廢氣處理設備的類型

 

廢氣處理設備分為吸收設備、吸附設備、催化燃燒設備和等離子體處理設備。以下來介紹廢氣處理設備的類型。

 

吸收設備

 

在吸收法中，揮發性有機化合物被低揮發性或非揮發性溶劑吸收，然后通過揮發性有機化合物和吸收劑之間物理性質的差異進行分離。

 

含VOCs的氣體從底部進入吸收塔，在上升過程中從塔頂與吸收劑逆流接觸，凈化后的氣體從塔頂排出。經過熱交換器后，吸收劑吸收的揮發性有機化合物進入汽提塔頂部，在高于吸收溫度或低于吸收壓力的溫度下脫附。脫附的吸收劑由溶劑冷凝器冷凝，然后返回吸收塔。在通過冷凝器和氣液分離器后，脫附的揮發性有機化合物氣體作為相對純的揮發性有機化合物氣體離開汽提塔并被回收。該工藝適用于揮發性有機化合物濃度較高、溫度較低的氣體凈化，其他情況下需要相應的工藝調整。

 

吸附設備

 

當流體混合物用多孔固體物質處理時，流體中的某種成分或某些成分可以吸附在表面并集中在其上。這種現象叫做吸附。廢氣經吸附處理時，吸附對象是氣態污染物，氣固吸附。吸附的氣體成分稱為吸附質，多孔固體物質稱為吸附劑。

 

被吸附物吸附在固體表面后，被吸附的被吸附物的一部分可以從吸附表面分離出來，吸附表面是附著的。但吸附進行一段時間后，由于表面吸附質的濃度，其吸附能力明顯降低，導致吸附凈化的要求。此時需要采取一定的措施，將吸附在吸附劑上的吸附質脫附，增強其吸附能力。這個過程叫做吸附劑再生。所以在實際的吸附工程中，能夠去除廢氣中的污染物，回收廢氣中有用成分的是吸附-再生-重復吸附的循環過程。

 

催化燃燒設備

 

燃燒法對處理高濃度Voc和有氣味的化合物非常有效。其原理是用過量的空氣燃燒這些雜質，大部分產生二氧化碳和水蒸氣，可以排放到大氣中。但在處理含氯、硫的有機化合物時，燃燒產物中會產生HCl或SO2，燃燒后的氣體需要進一步處理。

 

等離子體處理設備

 

等離子體是一種電離氣體，它的英文名字叫等離子體，是1927年美國科學繆爾在研究低壓下汞蒸氣中的放電現象時命名的。等離子體是由大量的中子、中性原子、受激原子、光子和自由基組成，但電子和正離子的電荷數必須是電中性的，這就是“等離子體”的含義。等離子體與固體、液體、氣體在電導率、電磁影響等很多方面都不同，所以有人稱之為物質的第四種狀態。根據狀態、溫度和離子密度，等離子體通常可分為高溫等離子體和低溫等離子體(饅頭和冷等離子體)。其中高溫等離子體電離度接近1，各種粒子溫度幾乎相同，處于熱力學平衡狀態。它主要用于受控熱核反應的研究。而低溫等離子體處于非平衡狀態，各種粒子的溫度不同。電子溫度(Te)≥離子溫度(Ti)可達104K以上，而其離子和中性粒子的溫度可低至300 ~ 500 k，一般氣體電子發射體屬于低溫等離子體。

 

截至2013年，低溫等離子體作用機理的研究被認為是粒子非彈性碰撞的結果。低溫電離富含電子、離子、自由基和激發態分子，其中高能電子與氣體分子(原子)碰撞，將能量轉化為基態分子(原子)的內能，激發、解離、電離等一系列過度梗處于激活狀態。一方面氣體分子鍵被打開，產生一些單分子和固體粒子；另一方面，自由基如。OH，H2O2。，等等。和具有強氧化性的O3。在這個過程中，高能電子起著決定性的作用，離子的熱運動只有副作用。在常壓下，氣體放電產生的高度不平衡等離子體中的溫度遠遠高于氣體溫度(室溫下約為100℃)。非平衡等離子體中可能發生各種類型的化學反應，主要由電子平均能量、電子密度、氣體溫度、有害氣體分子濃度和≥氣體組成決定。這提供了一些需要很大活化能的反應，例如去除大氣中的難降解污染物。此外，還可以處理低濃度、高流速、大風量的揮發性有機污染物和含硫污染物。

 

產生等離子體的常用方法是氣體放電。所謂氣體放電，是指電子通過某種機制從氣體原子或分子電離出來，形成的氣體介質稱為電離氣體。如果電離氣體是由外部電場產生的，并形成傳導電流，這種現象稱為氣體放電。根據放電機理、氣體壓力J源的性質和電極的幾何形狀，氣體放電等離子體可分為以下幾種形式:①輝光放電；③介質阻擋放電；④射頻放電；⑤微波放電。無論產生哪種形式的等離子體，都需要高壓放電。很容易引起火災并造成危險。由于氣態污染物的處理，一般要求在常壓下進行。

 

光催化和生物凈化設備

 

光催化是一種室溫下的深度反應技術。光催化氧化可以在室溫下將水、空氣和土壤中的有機污染物完全氧化成無毒無害的產品，而傳統的高溫焚燒技術需要在極高的溫度下破壞污染物，即使使用常規的催化和氧化方法也需要數百度的高溫。

 

理論上，只要半導體吸收的光能不小于其帶隙能量，就足以激發電子和空穴，半導體可以用作光催化劑。常見的單一化合物光催化劑多為金屬氧化物或硫化物，如Ti0。、Zn0、ZnS、CdS、PbS等。這些催化劑對于特定的反應具有突出的優勢，可以根據具體研究的需要進行選擇。比如CdS半導體，帶隙能量小，與太陽光譜中的近紫外波段有較好的匹配性能，可以很好的利用自然光能量，但易受光腐蝕，使用壽命有限。相對而言，Ti02具有良好的綜合性能，是應用和研究最廣泛的單一復合光催化劑。