摘要：低濃度苯類有機廢氣的常用處理方法有催化燃燒法、活性炭吸附法、微生物處理法及吸收法等, 其中吸收法投資費用少, 執行成本低, 在中小型企業中得到廣泛應用。文章結合具體應用例項, 在傳統吸收法的基礎上, 針對低濃度苯類有機廢氣提出了一種新的複方液吸收法, 提高了吸收效率, 使低濃度苯類廢氣的淨化處理效率達到87. 5%。該項技術具有投資省、執行成本低、淨化效率高、易操作等特點, 有很好的推廣應用價值。
關鍵詞：苯 有機廢氣 複方液吸收法
低濃度苯類有機廢氣常產生於印刷、油漆噴塗及製鞋業等生產過程中,其汙染物主要從油墨、油漆、粘鞋劑及其溶劑中揮發出來形成。這一類汙染物主要包括苯、甲苯、二甲苯等。國內、外的研究業已證實,這類汙染物具有致癌作用,對人體健康會造成嚴重危害[1～3]。我國已明確規定該類汙染物在車間內的最高允許濃度,同時也制定了嚴格的排放標準[4],因而對該類有機廢氣必須進行有效的控制與治理。本文將探討低濃度苯類有機廢氣的處理方法,並結合工程例項研究一種低廉、有效、易行的複方液吸收法。
1 處理方法研究
20世紀70年代以來,我國對苯類有機廢氣的處理已進行了許多研究,並取得了大量的成果。迄今比較成熟且較常用的有催化燃燒法、活性炭吸附法、微生物處理法及吸收法等[5～8]。催化燃燒法是利用催化劑使有害氣體中的可燃組分在較低的溫度下氧化分解成CO2和H2O並釋放熱量。但在執行過程中,催化劑容易發生劣化現象,處理效率降低,而且在處理過程中,需對廢氣進行預處理。整套系統投資費用高,執行費用也高,在選用中受到了相應的限制。
活性炭吸附法是利用活性炭內部的微孔,將廢氣中的一種或幾種組分濃集在固體表面,從而與其它組分分開。其處理效率取決於活性炭的吸附值及其填充量。該處理方法需有活性炭再生裝置,如鍋爐、壓縮空氣等,因而一次性投資較大,執行費用相對較高,操作、管理也比較複雜,在設計選用時受到了相應的限制。
微生物處理法是以微生物懸浮液作為噴淋液,將廢氣中的有害成分洗滌至懸浮液中,在微生物作用下進一步降解,達到處理目的。該方法由於微生物的生長需要大量的營養,因而需要不斷新增營養物及通入一定的氧氣保證微生物的進一步生長,所以微生物處理法對操作要求較高,使用不便。
吸收法是以液體為吸收劑,通過洗滌吸收裝置使廢氣中的有害成分被液體吸收,從而達到淨化廢氣的目的。該處理方法投資費用較少,執行成本也較低,因而在一些中小型企業中的應用比較廣泛。
本文主要研究在中小型企業中應用比較廣泛的吸收法。採用吸收法處理低濃度苯類有機廢氣的關鍵是吸收液的.選擇。在20世紀80年代多采用輕柴油作為吸收液,其處理效率一般在70%左右[1]。隨著排放標準日益嚴格和環境質量標準的提高,上述吸收效率已難於滿足其處理要求。本文在此基礎上進行了試驗研究,提出一種複方液吸收法,解決了吸收效率低這一難題。複方液吸收法的工藝特點和關鍵在於複方液的成分選擇與配方,以及複方液的最佳使用環境條件。該複方液以水和無苯柴油作為主配方,新增MOA助劑及磷苯二甲酸二丁酯,並調節吸收液至弱鹼。
複方液吸收法處理低濃度苯類有機廢氣,其處理效率明顯好於傳統的吸收液,使低濃度苯類廢氣的淨化處理效率由70%左右提高到85%以上。
2 應用例項
2.1 方案確定
桂林市塑料彩印包裝廠是一家專業從事塑料膜彩印的企業,在其生產過程中,油墨及油墨稀釋劑中以甲苯為主的有機汙染物揮發出來嚴重汙染車間內外環境。對廠家提供的資料進行分析,甲苯最大產生量為0.9kg/h。經多方調查分析和研究,確認該專案屬以甲苯為主的低濃度有機廢氣處理工程,決定採用複方液吸收法進行處理,處理工藝流程如圖1所示。
