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含有机溶剂的废气处理方法

日期:2018/2/7 | 阅读:458次

   由于溶剂的挥发性,这种物质不仅在生产中,而且在以后的使用中一直都会给周围环境的空气造成有害的影响。在测定废气时,必须要遵循法规制订者所规定的极限值。

  近年来对挥发性有机物质极限值的规定明显地严格了。这项法规将欧盟的1999/13/EG号关于溶剂的规定转变为德国的法律,其目的在于在整个欧洲的范围内将溶剂的排放量减少约20%。是否必须要采用这些浓度极限值,要视溶剂的年消耗量而定。值得注意,但是并不是真正令人吃惊的是这样一种事实,即在BimSchV法案中没有采用欧洲的1:1的数值,而是极限值更加严格了。
  此外,在2002年10月1日新的TA空气法案开始生效,这项法案普遍适用于需要审批的装置。在此法案中,不仅物质流量,而且浓度的极限值都降低了,一些物质,如二氯甲烷重新划分了等级。对于废气中的有机物质的含量的普遍规定是:浓度不能超过50mg碳/m3,或者物质流量不能超过0.5kg碳/h。对于划分为I级或II级的物质,适用其他的大多是更加严格的数值。那些能够符合至今为止的要求,但不能符合新的要求的装置必须在2007年10月30日之前进行改造,执行这项法规的结果是,许多生产企业必须在环保方面进行新的投资。据估计,光是由于新的TA空气法规的实施,在今后10年内就要增加几十亿欧元的投资。并且环境保护仍然是一个动态的过 程。为了给废气净化树立一个标准,欧洲委员会目前正在制订叙述可以获得的减少排放的最好技术(BAT=Best Available Technology)。
  工艺方法选择
  对于溶剂的使用者和生产者来说,当然会提出寻找可以将废气净化到所要求的值的适合的工艺方法。首先必须决定是否需要回收溶剂。在这方面,经济性的考虑会作为 基础,要考虑溶剂的价值、溶剂的浓度、废气的体积流量、在一定情况下会出现的混合物的处理费用等等诸多因素。对于只使用甲苯,而且不仅废气中的浓度较高 (大于4g/m3),而且废气流量较大(大于10000m3/h)的企业来说,作出决定是很简单的事情。在这种情况下,回收装置的费用可以很快得到偿还。 尽管在原则上可以考虑其他适用的回收工艺方法,如冷凝、吸收或隔膜方法,但是活性炭吸附在近年来被认为是最经济且最安全的方法。
  如果回收是不经济的,可以用氧化方法消除有机物质。如果装置是自供热的,即不需要另外增加燃料,就特别适于使用燃烧方法。行之有效的热氧化方法的工作温度要 比催化氧化方法的工作温度高,而且对所谓的催化剂的毒性不敏感。最近一段时间,生物方法越来越重要。通过使用一些新研制的设备,如结合生物过滤器和生物洗 涤器优点的生物滴流过滤器,可以获得在低浓度的范围内(小于2g/m3)的经济的燃烧方案。
  吸附回收
  溶剂的吸附回收方法的一个重要的应用领域是化工、石油化工和制药工业。使用的溶剂,例如甲苯、苯、汽油、二氯甲烷和乙醇等一般来说都是有较大价值的,并且有 足够高的浓度,可以用相对较低的费用进行回收。含有溶剂的废气在生产装置中被抽出来,在废气过滤和冷却后,溶剂积聚在活性炭的孔隙中,就这样从废气流中分离出来。装置的设计可以达到纯净空气中的溶剂浓度只有几mg/m3。当吸附器充满溶剂后,就用蒸汽通进去,这样溶剂又从活性炭中被驱赶出来。蒸汽和溶剂的混合物被冷却、冷凝并送入一个收集容器。对于不溶于水的溶剂,收集容器的设计使得溶剂和水只是重力就可以分离。如果溶剂部分地溶解于水,如醋酸乙酯,则需要对混合物进行蒸馏加工。也还存在另一种可能性,即是将充满溶剂的活性炭不是用水蒸气,而是用加热的惰性气体(氮气)进行还原再生。
  光催化氧化
  光化学及光催化氧化法是目前研究较多的一项高级氧化技术。所谓光催化反应,就是在光的作用下进行的化学反应。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,然后会发生化学反应生成新的物质,或者变成引发热反应的中间化学产物。光化学反应的活化能来源于光子的能量,在太阳能的利用中光电转化 以及光化学转化一直是十分活跃的研究领域。
  光催化氧化技术利用光激发氧化将O2、H2O2等氧化剂与光辐射相结合。所用光主要为紫外光,包括uv-H2O2、uv-O2等工艺,可以用于处理污水中CHCl3、CCl4、多氯联苯等难降解物质。另外,在有紫外光的Fenton体系中,紫外光与铁离子之间存在着协同效应,使H2O2分解产生羟基自由基的速率大大加快,促进有机物的氧化去除。
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