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医药化工废气处理

时间:2020-03-06 点击次数:230

近几年,我国经济水平得到了有效的提升,医药化工企业的发展速度也逐年提升,其中间体和产品为社会带来巨大经济效益的同时,也对大气环境造成了难以修复的危害。化工制药排放的废气成分主要是挥发性有机化合物,且和一般工业污染相比,化工医药企业废气污染具有难以控制等特点,是环保问题中难的一大问题。

现阶段,化工医药企业废气治理常见方法主要有焚烧法、吸附技术、冷凝法、生物法以及高温等离子焚烧法等。本文在化工医药企业排放废气的基础上,结合当代现有的方法来对废气处理技术进行了总结和分析。

一、化工医药企业废气处理技术

1焚烧法

使用焚烧法处理化工医药企业废气主要有直接焚烧、催化燃烧两种方式。直接焚烧法直接点燃废气中的可燃有害气体,主要适用于可燃性废气处理。但可燃气体含量较低时,不适合使用直接焚烧法。催化燃烧法的原理在高温下,通过加入催化剂来加速废气中的有害气体的分解速度,燃烧室与火焰直接接触,使有害物质燃烧生成CO2和H2O,使废气净化。

优点:燃烧效率高,容易管理;维护简单,不稳定因素少,可靠性高。

缺点:处理温度高,耗燃料费高;燃烧装置、燃烧室、热回收装置等设备造价高;处理浓度低风量大的废气不经济。

2 吸附技术

吸附废气处理技术是应用时间较长的废气处理方式,目前在我国已经有上百年的使用历史。吸附法主要是利用吸附剂可以借助于表面的选择吸附作用,将气体状态下的物质有选择的进行吸附,再通过解吸附的作用将气体释放出来。根据吸附形式的差异,可以分为化学吸附和物理吸附两种类型。其中,我国化工医药企业在废气处理上应用范围广的是物理吸附。吸附法在处理废气过程中可以不需要水,因此该技术不涉及由废气污染引发废水污染等问题。此外,与热力燃烧法相比,吸附法也不需要额外加入其它辅助燃料,可以充分节约能源。但吸附法也存在一定的弊端,例如废气处理的效果与吸附剂的类型息息相关,在选择吸附剂时,必须兼顾废气的性质以及特征等参数,提高处理效率。郭杨龙等人通过考察甲苯浓度、空气流速和表面改性对活性炭处理废气效果的影响,结果显示当温度为25℃,空气流速10000h-1 时,对甲苯的清除率为6.5wt%。

优点:设备费用低,运转费用少;无爆炸、火灾等危险,安全系数高;适合处理喷漆室和挥发室排出的废气。

缺点:需要对产生的废水进行二次处理;对涂料品种有限制。

3 冷凝法

化工医药企业主要应用利用冷凝法来回收废气中的可用溶剂,为了提高处理质量和处理效果,冷凝法在使用过程中需要注意以下两个方面的内容。首先,冷凝法在水蒸气含量较高的废气处理过程中应用较为广泛,可以大限度的提升所回收物质的纯度。第二,也有部分企业为了提高废气处理效率和处理效果,提高资源利用价值,在使用冷凝法时,会加大对实际处理温度的控制。通常情况下,冷凝法处理废气的温度水平是-13℃左右。

优点:冷凝法是利用物质沸点的不同回收,适合沸点较高的有机物,该方法具有回收纯度高、设备工艺简单、能耗低的优点;并有设备紧凑、占用空间小、自动化程度高、维护方便、安全性好、输出为液态油可直接利用等优点;

缺点:单一冷凝法要达标需要降到很低的温度,耗电量巨大,不是真正意义上的“节能减排”。

4生物法

生物处理法的原理是利用微生物来吸收化工医药企业的有机废气,并将其作为自身生长繁殖的养料,同时将废气分解成二氧化碳、水等无污染的物质,以达到废气处理的目的。该方法的主要优点是能源消耗低,但由于生物处理技术所用的处理设备较多,场地占用面积较大,适用于大型医药化工企业废气处理。

优点:适用范围广处理效率高、工艺简单投资运行费用低,无二次污染

缺点:对高浓度、生物降解性差及难降解的VOCs去除率低

5 高温等离子焚烧法

高温等离子焚烧法是在一定条件下高频、高压、大功率电源的聚能放电。在高温等离子反应器中,化工医药工业废气温度急剧上升至3千度,有机污染成分在高温以及高电势双重作用下会瞬间被电离,发生完全裂解反应,生成水、二氧化碳以及碳等物质。高温等离子焚烧技术的优点是工业废气可被瞬间处理为高温等离子体,符合国家工业废气排放标准,有害气体的清除率高达98%以上。高温等离子焚烧设备为不锈钢结构,具有良好的耐腐蚀性,维护工作简单方便,且设备多数应用智能化系统,可以远程控制,不用专人看守。冯求宝等人研究了高温等离子体焚烧法对化工医药企业的含甲苯废气处理方法,实验结果表明随着初始浓度和气体流量的增加,甲苯平均去除率呈现下降趋势,当气体流量为2.2m3/h,电流值为3A 时甲苯废气的去除效果好。

优点:电子能量高,几乎可以和所有的恶臭气体分子作用;运行费用低;反应快,设备启动、停止十分迅速,随用随开。

缺点:一次性投资较高。

6 光催化氧化法

光催化氧化法是在一定波长光照下,利用光催化剂,将H2O转化成-OH,-OH可以将有机物氧化成水和二氧化碳。由于气体分子的扩散能力良好,质量传递速率较快,容易发生链反应,因而气相反应光效率极高。美国环境研究者以臭氧为辅助剂,用光催化氧化技术治理含苯、甲苯、二甲苯、乙基苯等工业废气,研究结果显示光催化氧化反应比吸附法、催化燃烧法等技术更具备经济潜力。

优点:占地小,投资低,运行成本低;管理方便,即开即用;耐冲击负荷,不易污染物浓度及温度变化影响。

缺点:这是一项尚未成熟的新技术,不能处理酸性气体,容易影响设备的使用寿命。且该技术尚处于实验室探索阶段,还不能达到很好的商用效果。因此其他的缺点还有待于发现。

总结

随着国家逐渐加大对环境监测和保护工作的重视程度,废气处理技术也在不断更新。化工医药企业在废气处理方案的选择上,要充分考虑废气成分,是否含有固体颗粒,处理的难易程度,各类气体的大概浓度以及排放形式等问题,针对自身企业排放废气的类型,选择合适的处理方式,降低废气对环境的影响,提高处理效率。

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