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化學廢氣處理方法精選(九篇)

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化學廢氣處理方法

第1篇:化學廢氣處理方法范文

關鍵詞:納米催化劑 廢氣處理 制備方法

當前,隨著納米納米材料的研究和突破,依據納米材料制備的納米催化劑正在成為煉油廢氣處理中的關鍵點。納米材料通過體積效應、表面效應、以及宏觀的量子隧道效應等能夠產生極大的化學活性,顯著地提高了催化效益。目前,國際上許多國家已經將納米催化劑的研發(fā)定義為新世紀的重大發(fā)現。目前,納米催化劑在各個領域得到廣泛應用,尤其是在煉油的廢氣處理方面。

一、納米催化劑的相關概念

納米催化劑是以粒子小于0.3微米的鈉和銅鋅合金的極細微粒為主要成分研制而成的一種催化劑。納米催化劑實現了催化效率較傳統(tǒng)鎳催化劑的效率,提升了將近10倍。納米催化劑的粒子的表面積很大,與同質量的金屬相比,普通金屬的表面積是納米金屬的千分之一。由于,納米金屬的表面積很大,因此,其吸附能力也相當的強大,于是具備了極大的催化作用。

納米催化劑是基于納米材料的基礎上配制而成的,因此,納米催化劑具備特殊的納米結構,同時也具備了普通催化劑沒有的特性。正是因為納米催化劑的這一獨特性,決定著納米催化劑在催化效果上的選擇性和高催化性。目前,納米催化劑正廣泛的應用于工業(yè)生產與環(huán)境的保護中。

二、納米催化劑的制備方法

目前,關于納米催化劑的制備方法國際上主要有氣相法、液相化學的合成法以及固相法三大類。這三類制備方法都有其獨特的特點和應用領域,下面就讓筆者進行詳細的分析。

首先,氣相法。目前,工業(yè)主要選用的氣相法有: 化學氣相沉積法、氣體冷凝法、濺射法、活性氫和熔融金屬的反應法等。此氣相法中,尤以化學氣相沉積法,簡稱CVD,是一種廣泛應用的化學方法。化學氣相沉積法是以氣體作為原料,通過化學反應,在氣相里形成了物質的基本離子,這些離子經過成核與生長,最終形成了納米催化劑。通過化學氣相沉積法制備而成的納米催化劑不但粒子的純度非常高,而且粒度的分布也非常的均勻。目前,化學氣相沉積法在納米催化劑的制備中得到了廣泛應用。

其次,液相的化學合成法。目前,在納米催化劑的制備業(yè)中經常使用的液相的化學合成法主要有: 沉淀法、水熱法、噴霧法、離子的交換過程以及溶劑的揮發(fā)分解法等。這些化學合成法能夠與一種或者多種的可溶性的金屬類按量進行制備溶合,讓金屬中包含的元素在溶液里均勻的分散成分子或離子的形式,利用沉淀劑或者水解、蒸發(fā)、升華等作用,均勻的將金屬離子結晶或沉淀出來,最后通過對結晶體或沉淀物進行加熱分解或脫水,從而獲得納米催化劑。納米催化劑的此種制備方法具有操作簡易,方法簡單,條件溫和,產出率高等特點。而且,此方法不但能夠制備一種成分的納米催化劑,而且還能夠合成復合型的納米催化劑。但是,此類方法制成的納米催化劑的純度不是很高,含有雜質,而且粒度不夠均勻。

再次,固相法。目前,經常使用的固相法主要有:物理粉碎法、固相反應法和機械球磨法等。機械球磨法和物理粉碎法的優(yōu)勢在于操作上非常的簡單,而且方法易學,其缺點在于制備的催化劑的純度不高,粒度的分布也不是很均勻。目前,較傳統(tǒng)的固相法,人們研制出了室溫的固相反應的合成法,此方法的制備方法簡單,而且產率非常高。

三、納米催化劑在煉油廢氣處理中的運用

煉油的過程會產生大量的有毒、有害氣體,對人們的身體和環(huán)境造成了很大的威脅。隨著人們對環(huán)境的關注以及對生活質量的認識的提高。煉油廢氣的處理成為人們關注的焦點。納米催化劑憑借其巨大的催化作用,在廢氣處理中發(fā)揮了很大的作用。

首先,對于煉油過程中產生的廢氣進行溶劑的吸收,經過預處理后,氣體經過氣體分配器均勻的分布到催化劑容器里,此環(huán)節(jié)要確保進入催化劑容器中的氣體量是基本相等的,同時也讓不同的廢氣進行填充混合,經過納米催化劑的高效催化作用,以及氣體間的化學反應,將廢氣轉化為氮氣等對人體和環(huán)境沒有威脅的氣體。

四、結語

隨著人們對納米材料研究的深入,納米催化劑在各個領域得到廣泛應用,尤其是在煉油廢氣處理方面。通過本文對納米催化劑的相關概念、制備方法以及在煉油廢氣中應用的分析,顯示了納米催化劑作為新興催化劑對于廢氣處理中的顯著功效。隨著人們對納米催化劑的深入研究,納米催化劑一定能夠取代傳統(tǒng)催化劑,在催化領域發(fā)揮更加重要的作用。

參考文獻

[1]郝古明,賀克斌,傅誑新,等.城市機動車排放污染控制[M].北京:中陶環(huán)境科學出版社,2011(10).

[2]李俊華,郝吉明,傅立新.機動車尾氣催化凈化技術[J].工業(yè)催化,2012(12).

第2篇:化學廢氣處理方法范文

微型化學實驗是指以微量的化學試劑,在微量化的儀器和裝置中進行的一種化學實驗。它是一種新型的化學實驗方法,以綠色化學為基本理念,以環(huán)境保護為根本出發(fā)點,它通過盡可能少的使用化學試劑,而獲得比較明顯的化學反應結果和準確的化學信息。引進微型化實驗,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化學實驗,在降低環(huán)境污染的同時還可以減少設備、水、電等的消耗,減少實驗費用。微型化實驗效果更為明顯,使學生更為準確的觀察化學方應,提高了化學教學質量。同時由于較少的使用化學試劑,減少危害,提高實驗的安全性。

二、完善實驗設備

化學實驗是在化學設備下進行的,化學反應是在設備下產生的,可見設備對化學實驗的重要性。設備的好壞不僅僅影響了化學反應的效果,而且落后的設備在安全、環(huán)保等方面也存在著很大的隱患。改進實驗的設備,更新實驗技術,先進的技術在某些實驗中減少化學藥劑用量、方便操作,反應速度快,減少了環(huán)境污染。運用先進的設備替換常規(guī)的設備,不易發(fā)生有毒氣體泄露情況,避免師生受到危害,使化學實驗在安全有序中進行。

三、化散為整實驗

對于化學教學,一學期是由很多大小不同的實驗組成的,教師可以在集中講解一章或幾節(jié)相關聯的課程后,組裝合并串聯其中的實驗,化散為整,把幾個分散的小實驗組合成一個整體,做一個連續(xù)的系列實驗。要求這一系列的實驗,前一個實驗的產物是后一個實驗的原料。這樣通過試劑的回收及重復利用,不僅可以縮短實驗時間,減少了課時,還有趣味性強,教學效果明顯;節(jié)省實驗試劑,減少了耗費;最重要的是減少三廢的排放,有利于環(huán)境保護。

四、應用仿真實驗

21世紀是信息時代,信息已經滲透到各個行業(yè)之中。信息的速度和更新,正是教學所需要的。利用計算機多媒體技術對化學實驗的實驗原理、裝置、流程、實驗過程等進行仿真,通過文字、聲音、圖像、動畫、影視等方式來顯示。這種教學方式是新興起來的一種實驗教學手段。學生通過這樣的模擬仿真實驗,自行操作,生動形象的觀看到實驗的現象,對于不懂的地方可以無限循環(huán)觀看,低成本、高質量。既可以提高學生的學習積極性,又能做到實驗廢棄物的零排放、零污染,且始終對人體無害,實現綠色化化學實驗教學。

五、慎用化學藥品

化學實驗的污染主要是由于實驗中所用的高毒試劑引起的,所以在化學教學中,在保證實驗正常進行的前提下,盡可能的選用無毒或低毒性,無污染或低污染,且廢棄物容易處置的化學藥劑。

六、正確處理“三廢”

