时间:2022-08-03
亚德环保导读:任何VOCs治理技术都有其最适使用范围,VOCs治理并不是可一招打天下,任何技术关键是如何正视其优缺点,并知道如何用好/规避它们。
活性炭吸附法的技术“痛点”
活性炭吸附法前期投资较低, 但实际运维成本高、管理难、技术适用性受多方因素影响,难持续性稳定达标。不适合含尘废气和含水汽或含粒状物的废气。治理废气需要大量活性炭,活性炭吸附饱和后的后续处理比较困难,只是对污染物的转移,没有做到把污染物消解掉,极易造成二次污染,不能形成除污环保闭环,存在环保责任风险。
国内运用活性炭吸附的治污工艺设备,制造其的环保公司对设备的除污参数,基本上都会提到这类设备的除污效率达到90% 以上,但是事实呢?经专家和实验数据表明,在实际除污应用过程中,除污效率达到90%以上只是理论值。但是,在不同的工作环境下,其除污效率远比这个理论数值低。原因分析如下:
活性炭的吸附作用,主要是与活性炭的结构有关。活性炭表面原子通过络合作用、氢键、离子交换等多种方式结合起作用。活性炭虽然吸附速率快,吸附效率高,但对有机气体吸附的选择性低,同时,活性炭对有机气体的吸附过程也受多种因素的影响,主要包括温度、工作环境湿度、水雾、酸度、灰尘及被吸附气体之间的相互作用等。实验数据表明,在不同的环境条件下,活性炭的吸附效率的变化:
(1)温度影响
在通常情况下,活性炭吸附设备在温度方面,一般要求废气的温度低于40℃,25℃的吸附条件比较好,原则上需要对VOCs 气源进行冷却才能达到这个温度,而在实际的工作环境中很难做到恒温吸附VOCs,如果废气的温度超过40℃,活性炭的吸附效率就会急速下降。而且,当活性炭吸附一定量的VOCs 后暂停工作,则已经吸附VOCs 的活性炭会因气温或气压的改变又释放脱附VOCs。
(2)相对湿度影响
相对湿度也会对活性炭吸附设备的吸附效率产生影响。
从我国华南地区的一个沿海大省气象局发布的环境数据看到,自2016 年4 月,该省白天气温已经出现30℃以上的温度,甚至在7-9 月份,频繁地出现白天气温超过35℃的极端气候。另外,该省自2016 年3 月开始,平均湿度长期超过70% 了。再加上企业生产过程中产生的VOCs 的温度长期偏高,所含的湿气也超过了50%。因此,室外环境条件和废气环境条件共同作用下,导致了活性炭吸附效率大为降低。活性炭吸附设备的整体吸附效率不到其设计标准的50%。可想而知,在这种情况下,排出的气体,所含的VOCs 肯定是超出了国家规定的可排放标准,直接对大气产生了污染。
(3)酸性气体影响
活性炭表面酸性与吸附平衡有着密切的关系。活性炭表面酸性增加,则对酸性及中性有机物的吸附能力大幅降低,而大部分VOCs 均显酸性。
(4)粉尘影响
活性炭对VOCs 的吸附则主要受活性炭比表面积、孔径大小等物理特性的影响。因为活性炭的吸附是无选择性的,除了吸附VOCs,也会吸附粉尘,随着活性炭表面粉尘量的增加,活性炭的微孔被堵塞,比表面积降低,降低活性炭对VOCs 的吸附能力,致使活性炭“中毒”失活。
低温等离子法的技术“痛点”
技术原理为:低温等离子废气处理设备中的介质阻挡放电过程中,等离子体内部产生富含极高化学活性的粒子,如电子、离子、自由基和激发态分子等。VOCs 与这些具有较高能量的活性基团发生反应,部分会被裂解,最终转化为二氧化碳和水等物质,从而达到净化废气的目的。
国内生产的运用低温等离子体技术的治污设备,制造环保公司对设备的除污参数,基本上都会提到这类设备的除污效率达到80%以上。例如低能量的等离子体设备可用于治理油烟机油烟污染,但是在实际处理工业VOCs过程中,这种低温等离子体技术设备对VOCs的降解会生成副产物污染,VOCs 的易燃性令其安全性将备受关注。
(1)生成副产物
现在采用等离子体技术的处理VOCs 存在的问题是,等离子体对VOCs 是可以部分降解的,如对简单的VOCs 烷烃类、胺类物质,可以部分降解,但是对有机污染物甚至空气的激发是没选择性的,且在短短零点几到1 秒内的时间对VOCs 的降解是不完全的,还会产生一氧化碳、臭氧与氮氧化物等污染气体,生成的大量中间产物,可能挥发性、迁移性、毒性更强,危害更大。生产等离子体的厂家对原理剖析中,通常会指出臭氧能够与VOCs 一起发生反应,生成无害的气体。但是实际检测结果表明,等离子体激发空气生成大量臭氧,大部分的臭氧在处污设备中是没有与VOCs 发生反应的。
(2)空气氧浓度的影响
从以上图可知,等离子体对VOCs 的降解受废气中氧浓度影响比较大,同等电压下,废气中10% 的含氧量分别比0%、20% 的降解率高。
但是在实际处理过程中,废气的含氧量很难做到10% 的最佳比例,导致了等离子体技术处理设备对VOCs 的降解率达不到最佳效率,甚至会因为含氧量过高或过低,导致对VOCs 的降解率只有理论值70% 以下,不但达不到治理VOCs 的标准,生成的副产物对大气产生了更多污染。
(3)电压条件的影响
从上图可知,不管废气中含氧量多少,增大等离子体的电压,生成臭氧量都会增加。虽然电压大,可以增大激发电弧的能量,从而加大对VOCs 的降解率,但是,同时电压越大产生的臭氧量越大。
亚德环保在三废(废气、废液和固废)管理、无害化和资源化方面拥有全面的技术储备,以及丰富的项目业绩和建设运营经验。
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