廢氣處理主要是指針對(duì)工業(yè)場(chǎng)所產(chǎn)生的工業(yè)廢氣諸如粉塵顆粒物、煙氣煙塵、異味氣體、有毒有害氣體進(jìn)行治理的工作。常見(jiàn)的廢氣有工廠煙塵廢氣、車間粉塵廢氣化、有機(jī)廢氣、酸堿廢氣凈化和其它化工廢氣凈化等。

廢氣的處理一般從兩方面進(jìn)行：一是針對(duì)懸浮粒狀污染物的廢氣除塵；二是針對(duì)氣態(tài)污染物的廢氣凈化。本文概述的廢氣處理結(jié)構(gòu)圖如下所示：

治理技術(shù) 

煙（粉）塵凈化技術(shù)又稱除塵技術(shù)，它是將顆粒污染物從廢氣中分離出來(lái)并加以回收的操作過(guò)程。實(shí)現(xiàn)該過(guò)程的設(shè)備稱為除塵器，氣態(tài)污染物種類繁多，特點(diǎn)各異，因此采用的凈化方法也不同，煙（粉）塵的治理主要是通過(guò)改進(jìn)燃料技術(shù)和采用除塵技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

 （一）改進(jìn)燃燒技術(shù)   

      完全燃燒產(chǎn)生的煙塵和煤塵等顆粒物，要比不完全燃燒產(chǎn)生的少。因此，在燃燒過(guò)程中供給的空氣要適當(dāng)。使燃料完全燃燒。供給的空氣量要大于通過(guò)板化反應(yīng)式計(jì)算出的理論空氣。供給的空氣量少了則不能完全燃燒，多了則會(huì)降低燃燒室溫度，增加煙氣量。空氣和燃料充分混合是實(shí)現(xiàn)完全然燒的條件。

 （二）采用除塵技術(shù) 

這是治理煙（粉）塵的有效措施。除塵技術(shù)根據(jù)在除塵過(guò)程中有沒(méi)有液體參加，可分為干式除塵和濕式除塵。一般根據(jù)除塵過(guò)程中的粒子分離原理，除塵技術(shù)大體上可分為：吸力除塵、慣性力除塵、離心力除塵、洗滌除塵、過(guò)濾除塵、電除塵、聲波除塵。

（三）合理地選擇除塵器 

合理地選擇除塵器，既能保證達(dá)標(biāo)排放所需求的除塵效率，又能組成經(jīng)濟(jì)的除塵系統(tǒng)。近年來(lái)，除塵技術(shù)發(fā)展很快，除塵效率也有明顯提高，特別是靜電除塵和布袋除塵。因此，對(duì)一些以大氣污染為主，煙（粉）塵排放大的項(xiàng)目，如大型火電廠、大型水泥廠多采用靜電除塵器和布袋除塵器。袋式除塵器的除塵效率一般可達(dá)99%以上，而且由于它具有效率高、性能穩(wěn)定可靠、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)而被廣泛運(yùn)用。 除袋式除塵器外，電除塵器由于經(jīng)濟(jì)、便捷、除塵效率高等特點(diǎn)也得到廣泛地應(yīng)用。

凈化技術(shù)

 常見(jiàn)的氣體凈化方法有物理化學(xué)法和生物法。物理化學(xué)法包括有吸附法、吸收法、燃燒法、低溫等離子法、光催化氧化法等。物理化學(xué)法一般適用于濃度較高的廢氣。 生物法包括生物濾池法、生物滴濾池、生物洗滌池和膜生物反應(yīng)器等。

 2.1 物理化學(xué)法 

2.1.1 吸附法

  吸附法是利用某些具有吸附能力的物質(zhì)如活性炭、硅膠、沸石分子篩、活性氧化鋁等吸附有害成分而達(dá)到  處理有害污染的目的。主要適用于大風(fēng)量、低濃度廢氣的凈化。

 吸附法具有工藝簡(jiǎn)單、前期投資少、處理廢氣效率高、干凈清潔以及環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是設(shè)備龐大、后期成本大、吸附流程緩慢復(fù)雜、容易因?yàn)槲娇諝庵械乃魵舛?。在?dāng)前的工程應(yīng)用中，一般將吸附法與蒸汽脫附或催化燃燒工藝結(jié)合使用。

2.1.2 吸收法

  吸收法是按照其原理可以分為物理吸附和化學(xué)吸附。物理吸收是利用不同氣體在吸附劑的溶解度的不同，從而將有害氣體成分去除的方法，常用于VOCs的去除；化學(xué)吸吸收是利用溶液中吸附劑與有害氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而將有害氣體從氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌麪顟B(tài)而去除廢氣的方法，常用于無(wú)機(jī)廢氣的去除，例如硫化物，氮氧化物和氨氣的吸收等。

