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针对有机废气进行膜分离处理的方法探究

北极星VOCs在线  来源:科技创新与应用  作者:李彦春  2017/3/17 13:08:22  我要投稿  
所属频道: VOCs检测  关键词:有机废气 废气处理 膜分离处理

北极星VOCs在线讯:摘要:当前,全世界的环境都处在不断持续恶化的过程中,有机废气的排放是造成大气污染的主要来源,对环境和人体健康有严重危害。针对有机废气的排放,有多种治理技术,目前使用较为广泛的一种技术就是膜分离处理技术,这种技术可以有效处理有机废气。文章将简要分析有机废气的主要治理技术及膜分离处理方法的具体应用。

有机废气是当前环境污染中最主要的一种污染物质,存在于各个行业之中,如化工行业、机械制造行业、印染行业等。有机废气内部存在一种有毒的物质,被称作VOCs,这种有毒物质不仅会污染环境,还会对人体健康造成很大威胁,严重时会诱发癌变。因此,对有机废气进行处理成为经济发展和环境保护工作中的重要方面,膜分离处理方法可以很好地解决这一问题。

1有机废气的主要治理方法

一般来说,目前对于有机废气的处理,主要使用两种技术方法,即消除技术与回收技术。消除技术主要指的是针对有机废气内部所含的有机物质,利用一定手段让其产生化学反应,有机物质在反应的过程中就会成为二氧化碳气体,从而被合理消除。回收技术的应用与消除技术不同,主要采用的是物理手段,对有机废气内部的有机物质进行一定程度的吸附,通过回收使其最终分解。在回收技术当中,最常见的就是冷却凝固技术。这种技术主要应用的设备就是冷凝器,通过相应的导气装置将有机废气导入冷凝器内部,冷凝器就会对有机废气进行相应的冷却。有机废气被冷却以后,温度就会随之降低,在受冷情况下会凝结成相应的液滴,操作人员将液滴进行回收,就可以完成对有机废气的合理回收。回收技术中还有一种主要的操作方法,就是吸附法。吸附法在应用过程中最常使用的就是活性炭,活性炭一般自身呈不规则的颗粒状或为粉末状,活性炭在具体的分离技术中不能直接发挥功效,通常需要操作人员对其进行一定程度的操作才可进行。活性炭自身结构中具有很多肉眼看不到的微小气孔,这些气孔彼此之间具有一定的分子扩张力,这种扩张力在彼此作用的过程中会产生很强的吸力,可以有效吸附有机废气中存在的有害物质,达到预想的处理目标。活性炭吸附技术在目前的有机废气处理中应用较为广泛,但是在具体使用中暴露出一定的缺陷。活性炭在高温或者较为潮湿的环境下无法起到很好的吸附作用,并且有时会发生易燃现象,在使用时要格外注意。在处理有机废气的过程中,如果有机废气的总量很大,并且浓度不高的时候,可以采用燃烧法进行处理。采用燃烧法处理有机废气,要将有机废气导入到一个超低温环境,之后加入一定剂量的催化剂,有机废气在催化剂的外力作用下会被逐步分解,并不断散发热量。燃烧法的好处就在于,在整个燃烧的过程中,温度要比一般的气体焚烧至少低350℃,而且在燃烧过程中不会产生新的污染性气体,不会产生二次污染。

除了上面提到的几种技术方法,对有机废气进行处理,还可以采用分解法、催化法、氧化法等,这些技术都具有各自的应用特点,对于有机废气处理有一定的积极作用,但也具备一定的局限性。在具体的使用中,要考虑到各种技术的优缺点,进行合理选择,必要时可以将几种主要的技术方法进行结合使用。这样,不仅会发挥主要技术的实际功效,还可以让有机废气的分解工作更高效、更科学。

