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              含有溶劑的廢氣凈化方法

              2013-10-05 中國環保技術網 我要評論(0) 字號:T | T
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              由于溶劑的揮發性,這種物質不僅在生產中,而且在以后的使用中一直都會給周圍環境的空氣造成有害的影響。在測定廢氣時,必須要遵

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              由于溶劑的揮發性,這種物質不僅在生產中,而且在以后的使用中一直都會給周圍環境的空氣造成有害的影響。在測定廢氣時,必須要遵循法規制訂者所規定的極限值。

                環境保護是一個動態的過程:例如隨著適用于涂層材料和藥品生產裝置以及浸漬和涂漆裝置的31號BimSchV法案的實施,近年來對揮發性有機物質極限值的規定明顯地嚴格了。這項法規將歐盟的1999/13/EG號關于溶劑的規定轉變為德國的法律,其目的在于在整個歐洲的范圍內將溶劑的排放量減少約20%。是否必須要采用這些濃度極限值,要視溶劑的年消耗量而定。值得注意,但是并不是真正令人吃驚的是這樣一種事實,即在BimSchV法案中沒有采用歐洲的1:1的數值,而是極限值更加嚴格了。

                此外,在2002年10月1日新的TA 空氣法案開始生效,這項法案普遍適用于需要審批的裝置。在此法案中,不僅物質流量,而且濃度的極限值都降低了,一些物質,如二氯甲烷重新劃分了等級。對于廢氣中的有機物質的含量的普遍規定是:濃度不能超過50mg碳/m3,或者物質流量不能超過0.5kg碳/h。對于劃分為I級或II級的物質,適用其他的大多是更加嚴格的數值。那些能夠符合至今為止的要求,但不能符合新的要求的裝置必須在2007年10月30日之前進行改造,執行這項法規的結果是,許多生產企業必須在環保方面進行新的投資。據估計,光是由于新的TA空氣法規的實施,在今后10年內就要增加幾十億歐元的投資。并且環境保護仍然是一個動態的過程。為了給廢氣凈化樹立一個標準,歐洲委員會目前正在制訂敘述可以獲得的減少排放的最好技術(BAT=Best Available Technology)。

                工藝方法選擇

                對于溶劑的使用者和生產者來說,當然會提出尋找可以將廢氣凈化到所要求的值的適合的工藝方法。首先必須決定是否需要回收溶劑。在這方面,經濟性的考慮會作為基礎,要考慮溶劑的價值、溶劑的濃度、廢氣的體積流量、在一定情況下會出現的混合物的處理費用等等諸多因素。對于只使用甲苯,而且不僅廢氣中的濃度較高(大于4g/m3),而且廢氣流量較大(大于10000m3/h)的企業來說,作出決定是很簡單的事情。在這種情況下,回收裝置的費用可以很快得到償還。盡管在原則上可以考慮其他適用的回收工藝方法,如冷凝、吸收或隔膜方法,但是活性炭吸附在近年來被認為是最經濟且最安全的方法。

                如果回收是不經濟的,可以用氧化方法消除有機物質。如果裝置是自供熱的,即不需要另外增加燃料,就特別適于使用燃燒方法。行之有效的熱氧化方法的工作溫度要比催化氧化方法的工作溫度高,而且對所謂的催化劑的毒性不敏感。最近一段時間,生物方法越來越重要。通過使用一些新研制的設備,如結合生物過濾器和生物洗滌器優點的生物滴流過濾器,可以獲得在低濃度的范圍內(小于2 g/m3)的經濟的燃燒方案。

                吸附回收

                溶劑的吸附回收方法的一個重要的應用領域是化工、石油化工和制藥工業。使用的溶劑,例如甲苯、苯、汽油、二氯甲烷和乙醇等一般來說都是有較大價值的,并且有足夠高的濃度,可以用相對較低的費用進行回收。含有溶劑的廢氣在生產裝置中被抽出來,在廢氣過濾和冷卻后,溶劑積聚在活性炭的孔隙中,就這樣從廢氣流中分離出來。裝置的設計可以達到純凈空氣中的溶劑濃度只有幾mg/m3。當吸附器充滿溶劑后,就用蒸汽通進去,這樣溶劑又從活性炭中被驅趕出來。蒸汽和溶劑的混合物被冷卻、冷凝并送入一個收集容器。對于不溶于水的溶劑,收集容器的設計使得溶劑和水只是*重力就可以分離(如圖1表示)。如果溶劑部分地溶解于水,如醋酸乙酯,則需要對混合物進行蒸餾加工。也還存在另一種可能性,即是將充滿溶劑的活性炭不是用水蒸氣,而是用加熱的惰性氣體(氮氣)進行還原再生。

