详细介绍:
废气处理污染物分析
挥发性有机物废气(VOC)
按照世界卫生组织的定义沸点在50℃-250℃的化合物,,室温下饱和蒸汽压超过133.32Pa,在常温下以蒸汽形式存在于空气中的一类有机物。按其化学结构的不同,可以进一步分为八类:烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、酯类、醛类、酮类和其他。 VOC的主要成分有:烃类、卤代烃、氧烃和氮烃,它包括:苯系物、有机氯化物、氟里昂系列、有机酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烃化合物等。
危害:
挥发VOC的危害很明显,当居室中VOC浓度超过一定浓度时,在短时间内人们感到头痛、恶心、呕吐、四肢乏力;严重时会抽搐、昏迷、记忆力减退。VOC伤害人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统。居室内VOC污染近年来已引起各国重视。挥发TVOC对人体健康的影响主要是刺激眼睛和呼吸道,使皮肤过敏,使人产生头痛、咽痛与乏力,其中还包含了很多致癌物质。国家新家颁布的《民用建筑室内环境污染控制规范》中,室内空气中TVOC的含量,已经成为评价居室室内空气质量是否合格的一项重要项目。在此标准中规定的TVOC含量为Ⅰ类民用建筑工程:0.5 mg/立方米、Ⅱ类民用建筑工程:0.6mg/立方米 。
硫化氢
硫化氢,分子式为H2S,分子量为34.076,标准状况下是一种易燃的酸性气体,无色,低浓度时有臭鸡蛋气味,有剧毒。硫化氢是一种重要的化学原料。硫化氢为无色气体,有臭鸡蛋味,其水溶液为氢硫酸。分子量为34.08,蒸汽压为2026.5kPa/25.5℃,闪点为<-50℃,熔点是-85.5℃,沸点是-60.4℃,相对密度为(空气=1)1.19。微溶于水,亦溶于醇类、石油溶剂和原油。燃点为292℃。硫化氢为易燃危化品,与空气混合能形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。
甲醛
无色水溶液或气体。有刺激性气味。能与水、乙醇、丙酮等有机溶剂按任意比例混溶。液体在较冷时久贮易混浊,在低温时则形成三聚甲醛沉淀。蒸发时有一部分甲醛逸出,但多数变成三聚甲醛。该品为强还原剂,在微量碱性时还原性更强。在空气中能缓慢氧化成甲酸。
密 度:1.083
折射率:1.3755-1.3775
闪 点:60 ℃
水溶性:soluble
沸 点:-19.5 ℃
熔 点:-118 ℃
一种无色,有强烈刺激性气味的气体。易溶于水、醇和醚。甲醛在常温下是气态,通常以水溶液形式出现。
易溶于水和乙醇,35~40%的甲醛水溶液叫做福尔马林。甲醛分子中有醛基生缩聚反应,得到酚醛树脂(电木)。
甲醛是最简单的醛,通常把它归为饱和一元醛,但它又相当于二元醛。在与弱氧化剂的反应中,每摩尔HCHO最多可还原出4mol的Ag或2mol的氧化亚铜,这都是乙醛还原能力的两倍,故甲醛又像二元醛。
甲醛的化学反应:
1、与Ag(NH3)2OH反应:
HCHO + 2[Ag(NH3)2]+ +2OH- ---------(加热)------→HCOO- +NH4+ +2Ag↓+ 3NH3 +H2O
或 HCHO + 4[Ag(NH3)2]+ +4OH- ---------(加热)-------→CO3 2- +2NH4+ +4Ag↓+ 6NH3 +2H2O
注:生成的NH3因为量太少,故不加气体符号
2、与Cu(OH)2反应:
HCHO+4Cu(OH)2 --------(加热)------→ CO2↑+2Cu2O↓+5H2O
3、加聚反应:
nHCHO--------→ -[---CH2—O--]n--
说明:-[---CH2—O--]n--是人造象牙的主要成分。
危害:
A、刺激作用 。甲醛的主要危害表现为对皮肤粘膜的刺激作用,甲醛是原浆毒物质,能与蛋白质结合、高浓度吸入时出现呼吸道严重的刺激和水肿、眼刺激、头痛。