2膜分离技术处理有机废气的主要工艺与相关设计

2.1膜分离处理方法概述

膜分离处理技术最早出现在上个世纪60年代,此后迅速发展壮大,成为了使用率较高的一门新兴技术。膜分离技术自身具有很强的分离功能,同时还兼具提纯、浓缩等主要功能,在应用的过程中可以保护环境,降低资源消耗,因此得到了广泛的认可。膜分离处理技术除了可以用来分解有机废气,还在很多领域中充分发挥了自身的功效。目前来看,制药、生物科学技术、化学化工、矿产冶金、水污染处理、电子科技等多个主要领域都在应用膜分离处理技术,并且取得了一定的实绩,带动了行业自身的发展及相关技术的创新。与上文提到几种有机废气处理方法相比,膜分离处理方法相对较为新颖,目前应用也比较广泛。膜分离处理方法与传统的技术方法相比,处理效果更加明显、效率较高、使用起来简便易掌握、在应用过程中可以保护环境,并且可以节约能源,这些优点也成为了膜分离处理方法被广泛使用的主要原因。膜分离处理技术在具体应用中主要选用的是复合性质较强的薄膜,这种膜可以使有机废气进行更好的渗透,当有机废气接触到这种薄膜的表层时,可以利用薄膜内在强大的渗透力进行有机分离。操作者为了加强处理过程的高效性与分离效率,还会借助相应的工具,如压力泵和空气压缩机。使用这两种工具的主要目的就在于增强薄膜的附近的压力,与有机废气本身形成一定的压力差,这样可以使薄膜在使用过程中具备强大的推进力,增强有机废气的通过速率。

2.2膜分离处理方法的相关设计与主要工艺

2.2.1膜分离处理方法的系统构成

膜分离处理技术主要应用两种操作系统,分别为单一系统与集成化系统。单一系统主要是通过薄膜对有机废气进行直接过滤压缩,在有机废气被逐步压缩的过程中来对其内在有机物质进行合理分解。单一系统虽然操作起来较为简单,容易掌握,但是在具体的操作过程中对于有机废气的分离效果并不好,具体的分离程度达不到相关要求。集成化系统除了在具体操作中应用了膜分离处理方法,还在此基础上将冷却凝固技术融合进来,形成一个高效的处理系统。集成化膜处理系统在具体操作中会加大压力,将有机废气吸入冷凝器,有机废气在冷凝器内部的低温环境下被冷却和凝固,一部分有机物质就会进入到储存容器中。还有一部分有机废气在冷凝器没有得到分解,从冷凝器中泄漏出去,此时就要利用薄膜进行有机分解。冷凝器外泄的有机废气内部仍然含有一定数量比的有机物质,在与薄膜的表层进行接触的时候,就会被薄膜分解成蒸汽,之后系统会将蒸汽吸入到压缩机中。压缩机会将吸入的蒸汽再次进行有机分解,使最终排出的气体不含有有毒物质,达到废气排放规定。

2.2.2膜分离处理方法的主要工艺

膜分离处理方法当中最重要的一环就是薄膜,在具体的处理方法中,按照外部形态可以分为纤维膜、平板膜及卷曲膜。如果按照分离对象来区分,则可以分为液体膜和气体膜。在膜处理方法中,相关的工艺流程及环节也是重要的组成部分。以下是几种主要的工艺方法:第一,气体分离方法。气体分离方法在应用过程中的一个基本操作原理就是,将有机废气的内在组成部分进行分类甄别,之后施加一定程度的压力。由于有机废气内部的组成部分具有不尽相同的密度,因此在通过薄膜的时候,速度会不一样,薄膜通过这种内在物质的先后顺序就可以达到逐层分离的最终目的。目前很多行业在分离有机废气的时候,如果气体内部含有高浓度的氮元素,就可以利用气体分离方法,将有机废气进行合理分解。此外,目前很多工程公司与加油站等,都在实际应用中采用气体分离法,对于有机废气的分解比例最高可以达到99%,收到了很好的实际效果。

第二,蒸汽分离方法。蒸汽分离方法在膜分离处理中是较为传统的工艺环节,早在上世纪80年代就已出现,从某一层面上说,蒸汽分离方法也是一种气相分离。蒸汽分离方法在具体的应用中主要利用了一定的渗透原理,依靠薄膜进行分解,但是与渗透分离法相比,蒸汽分离方法的效率更高,也更加节约资源。蒸汽分离方法在具体应用中没有应用高温系统,因此不会发生相变,所分解及回收的有机废气还可以进行二次利用。