化學實驗所產生的廢氣、廢液、廢渣,如不妥善處理,將會對環(huán)境造成嚴重的污染,也使資金大量流失。具體問題具體分析,對于化學實驗產生的不同形態(tài)的廢棄物處置的方法不同。國家對化學實驗廢棄物的處理有明確的條文規(guī)定,在遵從國家條文的前提下,要以保護環(huán)境、節(jié)約資源為原則。

1.廢氣的處理方法。化學實驗室產生的廢氣種類較多,廢氣的處理以凈化措施為主,采取廢氣凈化方法很多,有吸收法、冷凝法、燃燒法、吸附法等。如二氧化碳、二氧化硫、硫化氫等酸性氣體可用水進行吸收處理。實際應用中應根據廢氣的性質,選擇適當凈化方法進行處理,以求達到最好的效果。

2.廢液的處理方法,化學實驗室產生的廢液數量雖不多,但是種類較多,且對環(huán)境的危害較大。廢液的處理方法主要是回收和凈化。廢液回收是指從實驗廢液中回收有用成分,進行再利用。廢液凈化處理是通過一系列的物理方法(沉淀、過濾、離心、分離等),化學方法(混凝、中和、氧化還原、電解、吸附等)及其他的有效手段將廢水中所含的污染物分離出來或將其轉化為無害物質。

3.廢渣的處理方法?;瘜W實驗所產生的廢渣量一般較少,但是他們的組成十分的復雜,不能隨意丟棄。廢渣的處理以回收為主,不能回收的進行無毒化處理。

七、結語

第3篇:化學廢氣處理方法范文

關鍵詞:工業(yè);有機廢氣;治理;

中圖分類號: U491.9+2文獻標識碼:A

引言

隨著工業(yè)排放的廢氣對環(huán)境造成的影響不斷加重,治理工業(yè)有機廢氣日益成為解決環(huán)境問題的重要環(huán)節(jié)。近幾年科技的發(fā)展,科研單位對如何治理有機廢氣展開了日益深入的探討,其成果被逐漸應用到實際操作中去,市場上已經有了多種能有效治理廢氣的設備和技術。

1 有機污染物的來源與種類

1.1 有機污染物的來源

大氣中的工業(yè)有機污染物主要來源于鋼鐵冶煉、石油煉制、化學工業(yè)、垃圾焚燒、農藥生產、有機物生產等;部分生產過程也會產生有機污染物,如機械加工中的表面處理與噴漆; 日常生活也會產生污染物,如室內裝修、餐飲飯店油煙、燒烤煙等。同時,汽車、飛機等流動源也會產生有機廢氣。

1.2有機污染物的種類

有機污染物按照種化學種類可分為醛類( 甲醛、乙醛) 、芳香族類(苯、二甲苯、乙苯) 、酮類(丙酮) 、酚類( 苯酚、二氯酚) 、烴類(甲烷、非甲烷烴) 、鹵代烴類等。按照在環(huán)境中的保留時間可以分為持久性有機物( Persistent Organic Pollutants,簡稱POPs) 與非持久性有機物。持久性有機物如二噁英( PCDDs) 、呋喃 (PCDBs) 、多環(huán)芳烴( PAHs) 可萃取有機溴/氯/碘 ( EOBr /Cl /I) 、多氯聯苯( PCBs) 等。

2 有機污染物的危害

有機污染物的危害具有毒性、持久性、生物累積性。

2.1 毒性

有機污染物的毒性分為急性毒性與慢性毒性。廢氣中的有機物舉具有一定程度的毒性。部分有機污染物具有高毒性。如持久性有機物中的二噁惡英類,能容忍的二噁英攝入量為每人每日每千克體重1pg,比無機物中的氰化鉀類物質的毒性高出1000 倍以上。

2.2 持久性

大氣中的有機污染物一般具有很長的保留時間。例如持久性有機物POPs 物質具有抗化學分解性、抗光解性和抗生物降解性。研究表明,二噁英系列物質其在氣相中的可保留較長時間,半衰期為8~400 天。

2.3 生物累積性

大氣中的有機污染物由于具有持久性,經動植物吸收后,會出現生物積累。例如具有親脂性的有機物多氯聯苯,在水鳥體內的濃度是其在水中濃度的50 萬至100 萬倍。

3 傳統(tǒng)有機廢氣處理技術

一直以來,傳統(tǒng)的廢氣處理方法有吸收法、吸附法、直接燃燒法、催化燃燒法、生物過濾池、生物滴濾塔、生物洗滌塔等。其中吸附法、催化燃燒法已經比較成熟,并且已經有了相應的工程技術規(guī)范。但是這些方法都存在著一定程度的不足:吸附法中不同氧化劑改性的吸附劑對有機廢氣的吸附量不同,而且吸附劑價格較貴;直接燃燒法和催化燃燒法投資與運行費用較高,而且不適用于較常見的低濃度高流量的有機廢氣的處理;吸收法難以處理化學性質穩(wěn)定且難溶于水的有機廢氣;生物法處理有機廢氣只適于組成相對較簡單的有機廢氣,對組成復雜的工業(yè)有機廢氣處理起來比較困難?;趥鹘y(tǒng)處理方法的不足,新廢氣的處理技術開始引起了人們的廣泛重視,成為研究的新方向。

4有機廢氣處理新技術

4.1低溫等離子體技術

低溫等離子體技術是在電場的作用下,高頻放電產生瞬間高能,打開有機廢氣分子的化學鍵,使之分解為單質原子或無害分子,并且等離子體的高能電子、正負離子、激發(fā)態(tài)粒子和具有強氧化性的自由基,這些粒子可以氧化有機廢氣中的分子。有機廢氣的低溫等離子體處理是一門新興的技術。低溫等離子體技術的特點是:等離子體的高能電子、正負離子、激發(fā)態(tài)粒子可以與碳氫化合物、氮氧化合物、硫化氫、硫醇等污染物反應,生成二氧化碳、水、氮氣、二氧化硫等簡單無機物質。典型的有機廢氣如:苯、甲苯、乙硫醇、二氯丙烷等采用電暈放電形式的低溫等離子體處理惡臭廢氣是可行的,停留時間越長、電壓越高,脫除效果越好。

4.2變壓吸附技術

變壓吸附的基本原理是利用氣體組分在不同吸附劑上吸附特性的差異,以及吸附量隨壓力不同而變化的特性,通過壓力變換實現氣體的分離或提純。變壓吸附由于采用了壓力漲落的循環(huán)操作,強吸附組分在低分壓下脫附,吸附劑得以再生。在加壓下進行吸附,減壓下進行解吸。由于循環(huán)周期短,吸附熱來不及散失,可供解吸之用,所以吸附熱和解吸熱引起的吸附床溫度變化一般不大,波動范圍僅在幾度,可近似看作等溫過程。變壓吸附常用的吸附劑有硅膠、活性氧化鋁、活性炭、分子篩等,另外還有針對某種組分選擇性吸附而研制的吸附材料。氣體吸附分離成功與否,很大程度上依賴于吸附劑的性能。

CHIHARA等應用兩塔工藝的變壓吸附技術,吸附劑為高硅沸石,吸附壓力為0.2MPa、脫附壓力為0.04 MPa,處理二氯甲烷氣體。GILLILAND等采用四塔工藝的變壓吸附技術,吸附壓力為0.195 MPa,脫附壓力為常壓,從空調的通風氣流中回收全氟烷烴等,處理效率大于99%。

變壓吸附技術的優(yōu)點是一次性投資低、能耗小、自動化程度高和可靠性強等優(yōu)點,可以獲得純度比較高的副產品,實現廢氣資源化,產生較好的經濟效益。

4.3納米TiO2光催化技術

隨著納米技術的發(fā)展,納米技術也應用到有機廢氣的處理中。納米TiO2光催化能有效地將有機廢氣轉化為二氧化碳、水等無機小分子物質,還可以去除氯仿、多氯聯苯、有機磷化合物、多環(huán)芳烴等難降解或用其他方法難以去除的有機廢氣。在一定的條件下,納米TiO2能將用化學法氧化難以分解的“三致”有機物徹底分解為二氧化碳、水和簡單的無機酸,且無二次污染。

