目前對(duì)氣態(tài)污染物的處理方法一般可分為濕法和干法兩大類,具體需要根據(jù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢氣的特點(diǎn)來選擇高效率、低成本的方法。
(1)濕法廢氣處理。濕法廢氣處理采用酸霧凈化塔進(jìn)行廢氣處理,適于凈化氯化氫氣體(HCI)、氟化氫氣體(HF)氨氣(NH3)、硫酸霧(H2SO4)、鉻酸霧(CrO3)、氰化氫酸氣體(HCN)、硫化氫氣體(H2S)、低濃度的NOx廢氣等水溶性氣體,具備凈化效果好、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、耐腐蝕、抗老化性能好、安裝、運(yùn)輸、維修管理方便、設(shè)備結(jié)構(gòu)較為簡單、一次性投資少等特點(diǎn),因而廣泛應(yīng)用于對(duì)奇臺(tái)污染物的處理。
酸霧凈化塔適應(yīng)于高層建筑屋面上安裝,工作原理是酸霧廢氣由風(fēng)機(jī)壓入凈化塔,經(jīng)過噴霧及填料層,廢氣與氫氧化鈉吸收中和液進(jìn)行氣液兩相充分接觸吸收中和反應(yīng),酸霧廢氣經(jīng)過凈化后,在經(jīng)脫液層脫液處理,然后排入大氣。凈化后的酸霧廢氣可低于國家排放標(biāo)準(zhǔn)。
(2)干法廢氣處理。干法廢氣處理是指氣體混合物與多孔性固體接觸時(shí),
利用固體表面存在的未平衡的分子引力或者化學(xué)鍵力,把混合物中某一組分或某些組分吸附在固體表面上的過程。具有吸附作用的固體稱為吸附劑,該方法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單,操作方便,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。但是因吸附劑的物化性能不同,具有較強(qiáng)的針對(duì)性,所以處理含不同有害物質(zhì)的廢氣須配置不同理化性能的吸附劑,才能起到良好的氣體凈化作用;如果廢氣通過吸附劑的時(shí)間較短,廢氣中有害物質(zhì)的含量過高,廢氣凈化的效果就會(huì)不理想;在廢氣通過吸附介質(zhì)時(shí),由于氣流受固體介質(zhì)的阻擋作用,須增加風(fēng)機(jī)的功率才能保證通風(fēng)系統(tǒng)的正常風(fēng)速。吸附劑需要定期更換或作再生處理才能保證吸收裝置的正常運(yùn)行。所以,該方法在實(shí)際應(yīng)用中需要投入一定的費(fèi)用和人力,此種方法一般用于廢氣中有害物質(zhì)的種類相對(duì)穩(wěn)定且含量較低的廢氣處理,這樣便于采用一種有針對(duì)性的吸附劑。
干法廢氣處理一般采用有機(jī)氣體活性炭吸附裝置,其原理時(shí)活性炭具有很多微孔及很大的表面積,依靠分子引力和滿習(xí)慣作用,能使溶劑蒸汽和揮發(fā)性物質(zhì)吸附于其表面,又根據(jù)不同物質(zhì)沸點(diǎn),用蒸汽將吸附物質(zhì)析出。當(dāng)采用蒸汽為解除吸介質(zhì)時(shí),析出的有機(jī)溶劑蒸汽與水蒸氣儀器通過冷凝器凝結(jié),進(jìn)入分離桶經(jīng)分離后回收有機(jī)溶劑。
對(duì)有機(jī)廢氣采用活性炭吸附法,其吸收效率可高達(dá)90%以上。
(1).活性炭吸附原理
活性炭是一種主要由含碳材料制成的外觀呈黑色,內(nèi)部空隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、比表面積大、吸附能力強(qiáng)的一類微晶質(zhì)碳素材料?;钚蕴坎牧现杏写罅咳庋劭床灰姷奈⒖?,1克活性炭材料中微孔,將其展開后表面積可高達(dá)800-1500平方米,特殊的更高。也就是說,在一個(gè)米粒大小的活性炭顆粒中,微孔的內(nèi)表面積可能相當(dāng)于一個(gè)客廳面積的大小。正是這些高度發(fā)達(dá),如人體毛細(xì)血管般的空隙結(jié)構(gòu),使活性炭擁有了優(yōu)良的吸附性能。分子之間相互吸附的作用力即“范德華力”。雖然分子運(yùn)動(dòng)速度受溫度和材質(zhì)等原因的影響,但它在微環(huán)境下始終是不停運(yùn)動(dòng)的。由于分子之間擁有相互吸引的作用力,當(dāng)一個(gè)分子被活性炭內(nèi)孔捕捉進(jìn)入到活性炭內(nèi)空隙中后,由于分子之間相互吸引的原因,會(huì)導(dǎo)致更多的分子不斷被吸引,直到填滿活性炭內(nèi)部空隙為止。
(2).活性炭脫附方法
1.當(dāng)活性炭內(nèi)部空隙被有機(jī)廢氣即被吸附物質(zhì)填滿而達(dá)到飽和時(shí),污染物便開始被釋放出來,這種現(xiàn)象稱為穿透。達(dá)到飽和的活性炭吸附附床需要進(jìn)行再生,一般采用加熱的氣體對(duì)吸附床進(jìn)行脫附,一方面使吸附床再生重新具有活性,一方面是污染物被解脫出來進(jìn)行回收或分解處理。這種脫附方法稱為升溫脫附。物質(zhì)的吸附量是隨溫度的升高而減小的,將吸附劑的溫度升高,可以使已被吸附的組分脫附下來,這種方法也稱為變溫脫附,整個(gè)過程中的溫度是周期變化的。
2.液體吸收法是無機(jī)氣體凈化的常用處理工藝,工藝技術(shù)相當(dāng)成熟,且穩(wěn)定可靠。以液體為吸收劑,通過洗滌收集裝置使廢氣中的有害成分被液體吸收,從而達(dá)到凈化的目的。該吸收系統(tǒng)屬于氣膜控制吸收過程,采用液相分散型裝置,即噴淋填料塔。其工作時(shí)吸收液通過填料塔頂部的噴淋裝置被均勻的噴灑在填料層頂部,并沿著填料層自上而下呈膜狀流動(dòng),而廢氣則自塔下部進(jìn)入,穿過填料層從塔頂排出。在此過程中,廢氣被迫多次改變方向、速度與吸收液不斷碰撞、觸,使廢氣與吸收液在填料層中有充分接觸反應(yīng)時(shí)間,令廢氣中有害成分能夠被吸收液充分吸收凈化。凈化后的氣體經(jīng)塔內(nèi)除霧后可達(dá)標(biāo)排放。
3. 針對(duì)本實(shí)驗(yàn)室所產(chǎn)生廢氣的種類,治理方案采用活性炭吸附和組合的方式進(jìn)行處理。先進(jìn)行活性炭吸附有機(jī)污染物、再進(jìn)行填料噴淋塔吸收無機(jī)污染物。