚和呼吸道進入人體后，對人的呼吸系統及肝脹等器官造成損害及發生其它不良反應。在大自然中，這些有機廢氣是直接導致酸雨形成的罪魁禍首，從而腐蝕建筑物和損害人體健康，加劇土地荒漠化等，對生態環境造成巨大的危害。
二、重污染行業有機廢氣處理措施
面對這些廢氣，目前較為妥當的處理措施大致分為兩種：一是通過物理方法分離回收，一般稱之為回收法；二是通過化學及生物反應降低廢氣的毒性，這種方法我們稱為消除法。這兩種方法各有各的優點，所以針對不同的情況，應該根據實際情況采取相應措施。其中回收法又可以細分為吸附法等四種方法，消除法可以分為燃燒法等七種方法。下文將具體講解這些有機廢氣的處理方法。
（一）回收法
根據不同的處理技術，可以將回收法分為吸附法、吸收法、冷凝法以及膜分離法。
1、吸附法
顧名思義，吸附法指的是使用某種具有孔狀結構的吸附劑將有機廢氣中的某些成分吸入到某種介質之中，將其中的污染氣體分離開來，以實現有機廢氣的凈化。常用的吸附劑中，活性炭以其選擇性好、結構發達、相容性和穩定性強等特點脫穎而出，是目前最實用，最廣泛使用的吸附劑。使用過程中，活性炭的性能、形狀都會對它吸附效果產生一定的影響。雖然活性炭能耗低，操作簡單而且效率較高，但是它成本高，重復使用后效率低，吸附后的活性炭處理較為麻煩。
2、吸收法
它是指通過較為穩定的液體對有害物質進行吸收處理。吸收法按照吸收原理又可以分為物理吸收和化學吸收。物理吸收指的是通過物理方法即吸收劑對有害氣體進行吸收，而化學吸收指的是通過特定的化學物質與有害氣體進行反應，從而達到凈化目的。通過肖瀟等人的實驗表明，二乙基氫氨對于甲苯的吸收最為有效，聚乙二醇和硅油吸收效果較差。環糊精水溶液對有害氣體的吸收也取得了良好效果。雖然吸收法操作可行性高，成本低，但后期處理麻煩，處理不當極易再次對自然環境產生危害，。
3、冷凝法
冷凝法指的是通過使有機廢氣冷凝來進行凈化，它的操作方法主要有兩種，一是加壓，一是降溫，但是由于加壓設施成本高，所以不常用，常用的是物理降溫來凈化。物理降溫也具有操作簡易，成本低等優點，但是它凈化后依然存在大量的殘留廢氣，效率較低，所以它常常與吸附法等方法聯合使用，效果更佳。
4、膜分離法
它是利用廢氣有機分子和空氣在高分子膜中擴散速度不同來進行分離。它操作簡單，能耗低，不會產生二次污染，雖然它對脂肪烴、芳香烴等化合物吸收效果良好，但是它單次操作凈化量小，且成本較高。
（二）消除法
消除法根據消除原理不同可以分為燃燒法、脈沖電暈法、低溫等離子技術、光催化氧化法、臭氧催化法、微博催化氧法發和生物處理法。
1、燃燒法
它是通過燃燒有機廢氣使某些有機物轉化成水和二氧化碳。它還可以分為直接燃燒法、熱力燃燒法和催化燃燒法。
直接燃燒法是用高溫將污染氣體直接進行燃燒，由于它成本低，操作簡單，所以使用范圍廣泛，而且凈化效果良好，唯一缺點就是可能會對環境造成次生污染。
熱力燃燒法，它也是利用高溫使污染氣體進行燃燒，但是它對溫度要求略低，處理效果也略差于直接燃燒法，因此它相對于直接燃燒法，能量消耗也就略低。
催化燃燒法指利用特定的催化劑在較低溫度下使污染氣體氧化分解。它較為安全，效率高，但是它產生的氣體對人體有害，所以操作要求較高，而且成本也略高。
2、脈沖電暈法
它是利用高壓脈沖電暈放電產生的活性粒子及臭氧與污染氣體發生反應，破壞掉其有機物分子里的C - C，C- O等化學鍵后分解成為水及二氧化碳等無害物質。通過丁德玲等人的實驗表明該方法對濃度低，大流量的二甲苯氣體去除率高達84.7％。但是它在實際操作中由于技術繁雜，能耗大，成本高等原因而未能得到廣泛推行。
3、低溫等離子技術
它原理與脈沖電暈法相似，也是通過活性粒子來破壞掉有機物部分化學鍵從而實現降解。它不適宜單一使用，因為單一使用會產生大量副產物，但是當加入一定催化劑或吸附劑時，不僅副產物量減小了，降解效率也有提高。它雖然見效速度快，操作簡單，對于惡臭氣體效果尤為明顯，但是運行成本高，無法大量推廣。
4、光催化氧化法
它是通過WO3等催化材料的特性在一定的光照下產生自由基活性物質來對有害氣體進行氧化。它對于有機廢氣處理效果良好，耗能低且安全。
5、臭氧催化氧化法
它是通過特定金屬及其化合物催化臭氧產生強氧化性物質來凈化廢氣。它不僅能降低反應活化能還能降低反應時產生的溫度，但是它把握不當容易產生副產物，催化劑活性降低等，而且它一般是用于對水中污染物的凈化。
6、微波催化氧化技術
它也是通過催化劑對廢氣進行氧化分解，不過它采用的是微波將污染物分離出來。這一點是根據傳統的凈化方法填料吸附-解吸技術演變而來。微波解吸相對于傳統解吸進步了可謂是一大截，不僅縮短了時間，而且循環使用效果依然十分良好。在進過微波催化氧化后，氯代有機物會產生HCL，由于 它對于環境有一定的損害，不能直接排放，還需要用帶堿性的吸附劑進行吸附分離。而非氯代有機物氧化后只會產生水和二氧化碳等無害物質，可以直接排放入自然環境中。這種處理措施效率高，時間短，要求低，但是使用時仍要注意的是，根據實際情況選擇合適的吸附劑，還要注重其它因素的影響作用。
（三）組合處理技術
在現實社會中，以上處理技術的使用往往不是單一使用，通常是結合其中兩種及其以上的方法措施進行凈化，因為現實環境不像理論中那么理想，所以往往這些措施的使用效果也會出現參差不齊的情況。韓姚其等人研究低溫等離子體結合光氧化催化技術后，通過實驗表明，在光催化劑影響下，等離子體對于二甲苯去除效果顯著提升，它們兩種方法結合起來，對于有害物質的分解能夠起到更有效的作用。
三、結束語
對于有機廢氣的治理我們應當加大研究深度，大力發展新技術，并加強推廣新技術實際應用。對于實際環境的不同，要根據實際情況選擇合理的凈化方法，可以采取多重方法同時使用，以達到更加良好的凈化效果。只有這樣才能有效處理有機廢氣，更好的保護環境，實現人與自然的和諧共處，實現可持續發展目標。
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