TiO2光催化技術不僅以其化學活性高、安全無毒、價格低廉、操作簡便、以及條件溫和無二次污染的突出優(yōu)點,在廢氣處理中受到普遍重視。

4.4膜生物反應器

隨著新材料的研制開發(fā)以及膜生物技術在廢水處理中的成功應用,人們開始關注膜技術在有機廢氣處理中的應用。

膜生物反應器是將傳統(tǒng)的微生物廢氣處理技術與膜技術相結合,不僅具有生物方法環(huán)保的優(yōu)點,而且膜材料作為生物降解的傳質界面,可以提供比較大的比表面積,增強降解效果,提高去除效率。

膜生物反應器目前還處于實驗室小型研究階段,而且這種方法的構建和運行成本比較高,因此從實驗到運行還需要更多的研究和實踐。同時膜生物反應器具有流量低、阻力大、對水溶性差的污染物去除效率低等缺點,在一定程度上限制了膜生物技術在廢氣處理中的應用。

4.5微波催化氧化技術

有機廢氣的微波催化氧化技術是由填料吸附/微波解吸技術發(fā)展而來,并將一般的熱解吸方式轉變?yōu)槲⒉ń馕?,降低了能耗、縮短了解吸所需的時間,而且吸附劑反復使用20次,還可以保持原有吸附能力。國外已經有微波催化氧化技術在有機廢氣處理中的小規(guī)模應用,在中國尚處于研究階段。

與常規(guī)加熱催化熱解技術相比,微波催化氧化技術的優(yōu)點是催化熱解效率高、能耗比較低、吸附劑的損耗小、啟動迅速、解吸時間比較短、對環(huán)境溫度影響?。蝗秉c是對不同的有機廢氣需要選擇不同的吸附劑,而且微波功率、加熱時間、載氣流量等對微波催化氧化效率都有一定的影響。

4.6膜分離法

膜分離法處理有機廢氣的原理是在壓力驅動下,利用有機廢氣組分分子大小的不同,在膜結構內的擴散能力、滲透速率的不同來實現有機廢氣與空氣的分離。

采用膜分離技術處理油氣,具有流程簡單、運行費用低;設備占地面積小、質量輕、便于安裝;易放大、和其他技術兼容性好;回收率高、能耗低、無二次污染等優(yōu)點。近年來,隨著膜材料和膜技術的進一步發(fā)展,國內外已有許多成功應用的范例。

5 結語

有機廢氣的處理一直以來都是影響大氣環(huán)境的關鍵因素,工業(yè)高速發(fā)展以來,人們排放到大氣中的有機氣體不論是量還是類,都發(fā)生了質的變化,環(huán)境治理刻不容緩。減少環(huán)境污染最有效的途徑就是從源頭入手,降低有機氣體的排放,這就需要高效、節(jié)能、經濟的有機廢氣處理手段,因此在傳統(tǒng)的處理技術上,研發(fā)新的處理技術就顯得格外重要了。相信隨著科學技術的不斷發(fā)展,創(chuàng)新性的有機廢氣處理技術也會被應用到工業(yè)生產中去,降低甚至消除大氣中有機氣體的排放指日可待。

參考文獻

[1]易靈.有機廢氣治理技術的研究進展[J].四川環(huán)境,2011,30(5).

第4篇:化學廢氣處理方法范文

關鍵詞:噴涂廢氣;處理設施;研究方向

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.03.033

1 噴涂行業(yè)廢氣分析

1.1 噴涂材料

涂料是涂覆在被保護或被裝飾的物體表面,并能與被涂物形成牢固附著的連續(xù)薄膜,通常是以樹脂、或油、或乳液為主。涂料是任何液體,可液化或膠粘的組合物,其在以薄層施用于基材之后轉化為固體膜。 它最常用于保護,著色或為對象提供紋理。 涂料可以以許多顏色制成或購買,并且可以是許多不同類型,例如水彩,合成等。涂料通常作橐禾宕媧,銷售和應用,但大多數類型干燥成固體。施加涂料的目的可以是裝飾性的或功能性的。涂料本身可以是完全覆蓋基底的全覆蓋層或者其可以僅覆蓋基底的部分,盡管一些藝術涂料僅用于裝飾,并且大型工業(yè)管道上的涂料可能僅用于防止腐蝕的功能??梢允┘庸δ芡苛弦愿淖兓牡谋砻嫘再|,例如粘附性、潤濕性、耐腐蝕性或耐磨性。在其他情況下,半導體器件制造(其中襯底是晶片),涂料增加了全新的性質,大多數涂覆方法的主要考慮是涂料以受控的厚度施加,并且使用多種不同的方法來實現這種控制,從用于涂刷墻壁的簡單刷子到一些非常昂貴的機械施加涂料在電子工業(yè)。

1.2 廢氣來源

主要來源于涂料的稀釋,這通常發(fā)生在涂料的稀釋沒有按照要求進行??赡艽嬖谶^度稀釋的情況以及用不正確的稀釋劑稀釋的情況。污染未經制造商同意添加的外來污染物可能導致各種膜缺陷。剝落/起泡最常見的原因是施用前的表面處理不當和基材中存在固有的水分/濕氣。廢渣飄散是在涂漆表面上的漆膜的逐漸廢渣飄散,問題的主要原因是由于在陽光下暴露于紫外線輻射和露水凝結而導致涂料基體的聚合物降解。廢渣飄散程度隨環(huán)氧樹脂反應迅速而變化,而丙烯酸類和聚氨酯可長期保持不變。涂料中的易揮發(fā)有機化合物(VOC)被認為對環(huán)境有害,尤其是對定期工作的人員。暴露于VOCs與有機溶劑綜合征有關,有危險的溶劑2-丁氧基乙醇也用于涂料生產。PCB是全球污染物,在涂料生產的廢水中測量。 PCB的廣泛分布表明該化合物從表面,屋頂等揮發(fā).PCB存在于包括報紙,雜志和紙板箱的消費品中,其通常含有彩色顏料。因此,存在著一些現有的假設,即PCB同系物作為副產品存在于一些現有的商業(yè)顏料中。

2 傳統(tǒng)的廢氣處理方案

大多數廢氣處理系統(tǒng)采用兩個階段:一個用于除去廢渣,另一個用于除去廢氣,在一個洗滌容器中除去廢渣和廢氣。然而,這些系統(tǒng)經歷嚴重的維護問題和低去除效率。在濕式洗滌系統(tǒng)中,煙道氣通常首先通過廢渣去除裝置,靜電除塵器或袋濾室,然后進入廢氣吸收器。然而,在干噴射或噴霧干燥操作中,廢氣首先與吸附劑反應,然后煙道氣通過顆??刂蒲b置。與濕式廢氣處理系統(tǒng)相關的另一個重要的設計考慮是離開吸收器的煙道氣被水飽和并且仍然包含一些廢氣。這些氣體對任何下游設備(例如風扇,管道和煙囪)具有高度腐蝕性??梢宰钚』g的兩種方法是:將氣體再加熱至高于其露點或使用允許設備經受腐蝕條件的結構和設計材料。這兩種方法都很昂貴,由工程師確定在逐個站點的基礎上使用哪種方法。為了促進最大的氣液表面積和停留時間,已經使用了許多濕洗滌器設計,包括噴霧塔,文丘里管,板塔和移動填充床。 由于影響廢氣處理系統(tǒng)的可靠性和吸收器效率的水垢堆積,堵塞或侵蝕,趨勢是使用簡單的洗滌器,例如噴霧塔,而不是更復雜的洗滌器。 塔的構造可以是垂直或水平的,并且煙道氣可以相對于液體并流,逆流或交叉流動。噴霧塔的主要缺點是,與其他吸收劑設計相比,它們需要更高的液體對氣體比的要求以用于等效的廢氣去除。在某些方面,這可以被認為類似于從水到另一相的惰性氣體的可逆液 - 液萃取。 雖然在從氣體混合物中提取廢氣期間確實發(fā)生了化學變化,但是提取平衡通過改變溫度而不是通過使用化學試劑而改變。

3 現代新型廢氣處理設施

(1)干式漆霧過濾凈化裝置 。目前,在歐美發(fā)達國家80%的噴漆室均采用干式漆霧凈化,一個重要原因在于環(huán)境保護的綜合考慮。此外,干式漆霧凈化在確保噴漆性能、凈化效率、減少二次污染、降低運行成本等也顯示了巨大的優(yōu)越性。

