浅议异(臭)味气体的净化 当前位置:首页废气治理
 

工业生产过程中散发出的各种异(臭)味气体,会使人的感觉器官产生不快甚至厌恶感,有些异(臭)味气体对人体的危害也是非常严重的,轻者使人产生不适、头痛、恶心、呕吐等症状,并且随着恶臭气体浓度的增加,人的呼吸次数与呼吸深度都会有不同程度的降低,严重者甚至还会危及生命。

近年来,随着人们生活质量的不断提高,对环境质量的要求也越来越高,而现阶段我们对异(臭)味气体的性质了解的还很少,而且没有统一的规范和标准,目前国内外对异(臭)味气体的治理仍存在许多空白,这也给治理工作带来了困难。

1  常见异(臭)味物质种类和性质

异(臭)味物质大多数为高分子有机化合物,如醛类、酚类、醚类、醇类、酮类、烃类、粪便素、有机卤素衍生物、胺类、硫醚类、硫醇类等。但也有少数无机物,如硫化氢、氨等。而人对异(臭)味的感官嗅觉与异(臭)味的浓度并非线性关系,在多数情况下符合下式:

Q=KCn

式中:Q—人对异(臭)味的感官强度;

      C—异(臭)味物质浓度;

      K、n—与异(臭)物质有关的常数。

多数异(臭)味物质具有下列特性:

(1)易挥发且蒸气压越大的异(臭)味物质,其异(臭)味就越强;

(2)多数异(臭)味物质能溶入水或脂肪;

(3)多数异(臭)味物质具有强烈的吸收红外线的特性;

(4)具有丁铎尔效应(Tyndall)即当异(臭)物质溶于水或其它溶剂时,在紫外线的照射下其溶液呈乳白色;

(5)多数异(臭)物质具有喇曼效应(Raman)即当单一色光波被异(臭)味物质散射时,其散射光总是与原来的单色光不同,其波长总是大于或小于原来的单色光的波长;

(6)多数异(臭)物质都能被活性炭、铝胶、硅胶、分子筛等表面活性物质吸收;

(7)异(臭)味物质为多种成分时,其异(臭)味感官强度多数具有迭加作用,但也有少数为相互抵消作用;

(8)异(臭)物质在多数情况下为还原态,因此可以被氧化剂氧化去除;

(9)异(臭)物质除与物质结构有关外,还与分子量有关。一般在同族中,分子量越大,异(臭)味就越强,但达到某一分子量后,随着分子量的增加,异(臭)味又开始减弱,如在高分子有机物中,当碳原子超过18时,其化合物多数无异(臭)味;

(10)对于异(臭)味的治理方法主要有:吸附、吸收、化学氧化、燃烧、生物、掩蔽、稀释法等。

产生异(臭)物质的企业很多,主要有化工、冶金、建材、食品、公共卫生、烟草、酿造、制药、焦化、石油产品加工等企业和部门。

表1为几种常见处理方法的技术性能比较。

 

2  实验室实验

低温等离子体技术是近年来涌现出来的先进的 净化技术,它具有反应快、净化彻底,几乎对所有的有机污染物都具有净化效果的特点。研究表明,在实验室条件下采用该技术可有效去除常见的异(臭)味污染物。

2.1  实验装置

实验装置主要由1块约3m2 的钢板、激发器、催化装置、吸收罩、采样孔等组成,如图1所示。

 

 

2.2  实验原理

在一块约3m2 的钢板上用手工涂上普通油漆,通过吸收罩将逸散的苯类有机气体吸入除味器内,在除味器内苯类有机物分子被激发电离成H+ 、C+ ,并在除味器后部被催化氧化成H2O、CO2气体从而达到除味的目的。

2.3  实验结果

在装置正常运行约20分钟后,在进出口同时采样,采样位置为图1中A、B处,每次采样时间为15分钟,共3次。苯及苯化物的测量采用气相色谱仪,检测结果见表2。

 

 

实验结果表明,激发器及催化剂对苯及苯系化合物等有机化合物具有很好的分解作用。

3  工业应用

3.1  主要除味设备

某烟厂白肋烟生产线在生产过程中产生大量异(臭)味气体,对周围环境污染十分严重,采用吸附-激发法对该部分尾气进行净化处理,该工艺主要由洗涤塔、吸收塔、激发器、加热器、风机、水泵等组成。工艺流程如图2所示。

 

 

尾气为白肋烟烘干、冷却、回潮三个工段的混合尾气,尾气的主要成分为空气、水蒸汽、碳氢化合物(苯酚、糖醛、甲苯、二甲苯、丙酮、丁烷酸)、氨气(<40mg/m3 )及粉尘(<100mg/m3 )组成。尾气混合后温度为70℃~80℃(其中烘干段温度最高约 150℃)。

3.2  除味过程

白肋烟尾气首先进入喷淋塔,去除尾气中的粉尘;将尾气温度由70℃~80℃降到20℃~30℃;吸收尾气中氨气。从喷淋塔经粗净化的尾气进入吸收塔内,在吸收塔内碳氢化合物被吸收剂吸收,吸收后的尾气经风机排空。当吸收剂吸收饱和后,通过加热解吸再生,再生周期为20小时,再生温度为110℃~130℃,每次3小时左右。解吸出来的高浓度碳氢化合物进入激发器内,在高频、高压电场作用下,碳氢化合物被电离成C+ 、H+ 离子,并在后部催化剂作用下氧化成CO2、H2O后排空。

尾气经吸附后其出口浓度见表3。

 

 

4  讨论

(1)异(臭)味物质主要是通过人的嗅觉影响人的心理,而嗅觉却因人而异,人的民族、习惯、性别、年龄等不同,对异(臭)味的感觉程度的差别往往很大。

(2)人的嗅觉还会出现疲劳现象,一种不熟悉的异(臭)味能引起人的强烈感觉,但时间一久,人就习惯了,就感觉不到了,只有当强度发生变化时,才能重新感觉到。

(3)由于人对异(臭)味的感官嗅觉与异(臭)味的浓度并非线性关系,因此即使将异(臭)物质去除 90%,而人仍会感觉只去除了一半,因此增加了治理工作的难度。

5  结语

(1)采用吸收-激发工艺处理碳氢化合物的去除率平均为85%,最高达95%;但该工艺不能连续工作,约 20小时就需要解吸再生一次,对需要连续工作的场合,应设置两个吸附塔;而且该工艺能耗较高,因此不适于含尘量高及温度波动较大的场合;此外,吸收剂存在老化问题,约3年就需要更换一次。

(2)在异(臭)味成分复杂、浓度较高且脱除率要求较高时,选择生物法较好。

(3)在异(臭)味成分单一,且浓度、温度、含尘量及处理量均较低时,选择高频等离子法较好。(4)在异(臭)味浓度较高,且水溶性较好时,应选择化学法。

湿式吸收氧化法具有处理量大,处理浓度高,操作稳定,效率高和占地面积小等优点,它将成为处理异(臭)味气体的主流和首选技术。在占地面积不受局限的情况下,针对中、低浓度的恶臭气体,生物过滤法同样是一个很好的选择。

(5)国内目前对异(臭)味物质的治理才刚刚起步,在设计、制造、运行等方面尚有许多问题值得探讨。