圖1 複方液吸收法處理低濃度苯類有機廢氣工藝流程
由圖1可知,印刷機生產過程產生的有機廢氣經設置於印刷機座上部的組合傘形罩捕集(3組),經並聯風管和閥門,匯主風管後進入吸收塔進行吸收處理,淨化後氣體經風機煙囪排空。
2.2 主要裝置及工藝引數
該工藝在設計時,欲使車間空氣中有害成分的濃度小於最高允許濃度,以通風最不利條件確定通風量Q=6000m3/h,用靜壓平衡法計算確定主風管D=320mm[8,9]。系統複方液迴圈使用,迴圈使用週期為90d,系統吸收液用量為7.5m3/h。吸收塔型號為WFL-03,離心風機為4-68型No.4.5A。
2.3 處理成本與治理效果
2.3.1 處理成本
該套有機廢氣處理系統總投資10.2萬元,系統執行費用由人工費、電費及複方液費用構成,平均日處理費用為45元。
2.3.2 治理效果
該套處理系統正常運轉後,車間有機廢氣濃度明顯降低,大大淨化了車間空氣,改善了工人的工作環境。處理後的廢氣,經桂林市環境監測站實地取樣檢測,甲苯的濃度遠低於國家規定的排放標準[4],淨化效率達87.5%。具體檢測結果見表1所列。
表1 桂林市塑料彩印包裝廠廢氣處理結果
廢 氣 車間質量濃度 (mg/m3) 排放質量濃度(mg/m3) 淨化率 (%)
處理前 處理後 衛生標準 處理前 處理後 國家標準
甲 苯 200.7 98.2 100 98.2 12.3 40 87.5
異丙醇 431.2 285.4 300
醋酸丁酯 429.9 284.2 300
3 結束語
採用複方液吸收法處理低濃度苯類有機廢氣具有顯著的效果。對於風量較大,濃度較低的有機廢氣,如印刷、油漆噴塗及製鞋業等尤為適合。該項技術具有投資省、執行成本低、淨化效率高,易操作等諸多優點,環境、經濟、社會效益顯著,有很好的推廣應用價值。
[參考文獻]
[1] 國家城市環境汙染控制工程技術研究中心,北京市環境保護科學研究院.三廢處理工程技術手冊(廢氣卷) [M ].北京:化學工業出版社, 2000. 158-160.
[2] Edward C. VOC control: Current practices and future trends[J ]. Chem Eng Progress,1993,89(7) :20-26.
[3] Kumar K S. Capture or destory toxic air pollutants[J ]. Chem Eng, 1993, 100 (6) : 12- 17.
[4] GB16297- 1996, 大氣汙染物綜合排放標準[S ].
[5] 閆 勇. 有機廢氣中VOC的回收方法[J ]. 化工環保, 1997, 17 (6) : 332- 335.
[6] 吳玉祥, 馮孝善. 有機廢氣的生物處理[J ]. 環境汙染與防治, 1992, 14 (4) : 20- 23.
[7] Douglas S. Biofilter treatment of ethanol vapors[J ]. Environmental Progress, 1994, 13 (3) : 167- 173.
[8] 季學李. 大氣汙染控制工程[M ]. 上海: 同濟大學出版社, 1992. 491- 502.
[9] 上海市工業裝置安裝公司, 北京市裝置安裝工程公司, 貴州省建築設計院, 等. 全國通用通風管道配件圖表[M ]. 北京: 中國建築工業出版社, 1979. 3- 4.