(2)活性碳廢氣凈化處理裝置 ?;钚蕴浚ㄒ卜Q為活性炭)是一種加工成具有小的低體積孔的碳形式,其增加了可用于吸附或化學反應的表面積。由于其高的微孔性,僅1克活性炭具有超過32,000平方英尺的表面積,通過氣體吸附測定,足以用于吸附廢氣的應用?;罨娇梢詢H從高表面積獲得,然而,進一步的化學處理通常增強吸附性能?;钚蕴客ǔ碜阅咎浚袝r被用作生物炭。 源自煤和焦炭的那些分別稱為活性炭和活性焦炭?;钚蕴紡U氣凈化器是一種干式廢氣處理設備。由箱體和裝填在箱體內的吸附單元組成。根據吸附單元的數量和風量可進行不同規(guī)格的組合,活性碳廢氣凈化器選擇不同填料可以處理多種不同廢氣,主要用于涂料等有機廢氣的凈化。

(3)光催化氧化凈化裝置。使用該設備核心中的納米光催化觸媒材料(GC-100)是一種吸收光能后,能在其表面產生催化反應的物質,其功能類似于植物的葉綠素。當特定納米波長的紫外光照射光催化觸媒材料(GC-100)時,其表面發(fā)生光催化氧化還原反應。光催化觸媒材料(GC-100)吸收光子后 在其表面產生電子(E―)和空穴(H+),將吸收的光能轉化成化學能,即具有光催化作用。

第5篇:化學廢氣處理方法范文

經調查發(fā)現,大部分油田油品實驗室因受到理念、經費的約束,缺少健全的廢棄物管理制度和處理設方法,對廢棄物的處理還停留在簡單處理、集中存放、缺少監(jiān)測的階段。作為油田系統(tǒng)科研重要基地的油田油品實驗室,只有解決好廢棄物處理的問題,才能更好地為石油產業(yè)的健康發(fā)展做貢獻。

2油田油品實驗室廢棄物管理制度的建議

2.1配備必要的廢棄物處置設施,建立健全的廢棄物檔案

對各類廢棄物應配備專門的處置設施,如單獨的廢液排放管道、通風凈化裝置等。由于各類實驗大不相同,廢棄物類別和性質不同,廢棄物應分別設有專門的收集裝置,并貼上標簽注明其成分等,為后續(xù)的處理提供便利。廢棄物的存放要考慮兼容性,以免發(fā)生反應,必要時應采用各種技術手段進行處理,使之無害化。實驗室應有健全的廢棄物處置檔案。檔案中應詳細記錄廢棄物的基礎數據,并對廢棄物的污染等級、存在隱患等進行記錄。應分析并記錄廢棄物處理前后的成分,以確保其處理的結果達標,必要時上線廢棄物信息管理系統(tǒng)。上級單位應努力構建環(huán)境管理體系,增加資金投入,推動與各環(huán)??蒲袡C構的合作,共同開展廢棄物管理體系、技術的研究,幫助實驗室引進新體系、新技術。

2.2對廢棄物進行實時監(jiān)測,建立實驗室污染應急處置預案

除對已產生的廢棄物進行處理以外,還應對即時產生的廢棄物進行監(jiān)測,對廢棄物的處理不當或泄露情況進行預警,如在排水管道裝設pH計對廢水pH值進行監(jiān)測,使用空氣分析裝置等,對實驗室出風口空氣質量進行監(jiān)控。必要時可以上線自動化監(jiān)測系統(tǒng)。如目前大慶油田已經上線的污染源在線監(jiān)測管理系統(tǒng)的相關技術,也可以應用在實驗室中[1]。在監(jiān)測的基礎上,建立污染應急處置預案并加強相關教育培訓,充分提高全體人員的安全意識,確保一旦出現廢棄物泄露導致的污染事件,能及時有效地控制污染。

2.3改進實驗室條件,合理設計實驗

對于容易產生各類高污染廢棄物的實驗,應進行實驗室隔離和特殊管理。如對于使用易揮發(fā)試劑和容易產生有害氣體的實驗,盡量設置單獨的實驗室。對于部分實驗,可改進實驗中的條件,包括改進實驗方法、實驗裝置和實驗試劑。例如,改進實驗工藝,采用無毒無害的天然原料代替有毒有害的化學試劑。又如采用改進的密閉容器進行實驗或采用微型實驗的方法,可以有效防止廢棄物泄露[2]。

3各類廢棄物的處理方法

3.1廢氣的處理

實驗室產生的廢氣主要包括試劑和樣品的揮發(fā)物、實驗過程的中間產物等。中間產物主要是涉及蒸餾、燃燒等油品理化性能實驗產生的氣體,如油化劑有機氯、有機硫含量實驗產生的無機氯、無機硫氣體,又如某些油品沸點實驗產生的氣化的有機物和殘?zhí)繉嶒灝a生的無機氣體,部分實驗還會產生金屬蒸汽和飄塵[4]。目前,大多數實驗室只是在有簡單凈化裝置的通風櫥內進行實驗,這只在一定程度上保證了室內空氣質量,并且可能污染環(huán)境。因此,應當對實驗室的通風裝置進行改造,采用多種處理技術對廢氣進行綜合處理后再排放。目前實驗室廢氣處理的技術主要有氧化法、生物法、吸收法、吸附法、燃燒法等[5],除了吸收法、吸附法以外,設備價格比較昂貴。在實驗室改造時,應當針對實驗產生廢氣的成分,結合多種技術手段并安裝配套設備,爭取最大程度上實現對廢氣的處理。例如,一般的實驗室的主要廢氣即有機和無機氣體混合物,可以采用“催化氧化法+活性炭吸附+燃燒法+酸堿液吸收法”組合式工藝進行處理,先對有機物成分進行催化氧化后用活性炭物理吸附,再使用燃燒裝置,使殘余的有機物轉化為無機物,最后噴淋酸堿溶液,吸收各種無機成分,從而起到全面凈化廢氣的作用,且設備價格比較合理[6]。對于產生大量金屬蒸汽和飄塵的實驗,還應增加旋風、袋式等工業(yè)處理程序,將金屬和飄塵分離出來[7],改造的成本較高。

3.2廢液的處理

實驗室廢液的來源主要是實驗產生的殘液、多余的樣品、洗液等。這些廢液化學成分比較復雜,除了含有各類有機和無機成分外,還可能含有重金屬離子等有害物質。一般的實驗室對無毒廢液稀釋后直接排放,并對部分成分單一的廢液進行回收,對成分復雜的廢液依照成分儲存在不同的廢液箱中,或經過簡單處理直接排放,雖然可以有效阻止不同廢液的二次反應,但仍可能引發(fā)泄露或揮發(fā)性污染。為了提高廢液的安全性,應當采用一些更先進的技術對廢液進行處理,盡可能去除廢液中的有害物質。對成分單一的廢液可以采取酸堿中和法、萃取法、蒸餾法、吸附法等,對于難以降解的重金屬等有害物質,可以采用處理效果更好的離子交換法、微生物法、膜過濾法等一般環(huán)保實驗室采用的方法[8]。對于成分較復雜的廢液,應當綜合使用多種方法處理,目前已有機構設計出采用上述多種方法的實驗室廢液處理工藝,可以實現廢液的綜合處理[3]。

3.3固體廢棄物的處理

實驗室固體廢棄物主要包括殘余的固體實驗樣品、實驗產生的殘渣以及廢棄的實驗用品,如廢棄儀器設備、器具、電池等[9],相較廢氣和廢液,固體廢棄物難以即時處理,目前實驗室較多采用混合存放、長時間存放、統(tǒng)一搬運處理的方法,存在一定的風險。因此,應當對固體廢棄物進行預處理。對于部分實驗用品可以回收再利用,如電池碳棒可以作為電解實驗的原材料,濃酸堿試劑瓶清潔后盛裝普通試劑,都有效減少了廢棄物,節(jié)約了材料。細菌培養(yǎng)等生物性試驗產生的廢棄培養(yǎng)基,應采用高溫或化學法殺菌處理[3]。含有有毒有害物質、易揮發(fā)的固體廢棄物,由于難以保證在存放過程中是否會造成泄露,應及時由專業(yè)部門統(tǒng)一處理,不可長時間存放。一些低毒低腐蝕性的化學品,經過簡單處理可以直接混入生活垃圾。廢舊儀器應盡可能地回收,實在沒有回收價值的統(tǒng)一搬運處理。有條件的實驗室,可以采用固體廢棄物即時處理技術,例如,中國科學院蘭州化學物理所已研發(fā)出的化學實驗室固體廢棄物處理設備[10]。

4結語

為保障油田油品實驗室的正常工作、人身安全,減少對周圍環(huán)境的污染,應當完善現有的管理制度,通過加強管理、實時監(jiān)測、改進實驗等方法,實現廢棄物的安全管理,并針對廢棄物的成分,采用相應的技術設備,以實現各類廢棄物的妥善處理。在以上實施過程中,可能存在資金不足、改造困難、人員執(zhí)行率差等實驗室自身問題,以及現有技術瓶頸、法律法規(guī)不夠完善等社會性問題,需要有關部門繼續(xù)努力,推出相關政策,加大對相關科研單位的扶持力度,筆者亦將進一步研究,尋找行之有效的解決辦法。

【參考文獻】

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【2】王仁祺,戴鐵軍.基于廢棄物的微型化學實驗與循環(huán)經濟研究[J].綠色科技,2012(08):105-108.

