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(3)活性炭吸附集中再生技术
在诸如喷涂(如4S店喷涂)、印刷(包装印刷和书刊印刷)等行业,存在大量分散的小型企业,VOCs的排放量小、排放浓度低,但不能达到目前逐步趋严的排放标准要求,这些企业的治理是目前VOCs减排与控制工作中的一个难题。活性炭吸附技术是简单易行、低成本的治理技术,是这些企业首选的治理技术。但对单个企业进行治理,建立相应的活性炭再生系统费用高,小企业往往难以承担治理费用。因此目前大量的企业只是安装了活性炭吸附装置,而没有安装活性炭再生装置,需定期更换活性炭。由于更换活性炭的成本较高,更换下来的活性炭作为危废处理又增加了部分成本,因此在实际运行中缺乏监管的情况下吸附装置实际上成为摆设。各地环保管理部门已经逐步认识到了这个问题,为了减轻单个企业的治理费用,采用集中收集吸附后的活性炭,建立统一的活性炭异地再生装置,是目前最为可行且成本低的一种模式,目前在很多地区已经建立了统一的活性炭再生系统,取得了良好的效果。
2.2 蓄热式(催化)燃烧技术逐步替代传统的(催化)燃烧技术
催化燃烧技术和高温焚烧技术是最为普遍的燃烧VOCs治理技术,也是目前VOCs治理最为有效彻底的治理技术。针对不需要对废气中的有机物进行回收利用时,通常采用燃烧法进行治理。无论是热力焚烧法还是催化燃烧法都需要将废气加热到相应的燃烧温度。如果废气中有机物的浓度较高,废气燃烧后所产生的热量可以维持有机物分解所需要的反应温度,采用燃烧法是一种经济可行的方法。传统的催化燃烧技术和高温焚烧技术由于换热效率低,当废气中有机物浓度较低时,采用需要大量能耗,治理设备运行费用高。为了提高热利用效率,降低设备的运行费用,近年来发展了蓄热式热力焚烧技术(RTO)和蓄热式催化燃烧技术(RCO)。蓄热系统是使用具有高热容量的陶瓷蓄热体,采用直接换热的方法将燃烧尾气中的热量蓄积在蓄热体中,高温蓄热体直接加热待处理废气,换热效率可达到90%以上,而传统的间接换热器的换热效率一般在50-70%。蓄热式(催化)燃烧技术的发展大大拓宽了催化燃烧技术和高温焚烧技术的应用范围,可以在较低浓度下使用,近年来得到了广泛地应用,并逐步替代了传统的(催化)燃烧技术(特别是在低浓度范围的VOCs废气治理)。
2.3 低温等离子体技术异军突起、乱象纷呈
低温等离子体净化技术是近年来发展起来的废气治理新技术。等离子体被称为物质的第4种形态,由电子、离子、自由基和中性粒子组成。低温等离子体有机气体净化就是利用介质放电所产生的等离子体以极快的速度反复轰击废气中的气体分子,去激活、电离、裂解废气中的各种成份,通过氧化等一系列复杂的化学反应,打开污染物分子内部的化学键,使复杂大分子污染物转变为一些小分子的安全物质(如二氧化碳和水),或使有毒有害物质转变为无毒无害或低毒低害物质。
低温等离子体通常是通过前沿陡、脉宽窄(纳秒级)的高压脉冲放电在常温常压下获得,其中的高能电子、离子和自由基等活性粒子可与各种污染物如CO、HC、NOx、SOx、H2S、RSH等发生作用,转化为CO2、H2O、N2、S、SO2等无害或低害物质,从而使废气得到净化。它可促使一些在通常条件下不易进行的化学反应得以进行,甚至在极短时间内完成。
实际上,要将不同的化学键打开,需要的能量不同,如C-H、C-O、C-N、C-S、O-H、S-H等等。当功率较低,放电所产生的活性粒子能量不足时,一些大分子物质只是被击碎,形成一些小分子化合物,并没有被彻底氧化。特别是对于混合气体的净化,有些分子容易被破坏并被彻底氧化,而有些分子则不易被破坏或者只是降解而未被彻底氧化。因此低温等离子体技术通常净化效率较低,一般只有30-70%(采用多级等离子体可提高净化效率)。对于某些化合物,如芳香类污染物物,由于等离子体产生的能量有限,其净化效率较低。
由于低温等离子体技术具有反应器阻力低(系统的动力消耗非常低),装置简单,易于操作,占地面积小,使用方便等优点,受到了用户的青睐,近年来得到了迅速的发展。目前国内从事该技术的治理企业迅速发展到20-30家。但在实际应用中也存在很多问题,一是作为一项新技术,目前人们对于其作用机理的研究还不够充分,针对不同污染物如何有针对性地进行等离子体发生器的设计,目前还没有形成规律性地认识;二是目前很多企业只是在模仿该技术,对技术特点理解不够,甚至很多企业使用的是静电除尘技术,称之谓低温等离子体技术,实际上没有达到等离子体的能量级别。造成目前该技术的应用鱼龙混杂,乱象丛生,今后应该尽快地对该技术的应用进行规范。
2.4 生物技术的发展不断深入,适用范围逐渐拓宽
生物法最早应用于废气脱臭。近年来随着对有机污染物治理技术研究的不断深入,生物法逐步被应用于有机污染物的治理领域。生物法具有设备简单,投资及运行费用低,无二次污染等优点,但由于生物法对有机污染物的降解速率较低,只是在处理低浓度有机废气时才具经济性。此外,由于生物菌种对有机物的消化具有很强的专一性,只是适合于易生物降解的有机物才可使用生物法进行净化,一般生物菌剂生物法处理有机废气的普适性较差。
由于具有绿色环保和处理费用较低等优点,近年来,生物法处理有机废气的研究工作进展很快,各种生物菌剂和填料的开发不断地取得突破,除了在除臭领域的应用外,近年来逐步拓展到酮类、醛类、脂类等多种类型的有机物的净化(在低浓度情况下使用),生物法在今后将会成为有机废气(特别是恶臭气体)治理的主要技术之一。
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