在石油化工、印刷、人造革及電子元器件、烤漆和醫(yī)藥等化工領(lǐng)域,揮發(fā)性的有機(jī)化合物,簡稱為VOC(Volatile Organic Compounds)),通常作為溶劑來使用。這些有機(jī)溶劑如果揮發(fā)到大氣環(huán)境中,不僅會對大氣環(huán)境造成嚴(yán)重污染,而且人體呼入被污染的氣體后,對人體健康產(chǎn)生危害。
比如,苯作為溶劑揮發(fā)到大氣環(huán)境中,不僅可以被人體的皮膚所吸收,而且還可通過呼吸系統(tǒng)進(jìn)入人體內(nèi)部,造成慢性或急性中毒。 苯類化合物不僅會對人體的中樞神經(jīng)造成一定的損害,而且還可能造成神經(jīng)系統(tǒng)的障礙,進(jìn)入人體后還會危害血液和造血器官,甚至?xí)谐鲅Y狀或患上敗血癥。氧化作用下,苯在生物體內(nèi)可氧化成苯酚,從而造成肝功能異常,對骨骼的生長發(fā)育十分不利,誘發(fā)再生障礙性貧血。因此,ACGIH把苯列為潛在致癌物質(zhì)。鹵代烴類化合物會引發(fā)神經(jīng)癥候群和血小板的減少、肝脾腫大等不良狀況,而且很有可能致癌。
所以,必須控制VOC的排放,這不僅是對環(huán)境負(fù)責(zé),也是對我們的生命健康負(fù)責(zé)。
VOC廢氣處理工藝
當(dāng)前,VOC廢氣處理技術(shù)主要包括熱破壞法、變壓吸附分離與凈化技術(shù)、吸附法和氧化處理方法等。
熱破壞法
熱破壞法是指直接和輔助燃燒VOC氣體,或利用合適的催化劑加快VOC的化學(xué)反應(yīng),最終達(dá)到降低有機(jī)物濃度,使其不再具有危害性的一種處理方法。熱破壞法對于濃度較低的有機(jī)廢氣處理效果比較好,因此,在處理低濃度廢氣中得到了廣泛應(yīng)用。
這種方法主要分為兩種,即直接火焰燃燒和催化燃燒。直接火焰燃燒對有機(jī)廢氣的熱處理效率相對較高,一般情況下可達(dá)到 99%。而催化燃燒指的是在催化床層的作用下,加快有機(jī)廢氣的化學(xué)反應(yīng)速度。這種方法比直接燃燒用時更少,是高濃度、小流量有機(jī)廢氣凈化的首選技術(shù)。
活性炭吸附法
利用吸附劑(粒狀活性炭和活性炭纖維)的多孔結(jié)構(gòu),將廢氣中的VOC捕獲。將含VOC的有機(jī)廢氣通過活性炭床,其中的VOC被吸附劑吸附,廢氣得到凈化,而排入大氣。
炭吸附法主要用于脂肪和芳香族碳?xì)浠衔?、大部分含氯溶劑、常用醇類、部分酮類和酯類等的回收?/p>
當(dāng)炭吸附達(dá)到飽和后,對飽和的炭床進(jìn)行脫附再生;通入水蒸汽加熱炭層,VOC被吹脫放出,并與水蒸汽形成蒸汽混合物,一起離開炭吸附床,用冷凝器冷卻蒸汽混合物,使蒸汽冷凝為液體。
對于水溶性VOC氣體,用精餾將液體混合物提純;水不溶性VOC氣體,用沉析器直接回收VOC。比如,涂料中所用的“三苯”與水互不相溶,故可以直接回收。
炭吸附技術(shù)主要用于廢氣中組分比較簡單、有機(jī)物回收利用價值較高的情況,適于噴漆、印刷和粘合劑等溫度不高,濕度不大,排氣量較大的場合,尤其對含鹵化物的凈化回收更為有效。
冷凝法
廢氣中分離出來,直接回收。但這種情況下,離開冷凝器的排放氣中仍含有相當(dāng)高濃度的VOC,不能滿足環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)。要獲得高的回收率,系統(tǒng)需要很高的壓力和很低的溫度,設(shè)備費(fèi)用顯著地增加。
這種處理方法主要適用于濃度高且溫度比較低的有機(jī)廢氣處理。
通常適用于VOC含量高(百分之幾),氣體量較小的有機(jī)廢氣的回收處理,由于大部分VOC是易燃易爆氣體,受到爆炸極限的限制,氣體中的VOC含量不會太高,所以要達(dá)到較高的回收率,需采用很低溫度的冷凝介質(zhì)或高壓措施,這勢必會增加設(shè)備投資和處理成本,因此,該技術(shù)一般是作為一級處理技術(shù)并與其它技術(shù)結(jié)合使用。
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