                由Donau Carbon 公司(以前的魯奇活性炭公司Lurgi Aktivkohle)主要參與研制的并且在低壓工業中成功地進行應用的這種工藝方法的一種較新的形式是所謂的循環空氣工藝方法。用這種方法的回收裝置的廢氣只有一小部分排放掉。絕大部分則被送到壓力機。這一點是可能的,因為通過一個預處理裝置使空氣達到了所需要的濕度和溫度。在這兩種情況下,離開吸附裝置的廢氣中的溶劑濃度都差不多,但是排放到環境中的體積流量卻大大減少,溶劑的排放同樣大大減少。

                廢氣的生物凈化

                Biovox工藝方法是生物滴流概念的進一步發展,一種具有很大表面積的惰性載體材料促使氣相和水相的密切接觸。同時通過反應器中的專用的內件及改進的廢氣輸送可以實現過濾器能力的最佳化。Biovox工藝是在廢氣的直流和循環水中進行操作的(如圖2表示)。溶劑被微生物分解并且變為無害的最終產品,如二氧化碳、水和生物物質等(新陳代謝)。流出的水在反應器內部循環,以把污染的氣體的溶劑轉變為可溶的形式。通過噴嘴將水和營養物質一起噴到生物薄膜上。由于對生產條件和廢氣條件變化的快速的適應能力及對于有害物質峰值的不敏感性,即使在空氣量變化、濃度變化和更換溶劑混合物時也可以實現安全可*的操作。酸性氣體或重金屬會妨害微生物的生長。對許多種溶劑都具有操作經驗。這種工藝方法的一個特點是,除了可以從廢氣中脫除水溶性的物質之外,同時也可以脫除難于溶于水的物質,如甲苯、二甲苯、汽油或復雜的有害物質混合物。

                再生式燃燒

                熱再生式燃燒裝置在700~900℃的溫度范圍工作,一般來說是3或5個爐室的結構。經驗表明,體積流量在10000標準m3/h以上的熱再生式燃燒裝置(RTO)可以經濟地進行操作。燃燒室本身安排在爐室上方。安裝在那里的燒咀用于啟動和供給增加的能源,如果氣體混合物(由于溶劑量少)而不能自熱式地點火或燃燒的話。在啟動之后RTO的各個爐室變換地發揮各種不同的作用(如圖3所示)。有冷的熱載體的爐室供給熱的純凈氣體,熱載體本身加熱并使純凈氣體在進入煙囪之前冷卻。有熱的熱載體的爐室通入有害氣體,它本身加熱到燃燒溫度,而使熱載體冷卻。第三個爐室通過用純凈氣體沖洗而做好準備。通過控制時間和閥門總是將有害或純凈氣體供給另一個爐室,這樣由于有機物的燃燒而產生的熱能(通過熱載體)得到最佳的利用。其目標是:不需要添加燃料(取決于有害氣體的溶劑濃度)而實現燃燒。如果有熱量過剩,則可以用來生產蒸汽。裝置周圍可能產生的廢液可以通過啟動燒咀或附加燒咀來燒掉。如果在有害氣體中含有氯或硫之類的化合物,那么就可能需要采取進一步的凈化步驟。

                結論

                對于上述的工藝方法可以總結性地說:一般說來,對于每一種情況都要具體地分析研究,以便能夠選擇最適用的廢氣凈化方法。最終不僅取決于工藝技術的基礎數據,而且取決于用戶的具體要求。關于這樣裝置的地點、設備的費用以及回收溶劑的收益等等問題要進行綜合性的總體考慮。在這方面最好尋找一個有經驗的承建裝置的工程公司作為伙伴。由于實行了新的法規,有不少事情要做。據估計,僅是由于執行新的TA空氣法案,就有50000~55000個裝置受到影響。

               


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