第6篇:化學廢氣處理方法范文

環(huán)境污染是指人類活動使環(huán)境要素或其狀態(tài)發(fā)生變化,環(huán)境質量惡化,擾亂和破壞了生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及人類的正常生活條件的現象。醫(yī)藥化工行業(yè)產生的廢水、廢氣,治理難,易引發(fā)環(huán)境糾紛,已經成為廢氣治理領域的重點和難點。經過多年來持續(xù)不斷的環(huán)境污染整治,醫(yī)藥化工企業(yè)周邊環(huán)境空氣質量有所改善,污染控制排放指標從HCl、HBr等無機污染物指標擴展到有機污染物、惡臭等所有指標。本文以某醫(yī)藥化工廠為利,對醫(yī)藥化工廠廢水、廢氣綜合治理工程設計進行探討。

關鍵詞:

醫(yī)藥;廢水;廢氣

環(huán)境污染是指人類活動使環(huán)境要素或其狀態(tài)發(fā)生變化,環(huán)境質量惡化,擾亂和破壞了生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及人類的正常生活條件的現象。醫(yī)藥化工行業(yè)產生的廢水、廢氣,治理難,易引發(fā)環(huán)境糾紛,已經成為廢氣治理領域的重點和難點。經過多年來持續(xù)不斷的環(huán)境污染整治,醫(yī)藥化工行業(yè)產生的酸性廢氣已得到有效控制,一些產品附加值低、污染嚴重、生產方式落后且治理無望的醫(yī)藥化工企業(yè)被關停[1-2]。醫(yī)藥化工企業(yè)周邊環(huán)境空氣質量有所改善,污染控制排放指標從HCl、HBr等無機污染物指標擴展到有機污染物、惡臭等所有指標[3-5]。本文以某醫(yī)藥化工廠為利,對醫(yī)藥化工廠廢水、廢氣綜合治理工程設計進行探討。

1制藥行業(yè)廢水的特點

制藥過程中產生的有機廢水是主要污染源,主要有抗生素類廢水、中藥廢水和化學制藥廢水??股厣a包括微生物發(fā)酵、過濾、萃取結晶、化學方法提取、精制等過程,其制藥廢水是含難降解物質、生物毒性物質及高S和N的有機廢水。中藥廢水的水質特點是含有糖類、有機色素類、蒽醌、鞣質體、苷類、生物堿、纖維素、木質素等多種有機物;廢水SS高,含泥沙和藥渣多,色度高?;瘜W制藥廢水的水質特點是廢水組成復雜,,COD含量高,無機鹽濃度高,含有氰、酚或芳香族胺、氮雜環(huán)和多環(huán)芳香烴化合物等微生物難以降解,甚至對微生物有抑制作用的物質。

2廢水處理工藝設計

2.1廢水預處理系統(tǒng)設計

醫(yī)藥化工廠車間生產廢水的主要特點是含鹽量比較高,因此需要重點對廢水進行蒸發(fā)脫鹽處理。在處理過程中還需要注意,一旦發(fā)現廢水蒸發(fā)冷凝液COD比較高,還需要先對廢水進行氧化處理。處理完之后,再將廢水輸送到調節(jié)池中進行前期調節(jié)處理。

2.2廢水氧化系統(tǒng)設計

在對廢水進行預處理之后,還應該建立一個氧化池對廢水進行氧化處理。在氧化池內設置攪拌機、硫酸亞鐵溶解罐、雙氧水滴加罐。污染廢水經預處理系統(tǒng)進行處理后將廢水輸送到氧化池中進行攪拌并滴加硫酸亞鐵溶液和雙氧水兩種溶液,等到反應完畢后靜置80分鐘。靜置之后,過濾,濾液進行下步處理處理,濾渣運送到危險固廢暫貯站進行儲存。

2.3廢水處理工藝設計

在廢水處理系統(tǒng)中,需要建設1個格柵井、1個厭氧池、1個兼氧池、1個好氧池、2個調節(jié)池、1個中和反應池、1個中間沉淀池、1個氧化池、1個二沉池、1個初沉池、1個污泥濃縮池以及其他等相關設施。在對廢水進行處理過程中,要先利用蒸發(fā)裝置對生產車間中廢物進行蒸發(fā)脫鹽處理,再進行氧化處理,經過格柵井過濾掉污水中的雜物。濾液→第一個調節(jié)池中(進行攪拌處理)→中和反應池中(調pH在6~9之間)→初沉池(沉淀處理)→第二個調節(jié)池(簡單調解處理)→厭氧池(利用仄氧菌,對廢水進行生化處理)→好氧池(生化處理)→二沉池(投入混凝劑進行攪拌)→濃縮池(待污泥的沉淀)→完成廢水處理。

3廢氣治理工藝設計

3.1生產車間預處理

醫(yī)藥化工行業(yè)生產過程中溶劑消耗量大,基本上為低沸點的揮發(fā)性有機物,如甲醇、二氯甲烷、溶劑油、甲苯、丙酮、乙醚、乙酸乙酯、四氫呋喃等等多為有毒有害且具惡臭性質的氣體,進入自然環(huán)境后對人體健康和生態(tài)環(huán)境危害較大。據調查,溶劑廢氣占醫(yī)藥化工廢氣排放總量的95%(質量分數)以上。溶劑廢氣有數十種之多,按水中溶解度可分為水溶性和非水溶性溶劑廢氣,水溶性的有醇類、有機胺類等,非水溶性的有鹵代烴類、苯類等。要想對廢氣進行處理,就要先在生產車間內對廢氣進行預處理。廢氣預處理方法主要有兩種,第一種是直接對廢氣進行冷凝處理;第二種是利用水環(huán)真空機組對廢氣進行吸收處理。本次實驗設計采用第二種。

3.2利用廢氣處理系統(tǒng)對廢氣進行集中處理

廢氣進行預處理之后,將其傳送到堿洗塔中,將酸性廢氣和廢氣中酸性物質進行處理。在處理完之后,會將其和有機廢氣集中在一起,并通入到廢氣處理系統(tǒng)中對其進行集中處理。

3.3廢氣處理工藝設計

廢氣處理工藝主要包括脫色、漂洗、常壓精餾、冷凍結晶、壓濾、漂洗離心以及真空烘干等。廢氣排放的濃度比較大,通常要先使用冷凝的方法對廢氣進行預處理,再繼續(xù)將廢氣輸送到處理系統(tǒng)中進行集中處理,完成整個廢氣的凈化過程。

4結論

醫(yī)藥化工廠在生產過程中制造大量的廢水、廢氣,是重要的污染源頭之一。雖然經過多年來持續(xù)不斷的環(huán)境污染整治,但醫(yī)藥化工行業(yè)產生的溶劑廢氣一直得不到很好的解決,成為今后的工作重點。加強對醫(yī)藥化工廠進行綜合治理建設,才能更好的提升治理廢水、廢氣的能力,實現我國社會的可持續(xù)發(fā)展。

作者:裴建偉 單位:哈藥集團三精制藥有限公司

參考文獻

[1]李勇,張曉健,陳超,張曉慧,朱曉輝,戴吉勝,許歡.臭氧活性炭去除水中硫醇類致嗅物質的研究[J].清華大學學報(自然科學版)網絡.預覽,2009(3).

[2]左金龍,崔福義,趙志偉,劉智曉,馮巖.國內外臭氧活性炭工藝在飲用水處理中的應用實例[J].中國給水排水,2006(10).