  1）VOCs的吸收

  揮發(fā)性有機(jī)物的吸收常為物理吸收，在吸收后能夠?qū)⒛撤N有機(jī)廢氣回收，該法是使用易揮發(fā)或不揮發(fā)的液體作為吸收劑，利用VOCs中不同氣體在吸收劑中的溶解度不同，使有害氣體被吸收，從而達(dá)到凈化廢氣的目的。吸收法對(duì)風(fēng)量大、濃度低的VOCs廢氣的處理比較有效,具有工藝成熟、操作難度低、應(yīng)用范圍廣、費(fèi)用低、回收等優(yōu)點(diǎn)。吸收法在工業(yè)上被廣泛應(yīng)用于VOCs的處理,近年來(lái)相關(guān)的研究也在逐浙增加。

 2）無(wú)機(jī)廢氣的吸收

  吸收法處理廢氣常用于廢氣脫硫脫氮以及碳氧化物的吸收，如NOx、SO2、H2S以及氨等。利用化學(xué)反應(yīng)吸收廢氣中的有害氣體的吸收法較多，也有部分物理法吸收無(wú)機(jī)氣體，

  在同時(shí)脫硫脫氮工藝中，國(guó)內(nèi)外廣泛使用的同時(shí)脫硫脫氮技術(shù)是Wet?FGD+SCR組合技術(shù)，就是濕式煙氣脫硫(Wet?FGD)和NH3選擇性催化還原(SCR)技術(shù)脫氮的組合。其工藝特點(diǎn)是脫硫效率高于90％，吸收劑利用率可超過(guò)90％。其缺點(diǎn)也是很明顯的：工程龐大，初投資和運(yùn)行費(fèi)用高，易形成二次污染。

2.1.3 燃燒法

 燃燒法是指具有可燃性廢氣和一定氧化劑（或一定的輔助燃燒劑）在一定溫度下發(fā)生燃燒反應(yīng)，生成對(duì)環(huán)境無(wú)害的物質(zhì)。一般常用于VOCs的處理而不適用于多數(shù)無(wú)機(jī)廢氣。常見(jiàn)的燃燒法分為直接燃燒法、催化燃燒法和熱力學(xué)燃燒法三大類。以下討論的均為有機(jī)物VOCs燃燒法。

  1）直接燃燒法

  當(dāng)廢氣中VOC濃度很高時(shí)，可把廢氣當(dāng)作燃料來(lái)燃燒，稱其為直接燃燒。直接燃燒法適用于揮發(fā)性可燃有機(jī)物濃度很高的廢氣，其濃度般高于爆炸濃度上 限，而且它具有相應(yīng)高的燃燒熱值，即不需添加輔助燃料也能維持燃燒所需的溫度。一般的燃燒產(chǎn)物為二氧化碳和水等無(wú)害物質(zhì)。

 直接燃燒法常用的設(shè)備有爐、窯以及像煉油和石化工業(yè)中常見(jiàn)的火炬。應(yīng)該指出，火炬燃燒只是生產(chǎn)工藝過(guò)程中的一種措施。火炬是敞開(kāi)式的燃燒器，燃燒是不完全的，它不僅造成燃料能源的損失!而且還會(huì)產(chǎn)生大量有害氣體和煙塵，以及熱輻射。

  2）催化燃燒法  

在有機(jī)揮發(fā)性氣體濃度不高時(shí)，借助催化劑來(lái)實(shí)現(xiàn)燃燒，使得產(chǎn)生無(wú)害物質(zhì)的方法稱為催化燃燒法。催化燃燒法采用催化劑可以降低有機(jī)物氧化所需的活化能，并提高反應(yīng)速率，從而可以在較低的溫度下進(jìn)行氧化燃燒。使有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)。在催化燃燒時(shí)，一般都采用固體催化劑，因此涉及的是非均相催化反應(yīng)。

 雖然催化燃燒與非催化熱力燃燒相比其氧化溫度明顯要低得多，使有害物質(zhì)的轉(zhuǎn)化操作更為經(jīng)濟(jì)。但其缺點(diǎn)是：對(duì)所處理的有機(jī)廢氣有一定要求，即不能含有使催化劑中毒、抑制反應(yīng)、堵塞或覆蓋催化劑活性中的物質(zhì)；此外，催化劑 的費(fèi)用和經(jīng)常需要更換也制約了其應(yīng)用。

3）熱力燃燒法

      當(dāng)有機(jī)廢氣的濃度較低，而且所含的可燃燒氣體濃度極低時(shí)，不能著火以及依靠自身來(lái)維持燃燒，因此 需要借助輔助燃料燃燒產(chǎn)生的熱量用來(lái)提高有機(jī)廢氣的溫度，使得廢氣發(fā)生氧化從而轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)害氣體，這種方法稱為熱力燃燒法。