第三,吸收分离方法。在利用膜处理方法分离有机废气的时候,不可避免地会出现气体与液体接触或两种不同液体接触的情况,这种情况的发生,通常会伴随乳化现象,严重时会发生相应的泄漏现象。吸收分离方法主要指的就是,利用薄膜对即将要接触的两种物质进行有效分离,使其在薄膜的周围进行运动,这样就可以有效避免发生乳化等不良现象。吸收分离方法在膜处理方法的基础之上,还要选用合适的吸收剂来加强吸收效果,这种方法在压力选择方面只需要低压进行操作,相对来说具有很强的稳定性,还能有效降低能源消耗。

3膜分离技术处理有机废气的具体应用

由于膜分离技术处理有机废气与传统的处理技术相比具有一定的特点及主要优势。因此,随着相关技术的不断完善,膜分离处理技术在有机废气的分解工作中有了广阔的发展前景,具体应用变得越来越广泛。

3.1石油领域

石油领域在全球范围内都是促进经济发展的重要领域,对于经济发展有很大的影响作用。在石油化工的具体生产中,会排放出大量的有机废气,这些废气自身的有机物质含量大概在10%左右,利用膜分离处理技术,可以很好地分解这种高浓度的有机废气。某市的石油化工行业,过去没有应用膜分离处理技术,所排出的废气直接排放到了大气环境中,不仅污染了环境,危害当地人民的身体健康,还消耗了大量的资源。后来,该市相关部门引用了膜分离处理技术,在石油行业内部进行大范围的推广和普及,成功在石油生产过程中分离和处理了有机废气。与此同时,膜分离处理技术在对石油生产排出的有机废气进行分解的时候,还将分解之后的无毒气体进行合理回收和再利用。这样,不仅保护了当地的自然环境,也保证了当地人民的生活环境和身体健康,有效降低了生产过程中的能源消耗,保证了最终的经济效益。

3.2环境保护领域

膜分离处理技术对于有机废气的分解,最主要的功效就体现在环境保护工作当中。某市是一座以工业生产作为经济支柱的重工业城市,在长期的工业发展中,当地的环境污染情况得不到有效改善,给人们的生活带来了严重影响。该市的环保部门在对大气环境进行检测的过程中,发现了VCM物质,这种物质具有很强的毒性,是一种很强的致癌物,而且在大气环境中十分容易挥发。该市有关部门立即采用膜分离处理方法对环境进行合理改善,膜处理分离技术在对当地大气中的有机废气进行合理分解之后,有效改善了空气环境,在具体分解过程中也没有产生相应的二次污染。该市在应用膜分离处理技术之后,有效提高了当地环保工作的实效性,合理改善了大气环境,保证了人民的日常生活和工业生产的经济效益。

3.3提取有机溶剂

应用膜分离处理技术,可以将有机废气内部的易挥发物质进行再次分解,提取出相应的有机溶剂,用作工业领域之中。这个提取过程不仅不会产生有毒物质,还能很好地降低能源消耗,实现能源循环再生的过程。利用膜分离处理技术提取有机溶剂,主要是将冷却凝固技术与膜分离技术进行一个有机结合,利用这两种技术各自的优势和特点来完成提取。在具体的提取过程中,膜分离处理技术可以将有机废气内部的渗透物质进行分解,达到一定标准后排放到环境中,这种渗透物质在这个过程中会转化为蒸汽。蒸汽在排出了内部的VOCs之后,就可以被作为无毒的有机溶剂进行提取和相关使用。在应用膜处理技术分解的过程中,主要应当注意的就是对膜的合理选择,在选择之前,要将薄膜自身的选择性质纳入考量。薄膜的选择性主要指的就是自身的移动性和凝结性,一般来说,目前应用膜分离处理技术主要选择的就是橡胶材质的聚合薄膜。这种薄膜在使用过程中,自身的尺寸大小会随着渗透物的内在大小而发生相应变化。只有选择恰当的薄膜,才能真正发挥膜分离处理技术的实际功效,加强技术的实践性和现实意义。

4结束语

有机废气的产生与排放会对环境和人类造成严重危害,在具体的生产工作中一定要应用多种有效技术对有机废气进行合理处理。膜分离技术采用的技术较为先进,在处理有机废气方面具有一定的优势和特点,相关行业及部门一定要科学合理地应用膜分离技术,让其应用范围变得更加广泛。只有应用好膜分离技术,才能真正做好有机废气的处理工作。

延伸阅读:

轮胎生产过程中有机废气处理方法

原标题:针对有机废气进行膜分离处理的方法探究

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