[3]王國平,王宏,汪賢玉,周轉忠,錢雪明,馬建明.堿性高濃度有機廢水綜合處理及工程應用[J].工業(yè)水處理,2014(2).

第7篇:化學廢氣處理方法范文

關鍵詞:化學實驗 環(huán)境 綠色

1.綠色化學實驗的含義

綠色化學是化學界尤其是化學教育領域在社會發(fā)展下的一種新理念。它是應用現代化學的原理和方法,來減少或消除化學產品在設計、生產和應用中有毒有害物質的使用與產生,在始端實現污染預防的科學手段,是最理想的防止污染的方法。其根本目的是以節(jié)約資源和防止污染的觀點重新審視和改革化學,從而使我們對環(huán)境的治理從治標到治本。綠色化學實驗就是在綠色化學的思想指導下,用預防化學污染的新思想、新方法和新技術,對常規(guī)實驗進行改革而形成的化學實驗的新方法,是指在化學實驗中選用安全、無害的化學試劑,盡量減少試劑的用量來獲取所需要的信息,并使實驗產物綠色化。其目標和任務是主動減少和消除化學實驗的化學污染。作為從事基礎化學實驗教學的教師,無論從環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的角度還是從教書育人的角度,都必須正確認識綠色化學和綠色化學實驗,將綠色化學理念融入到教學中,引領和教育學生,實現實驗教學的綠色化,以適應人才培養(yǎng)和社會發(fā)展的需要。

2.化學實驗的綠化操作

2.1化學實驗廢液種類及處理

化學實驗廢液可分為以下幾類:1含酸廢液;2含堿廢液;3含鉻化合物的廢液;4含銀化合物的廢液;5含汞、鋅、銅、鉛、錳等重金屬化合物的廢液;6含砷化合物的廢液;7含氰化物的廢液。

2.2 廢液處理的方法

(1)中和法含稀酸和稀堿的廢液相互中和,溶液pH達到6~8后排放。

(2)硫酸亞鐵法含鉻化合物的廢液可在酸性條件下,用FeSO4將含Cr(VI)廢液還原成Cr(Ⅲ),然后加人堿液,使其生成Cr(OH)3沉淀,靜置后分離,調節(jié)溶液pH為6~8后排放,少量廢渣可埋于地下。

(3)含銀化合物廢液可采用硫化納沉淀法處理。

(4)堿性沉淀法含有汞、鋅、銅、鉛、錳等重金屬化合物的廢液,在堿性條件(pH=8~10)下,可將重金屬離子轉化為氫氧化物或碳酸鹽沉淀后分離,將溶液調節(jié)pH為6~8后排放,少量廢渣可埋于地下。

(5)硫化物沉淀法在酸性(pH=3~4)條件下,加入Na2S,使廢液中的砷轉化為AS2S3沉淀,靜置分離后,將溶液調節(jié)pH為6~8后排放,少量廢渣可埋于地下。

(6)氧化還原法將含氰化物的廢液先加入混合堿液,使廢液中的金屬離子轉化為氫氧化物沉淀后分離,然后調節(jié)溶液pH為6~8,加人過量NaCIO溶液或漂白粉使CN一氧化分解后排放。

3.化學實驗室的綠化管理

3.1 建設綠色實驗室

綠色化學實驗室就是以綠色化學理論為指導,對環(huán)境無顯著毒性和副作用的實驗室。綠色化學實驗室要有良好的室內環(huán)境,實驗室布局要做到規(guī)范、科學、安全,保持實驗室內清潔衛(wèi)生。在選擇實驗室臺面、通風排氣設備、污水收集及循環(huán)利用、廢渣廢物處理設施建設中,要將環(huán)保作為重要考慮因素之一。要培養(yǎng)學生對環(huán)境、對實驗室高度負責的主人翁精神,增強環(huán)境保護意識和法律意識,操作規(guī)范,節(jié)約藥品,注意循環(huán)使用和回收利用,盡量減少實驗室污染物的排放和堆積,科學處理廢棄物和污染物,努力建立一個環(huán)境友好型實驗室。

3.2 妥善處理基礎化學實驗產生的“三廢”

在基礎化學實驗的準備及教學過程中將會產生“廢氣、廢水、廢渣”,要做到隨時收集、集中處理和充分回收利用。實驗教師在實驗教學過程中要嚴格遵守實驗室規(guī)則,將廢物倒入指定容器,實驗室管理人員要做好監(jiān)督和處理。通??梢圆捎靡韵绿幚矸椒?,廢氣: 一般氣體可直接排放,對于有毒有害及腐蝕性氣體,應采用吸收中和或轉化等方法集中處理。例如:有機化學實驗中使用大量的易燃、易揮發(fā)、有毒的有機溶劑鹵代烴、苯等,可以通過活性炭吸附塔處理后排放?;钚蕴课剿且环N高效率經濟實用型有機廢氣的凈化與治理裝置; 是一種廢氣過濾吸附異味的環(huán)保設備產品。它采用自動化控制運轉設計,操作簡易、安全。具有吸附效率高、適用面廣、維護方便,能同時處理多種混合廢氣等優(yōu)點。適宜用作化學實驗室排風,從綠色環(huán)保的角度看,非常具有操作性和推廣意義。該裝置目前已被中山大學和廣州中醫(yī)大學等高校應用于實驗室排風。廢液: 酸堿溶液在稀釋后相互中和再排放,含酚、鉻等有毒、致癌液體要經過處理方可排出。對于有機廢液要進行回收、轉化、燃燒等處理。廢渣: 對于無毒物,放入指定的地點,有毒物應積累后以固化形式深埋地下指定地點或送規(guī)定部門統(tǒng)一處理。要認真研究實驗產物的利用空間,充分利用實驗產物,既減少環(huán)境污染,又節(jié)省實驗經費。

3.3 利用多媒體進行模擬仿真

計算機模擬化學實驗是多媒體仿真在化學實驗教學中的具體應用,是一種化學試劑和儀器裝置“零投入”和“廢棄物零排放”的特殊實驗方式,對部分有劇毒、易爆、危險性大、易產生嚴重后果的錯誤操作,或是由于設備復雜(投資大)、反應周期長和操作條件苛刻、常規(guī)實驗無法開展,但又是很重要的實驗,運用計算機多媒體課件輔助教學,以生動有趣的多媒體形式表現出來,不僅排除了這類實驗對環(huán)境的污染和對人的危害,還可以達到激趣、誘思、循理之目的。

參考文獻:

[1]李群,代斌.綠色化學原理與綠色產品設計[M].北京:化學工業(yè)出版社,2008.

[2]胡世代.無機化學實驗綠色化重要舉措[J].實驗室研究與探索,2硯閱吟,23(7):54一55.

第8篇:化學廢氣處理方法范文

中圖分類號:TN405文獻標識碼:A文章編號:1003-2738(2011)12-0284-01

摘要:大氣壓等離子體是一項新興的氣體污染處理技術,已成為當前環(huán)境領域的研究熱點。本文介紹了等離子體的概念及產生方法,概述了大氣壓等離子體技術在廢氣處理中的應用進展情況,并指出了今后大氣壓離子體處理廢氣的應用研究方向。

關鍵詞:大氣等離子體;廢氣;處理技術;應用

一、引言

隨著工業(yè)現代化的不斷進步和發(fā)展,排放到大氣中的硫氧化物、氮氧化物及有機廢氣等不斷增加,大氣污染造成的大氣質量的惡化、酸雨現象、溫室效應及臭氧層破壞足以威脅人類在地球上的生存和居住,其后果十分嚴峻,廢氣排放造成的環(huán)境污染問題逐漸引起人們的廣泛重視。廢氣處理指的是針對工業(yè)場所、工廠車間產生的廢氣在對外排放前進行預處理,以達到國家廢氣對外排放的標準的工作。一般廢氣處理包括了有機廢氣處理、粉塵廢氣處理、酸堿廢氣處理、異味廢氣處理和空氣殺菌消毒凈化等方面[1]。大氣壓等離子體技術是一門新興的環(huán)境污染處理手段,其在廢氣處理應用中具有成本低,效果好、操作簡單,無需高價格的真空系統(tǒng)等特點,具有廣泛的應用前景。本文主要研究的是大氣等離子體技術在廢氣處理方面的應用進展情況和可行性。