  經(jīng)典的有機(jī)廢氣熱力燃燒設(shè)備主要由輔助燃燒器和燃燒室組成，這些設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資費(fèi)用少、操作方便。而且?guī)缀蹩梢蕴幚硪磺杏袡C(jī)廢氣和達(dá)到法規(guī)的排放要求。

  2.1.4 低溫等離子技術(shù) 

 等離子體被稱為除固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)外物質(zhì)的第四種形態(tài)，當(dāng)外加電壓達(dá)到氣體的著火電壓時(shí)，氣體被擊穿，產(chǎn)生包括電子、各種離子、原子和自由基在內(nèi)的混合體。放電過(guò)程中雖然電子溫度很高，但重粒子溫度很低，整個(gè)體系呈現(xiàn)低溫狀態(tài)，所以稱為低溫等離子體。

 當(dāng)廢氣的濃度很低時(shí)，常見(jiàn)的吸收、吸附以及燃燒法并不能有好的處理效果，此時(shí)，低溫等離子法就有較好的用武之地。

低溫等離子體降解污染物是利用這些高能電子、自由基等活性粒子和廢氣中的污染物作用，使污染物分子在極短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生分解，并發(fā)生后續(xù)的各種反應(yīng)以達(dá)到分解污染物的目的。

  低溫等離子凈化器能有效去除揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）、無(wú)機(jī)物、硫化氫、氨氣、硫醇類等主要污染物，以及各種惡臭味，對(duì)于長(zhǎng)期彌漫、積累的惡臭、異味，24小時(shí)內(nèi)即可祛除，并且具有強(qiáng)力殺滅空氣中細(xì)箘、病毒等各種微生物能力，而且具有明顯的防霉作用。

 低溫等離子技術(shù)具有自動(dòng)化程度高、工藝簡(jiǎn)便、操作方便、效率高、無(wú)二次污染、以及能夠處理大部分廢氣和除臭等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)其缺點(diǎn)也很明顯，易產(chǎn)生火花放電，在高峰值電壓下，反應(yīng)器易產(chǎn)生火花放電，火花放電不僅增大電能消耗，而且破壞放電的正常進(jìn)行，使得處理廢氣不完全，凈化效率低，還存在危險(xiǎn)性。目前國(guó)內(nèi)低溫等離子技術(shù)還處于摸索階段，還不成熟。      

低溫等離子體降解污染物是利用這些高能電子、自由基等活性粒子和廢氣中的污染物作用，使污染物分子在極短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生分解，并發(fā)生后續(xù)的各種反應(yīng)以達(dá)到分解污染物的目的。

  低溫等離子凈化器能有效去除揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）、無(wú)機(jī)物、硫化氫、氨氣、硫醇類等主要污染物，以及各種惡臭味，對(duì)于長(zhǎng)期彌漫、積累的惡臭、異味，24小時(shí)內(nèi)即可祛除，并且具有強(qiáng)力殺滅空氣中細(xì)箘、病毒等各種微生物能力，而且具有明顯的防霉作用。

 低溫等離子技術(shù)具有自動(dòng)化程度高、工藝簡(jiǎn)便、操作方便、效率高、無(wú)二次污染、以及能夠處理大部分廢氣和除臭等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)其缺點(diǎn)也很明顯，易產(chǎn)生火花放電，在高峰值電壓下，反應(yīng)器易產(chǎn)生火花放電，火花放電不僅增大電能消耗，而且破壞放電的正常進(jìn)行，使得處理廢氣不完全，凈化效率低，還存在危險(xiǎn)性。目前國(guó)內(nèi)低溫等離子技術(shù)還處于摸索階段，還不成熟。

  2.2 生物處理法   

         工業(yè)廢氣的生物處理法就是污染氣體通過(guò)多孔填料層，填料便面附著著一層生物膜，微生物在生物膜上代謝并消耗廢氣中的有害物質(zhì)并轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2、H2O等無(wú)害物質(zhì)的過(guò)程。

 生物法主要是針對(duì)工業(yè)廢氣濃度較低、無(wú)回收價(jià)值以及污染嚴(yán)重等的有機(jī)廢氣，有些有毒或臭味無(wú)機(jī)氣體也可以用生物法處理，如NH3、H2S等，也可用于各種工業(yè)污水處理廠、垃圾填埋場(chǎng)以及堆肥廠產(chǎn)生的臭氣。

 生物法同常規(guī)的廢氣處理方法相比具有效果好、設(shè)備簡(jiǎn)單、投資及運(yùn)行費(fèi)用 低、效果好、無(wú)二次污染、易于管理等優(yōu)點(diǎn)。 

 目前常用的生物法處理廢氣的工藝有生物濾池工藝、生物洗滌工藝和生物滴濾工藝以及膜生物反應(yīng)法等。

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