二、等離子體的研究現狀及特性

等離子體是一種電離狀態(tài)的氣體,它是由美國科學MUIR于1927年在研究低壓下汞蒸汽放電現象時命名的[2]。等離子體被稱作除固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)之外的第4 種物質存在形態(tài),它是由大量的子、中性原子、激發(fā)態(tài)原子、光子和自由基等組成,但電子和正離子的電荷數必須體表現出電中性。常見的產生等離子體的方法是氣體放電,氣體放電等離子體主要分為以下幾種形式:①輝光放電;③介質阻擋放電;④射頻放電;⑤微波放電。

大氣壓等離子體技術的實質也就是氣體放電原理,氣體在電場作用下被擊穿而導電,由此產生的電離氣體叫做氣體放電等離子體[3]。我們把大氣壓等離子體分為平衡(熱)或非平衡(冷)等離子體兩大類。如今低氣壓等離子體己在材料處理領域得到廣泛應用,該種等離子體可產生用來刻蝕或沉積薄膜的高濃度活性粒子,然而在運行低氣壓等離子體時也存在一些缺陷,像真空系統(tǒng)昂貴卻需要維修,處理材料的尺寸受到真空室大小的限制。大氣壓等離子體與低氣壓等離子體相比,具有成本低、操作方便、無需高成本的真空系統(tǒng)等優(yōu)點。

三、大氣壓等離子體在廢氣處理中的應用

隨著我國能源消費的持續(xù)增長和機動車保有量的迅猛增加,大量煤、石油與天然氣等化石燃料消耗產生的二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx) 等廢氣排放到大氣中,環(huán)境大氣中NOx/SO2比例的改變影響著大氣酸沉降,進而在特定條件下產生二次光化學污染,致使空氣中臭氧(O3)含量增加,并在空氣中形成大量二次細微顆粒物,給公眾健康及生態(tài)環(huán)境造成嚴重危害。等離子體是近十多年發(fā)展起來的一門高度交叉的新學科,是集物理學、環(huán)境科學、化學和生物學于一體的全新學科。大氣壓等離子體是一種新興的物理與化學相結合的廢氣處理技術,如今該技術已成功應用于工業(yè)鍋爐煙氣和汽車尾氣治理領域。大氣壓等離子體技術具有對廢氣凈化效率高、能耗低及無二次污染等特點。

(一)大氣壓等離子體分解氣態(tài)污染物的機理。

大氣壓等離子體分解氣態(tài)污染物的機理為:等離子體中的高能電子在大氣壓等離子體分解氣體污染物中起決定性的作用,數萬度的高能電子與氣體分子(原子)發(fā)生非彈性碰撞,巨大的能量轉換成基態(tài)分子(原子)的內能,發(fā)生激發(fā)、離解以及電離等一系列物理和化學變化使氣體處于活化狀態(tài)。電子能量小于10ev時 產生活性自由基,活化后的污染物分子經過等離子體定向鏈化學反應后被脫除。而當電子平均能量超過污染物分子化學鍵結合能時,污染物氣體分子鍵斷裂,污染物分解,在大氣壓等離子體中可能發(fā)生各種類型的化學反應,反應程度取決于電子的平均能量、電子密度、氣體溫度、污染物氣體分子濃度及共存的氣體成分。

(二)大氣壓等離子體處理廢氣裝置。

大氣壓等離子體在廢氣處理中應用的機理是在等離子體中的高能電子、離子、自由基、激發(fā)態(tài)分子和原子等的作用下,將NOx與SO2被氧化成更易參與反應和更易吸收的NO2和SO3,從而實現對廢氣的凈化處理。

圖1是模擬汽車尾氣和鍋爐煙氣同時脫硫脫硝所采用的大氣壓等離子體處理裝置示意圖。如圖所示,中心銅棒電極被聚四氟絕緣材料固定在放電管的中心且與高壓電源的高壓輸出端連接。銅棒處于放電管的中心能使介質阻擋放電管內等離子體更加均勻,另一方面可防止局部增強放電導致介質層擊穿現象的發(fā)生,故會提高裝置的運行時間。氯化鉀溶液作為外電極并與高壓電源的低壓輸出端相連。裝置的內電極與電源的高壓輸出端相連,其位置在內徑為16mm的右英管中心。銅棒放在石英放電管的中心是為了使管內放電所產生的等離子體更加均勻分布,以及防止介質層被擊穿,從而延長裝置的使用壽命。電源低壓輸出端與裝置外電極相連,它所采用的是0.2mol/L的氯化鉀溶液。儀器工作時,比例一定的NOx與活性氣體(N2、O2、H2O)通過浮子流量計和氣體分配器進入放電管,在線廢氣監(jiān)測儀Testo 360測定氮化物的濃度變化。在裝置放電區(qū)域或者氣體輸出管內,氮氧化物與活性氣體粒子會發(fā)生反應,經檢定,廢氣通過裝置的處理凈化,得到的產物都是無污染的,可直接排放到大氣中。

圖1大氣壓等離子體處理廢氣裝置示意圖

四、大氣壓等離子體的應用研究方向

為了實現大氣壓等離子體技術在廢氣處理的推廣應用,今后應加強深入研究大氣壓等離子體降解污染物的機理。大氣壓等離子體降解污染物是一個十分復雜的過程,而且影響這一過程的因素很多,雖然目前已有大量有關低溫等離子體降解污染物機理的研究,但還未形成能指導實踐的理論體系,使其工業(yè)應用缺乏理論保障。其次要實現處理裝置的大型化與小型化雙向發(fā)展,處理裝置的大型化與小型化是等離子體技術今后發(fā)展的兩個方向。

五、結束語

隨著環(huán)境保護的深入發(fā)展,大氣壓等離子技術以其獨特而優(yōu)良的廢氣處理效果正日益獲得環(huán)保研究者的青睞,該技術可以用來治理二氧化硫、氮氧化物等給環(huán)境以及人類帶來嚴重危害的廢氣。大氣壓等離子體在廢氣處理方面的應用價值很高,目前我國對該方面的研究還只處于初步階段,如果繼續(xù)對大氣壓等離子體在廢氣處理中的應用展開深入研究,可為我國的大氣環(huán)境污染整治工作做出突出貢獻。

參考文獻:

第9篇:化學廢氣處理方法范文

【摘 要】本文對光伏產業(yè)鏈中從晶體硅錠制作到光伏應用組件生產等工段工藝過程中產生的“三廢”進行分析,對污染防治應關注的相關問題進行探討。

【關鍵詞】光伏產業(yè);三廢;污染防治

光伏即利用“光伏效應”,使太陽光射到硅材料上產生電流直接發(fā)電。以硅材料的應用開發(fā)形成的產業(yè)鏈條稱之為光伏產業(yè),從上游到下游依次包括多晶硅原材料生產、晶體硅鑄錠、切片、太陽能電池生產、太陽能電池應用組件生產等工段,一般每個工段獨立成廠。由于太陽能具有可再生和環(huán)保等優(yōu)勢,近年來光伏產業(yè)蓬勃發(fā)展,2011年全球太陽能電池產量達到37.2GW,其中我國約13.0GW,占全球34.9%份額,成為世界第一大太陽能電池生產國。除上游的多晶硅原料生產已列入國家抑制部分行業(yè)產能過剩和重復建設的產業(yè)進行“限產”外,一時間各種太陽能晶體硅片、電池和組件加工廠如雨后春筍在中國各地建設。然而,光伏產業(yè)生產工序繁多,原輔材料涉及到的有毒有害藥品種類多,用量大,生產過程易對周圍環(huán)境造成影響。近日,浙江某晶體硅片生產公司涉嫌堆放污泥不當,受雨淋流入河道,造成河水氟化物超標而導致大量魚類死亡,為光伏生產廠家的環(huán)保工作敲響了警鐘。由此,筆者根據光伏產業(yè)特點及自身工作經驗,就產業(yè)鏈中除多晶硅料生產外各工段工藝過程的“三廢”產生和環(huán)境保護工作應關注的幾個問題進行探討。

1. “三廢”產生特點簡析

1.1 生產廢水

光伏產業(yè)一個特點就是清洗工序次數較多,使用到的清洗溶劑多,主要有酸液、堿液、皂液和純水等,溶液使用到一定程度無法使用后便需外排,并可能帶入細碎的硅料及其表面殘余的切削液,形成生產廢水。各工序廢水按性質可分成酸堿、含氟廢水、有機廢水和含硅微粒廢水4大類歸類進行處理。此外,晶體硅鑄錠切片和電池片加工均有間接冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的排水、純水制備反滲透濃水等清潔下水排放。各種廢水的產生情況詳見表1。

1.2 生產廢氣

光伏產業(yè)產生的廢氣主要來自清洗過程揮發(fā)性酸或有機物揮發(fā)形成的酸霧、有機廢氣,特氣(硅烷、磷烷)燃燒殘余,以及絲印烘烤工序漿料中的有機物揮發(fā)等。廢氣性質可按酸性廢氣、特殊廢氣、有機廢氣等3大類歸類配備相應的處理設施進行處理。各種廢氣的產生情況詳見表2。

1.3 生產廢渣(液)

光伏產業(yè)產生的廢物產生量通常較大,按形態(tài)可分為固、液兩態(tài),按性質可分為一般工業(yè)固體廢物和危險廢物。各種廢物的產生情況詳見表3。

2. 污染防治對策探討

2.1雨污分流、清污分流、分質處理

由于光伏產業(yè)廢水產生量大、類多、污染成分復雜,規(guī)劃建設廢水設施時應遵循雨污分流、清污分流、分質處理的原則,在廠區(qū)內分別建設獨立的雨水、污水收集處理系統(tǒng)。

其中,雨水可經雨水管道收集后排放;清潔下水無需處理,由獨立管道收集進入專門水池貯存后用于廠區(qū)沖廁、綠化和道路澆灑等,剩余可接入雨水管道排放;廢水應根據工程中來源、水質的不同,由各自工藝設備流出后,劃分為含氟、酸堿、有機及含硅微粒廢水4類歸類收集。由表1得知,含氟和酸堿廢水的污染成分有交叉,有機和含微粒廢水污染成分有交叉,因此全廠可設置2套廢水處理設施:一套針對含氟、酸堿廢水,該流程可首先采用化學沉淀法去除含氟廢水中的氟,其原理為投加鈣鹽等化學藥品,形成氟化物沉淀或氟化物被吸附于所形成的沉淀物中而共同沉淀,其反應原理如下: Ca2+ + 2F- = CaF2,而后提升進入中和池和其他不含氟的酸堿廢水合并進行中和處理。目前國內廠家已廣泛應用先進的中和處理系統(tǒng),其采用計算機自動控制,系統(tǒng)對pH值十分靈敏,若高于或低于設定的pH值,則系統(tǒng)會自動加酸或加堿,保證出水達標。第二套針對有機、含硅微粒廢水,采用混凝+生化法,具體為:兩類廢水共同匯入系統(tǒng)后先經格柵去除大顆粒雜質,然后進入混凝反應池,通過投加絮凝劑進行混凝反應,出水流入沉淀池進行固液分離,去除懸浮物,而后進入生化處理系統(tǒng)進行處理,最后外排接入市政污水管網。此外,廠區(qū)生活污水宜接入生化處理系統(tǒng),不但可一并處理,而且可增加生產廢水中的碳源,增加其可生化性。

據調查,以上廢水處理基本方案在國內著名光伏企業(yè)江西賽維LDK太陽能高科技有限公司得到了應用,廢水經處理后可以達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)三級標準,符合城市污水處理廠接管水質,而后接入城市處理廠進行處理,可保證其對區(qū)域環(huán)境影響不大。

2.2保證廠房和設備的密閉性,積極發(fā)展和使用成熟成套化廢氣處理設備

光伏工業(yè)廢氣產生量雖小,無需設置大型煙囪進行排放,但種類多、污染物成分復雜,按性質可分為酸性、特殊、有機和含塵廢氣,且產生點位較為分散,據實地調查,國內多個光伏廠家廠內均設置有十數個甚至數十個的排氣筒。

酸性廢氣現有的治理技術簡單、成熟,普遍采用吸收法,其在光伏產業(yè)已得到廣泛應用。吸收法原理為通過抽風機將廢氣經管道抽進設置于廠房外的吸收設備,常用NaOH溶液作為吸收劑,根據中和原理對廢氣進行吸收,去除效率通常可達90~95%。

特殊廢氣主要來自PECVD(化學氣相沉積)工序使用的硅烷、氫氣和氨氣殘余。PECVD工藝設備末端一般配備尾氣處理裝置,采用天然氣作為燃燒氧化劑,進行燃燒處理。機理為:

硅烷燃燒后產生副產物SiO2顆粒,故燃燒器末端通常設集塵機進行收塵,而后進入洗滌塔進一步除塵,避免二次粉塵溢揚污染。該處理工藝也是目前半導體工廠對PECVD工藝廢氣的普遍采用的方法,在天津、上海等地的芯片廠運用較為普遍。根據《電子工業(yè)污染物排放標準“平板顯示器、電真空及光電子器件”編制說明》(征求意見稿)提供的案例,某已投產的LCD生產企業(yè)采用該法對PECVD工藝廢氣進行處理,尾氣中的硅烷、氫氣呈現未檢出狀態(tài),氨氣可以滿足《惡臭污染物排放標準》(GB14554-93)二級標準。

有機廢氣通常采取濃縮燃燒法或吸附法進行處理。兩種方法在國內市場目前均有成熟的成套設備,包括前者為沸石濃縮轉輪,后者為活性炭纖維吸附塔。根據《電子工業(yè)污染物排放標準“平板顯示器、電真空及光電子器件”編制說明》(征求意見稿)提供的案例,某企業(yè)采用沸石濃縮轉輪對有機廢氣進行處理,凈化效率可達到88.9%~95.3%。

含塵廢氣采用常用設備布袋除塵器處理即可,其對粉塵的處理效率在98%以上,可將廢氣處理達到《大氣污染物綜合排放標準》(GB16279-1996)二級標準。

此外,光伏工廠的生產車間及化學品倉庫一般均為封閉負壓式的超潔凈室,涉及揮發(fā)反應類化學品及氣體的工藝設備及流程基本上全封閉式操作,并采用密閉的管道直接輸送至工藝設備,氣體及藥品配送站設置有自動檢測、報警和緊急排氣系統(tǒng),可將泄漏的微量廢氣抽出進行有組織排放??梢娭灰O計和管理得當,基本可消除了物料儲存和使用過程中的廢氣無組織排放源。

2.3建設合理的生產廢物臨時貯存場

光伏產業(yè)各類固體廢棄物產生量大、種類繁多,可根據廢物的性質,建設獨立的倉庫式危險廢物暫存間和一般工業(yè)固廢暫存場,將廢物分類臨時貯存。

危險廢物暫存間一般設置為倉庫式,建設前應由有資質的單位進行設計,場所的選址、設計、運行、安全防護、監(jiān)測遵循《危險廢物貯存污染控制標準》(GB18597-2001),并做防風、防雨、防曬、防滲、防盜處理。各種廢物分類進行存放暫存間內部,對于水處理污泥等含水量較大的固態(tài)廢物宜采用防漏性較好PE編織袋袋裝堆存;廢酸等液體廢物宜采用專用桶桶裝存放,并設有放氣孔。

一般工業(yè)固廢暫存場暫存場設計和管理應滿足《一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場污染控制標準》(GB18599-2001),禁止其他危險廢物和生活垃圾混入。

2.4做好應急預案,防范環(huán)境風險事故

光伏產業(yè)的生產過程中需使用多種化學品,其中部分化學品具有易燃易爆和毒性,在運輸、儲存、使用和管理過程中存在環(huán)境風險。在突發(fā)性的事故狀態(tài)下,一旦發(fā)生爆炸或泄漏,勢必將危及人群和周圍自然環(huán)境。因此,應采取下列風險防范措施:

(1)特氣室、有毒氣體及藥品配送站安裝有自動檢測、報警和緊急排氣系統(tǒng),平時將泄漏的微量廢氣抽出排放,一旦報警或發(fā)現問題立即自動切斷氣源,并啟動泄漏應急處理設備進行處理。

(2)設置事故應急池,預防平時廢水的跑、冒、滲、漏或事故情況下廢水對周圍水環(huán)境造成影響。一旦發(fā)生廢水處理設施故障,應立即停止生產,并及時將未來得及處理的廢水引入事故應急池,同時對廢水處理系統(tǒng)池進行維修,修好后將事故應急池中的廢水再導回廢水處理系統(tǒng)處理,杜絕廢水發(fā)生非正常排放。