B、致敏作用:皮肤直接接触甲醛可引起过敏性皮炎、色斑、坏死,吸入高浓度甲醛时可诱发支气管哮喘。
C、致突变作用:高浓度甲醛还是一种基因毒性物质。实验动物在实验室高浓度吸入的情况下,可引起鼻咽肿瘤。
氨气
氨(Ammonia,即阿摩尼亚),或称“氨气”,氮和氢的化合物,分子式为NH�1�76�1�71,是一种无色气体,有强烈的刺激气味。极易溶于水,常温常压下1体积水可溶解700倍体积氨,水溶液又称氨水。降温加压可变成液体,液氨是一种制冷剂。氨也是制造硝酸、化肥、炸药的重要原料。氨对地球上的生物相当重要,它是许多食物和肥料的重要成分。氨也是所有药物直接或间接的组成。氨有很广泛的用途,同时它还具有腐蚀性等危险性质。由于氨有广泛的用途,氨是世界上产量最多的无机化合物之一,多于八成的氨被用于制作化肥。由于氨可以提供孤对电子,所以它也是一种路易斯碱。
1、 废气处理通风量及设备选型:
1、根据现场实际情况分析,现采取废气处理措施:将实验室产生的废气通过收集装置收集,然后通过主管道送入光氧催化设备,通过后端离心风机抽风高空达标排放。
2、根据客户提供数据,考虑到废气浓度不稳定以及夏季温度偏高等因素,此设计方案按照一套6000m3/h风量,一套12000m3/h风量进行设计。
3、废气进入光氧催化设备的条件:
(1)≦70℃
(2)相对洁净气体
(3)设备处理后,尾气排放达到国家工业排放标准
—GB14554-93《恶臭污染物排放标准》表2恶臭污染物排放标准值
—GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》二级排放标准
2、废气处理工况情况:
1、废气产生地:实验室
2、废气排放成份:挥发性有机物(VOC)、硫化氢、甲醛、氨气、硫醇类等
3、废气浓度:未知
4、排放速率:未知
5、温度:常温
6、废气湿度: ≤99%
7、非气体污染物:无
8、此排气为连续性排气
9、无回收利用价值
常用废气处理工艺的简介
光氧催化氧化利用特制的高能高臭氧UV紫外线光束照射废气,使有机或无机高分子恶臭化合物分子链,在高能紫外线光束照射下,与臭氧进行反应生成低分子化合物,如CO2、H2O等。投资费用低,适用范围广,净化效率高,操作简单,除臭效果好,设备运行稳定,占地小,运行费用低,随用随开,不会造成二次污染。
吸附法利用吸附剂的吸附功能使恶臭、有机废气物质由气相转移至固相,适用于处理低浓度,高净化要求的恶臭、有机废气。净化效率很高,可以处理多组分恶臭、有机废气,吸附剂费用昂贵,再生较困难,要求待处理的恶臭、有机废气有较低的温度和含尘量。
低温等离子体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。废气中的污染物质与这些具有较高能量的活性基团发生反应,最终转化为CO2和H2O等物质,从而达到净化废气的目的。适用范围广,净化效率高,尤其适用于其它方法难以处理的多组分恶臭、有机废气,设备占地面积小;电子能量高,几乎可以和所有的恶臭、有机废气分子作用;运行费用低;反应快、停止十分迅速,随用随开。但对含水、含尘、有机废气易爆炸,一次性投资费高。
生物滤池恶臭、有机废气经过除尘增湿或降温等预处理工艺后,从滤床底部由下向上穿过由滤料组成的滤床,恶臭、有机废气由气相转移至水与微生物混和相,通过固着于滤料上的微生物代谢作用而被分解掉。目前工艺比较成熟,在实际中运用比较广泛,又可细分为土壤脱臭法、堆肥脱臭法、泥炭脱臭法等。净化效率高,占地面积大,投资成本高,易堵塞,填料需定期更换,脱臭过程很难控制,受温度和湿度的影响大,生物菌培训需要较长时间,遭到破坏后恢复时间较长。
热力燃烧法在高温下恶臭、有机废气物质与燃料气充分混和,实现完全燃烧。适用于处理高浓度、小气量的可燃性气体,净化效率高,恶臭、有机废气物质被彻底氧化分解,但设备易腐蚀,消耗燃料,处理成本高,易形成二次污染。
水吸收法利用恶臭、有机废气中某些物质易溶于水的特性,使恶臭、有机废气成分直接与水接触,从而溶解于水达到去除目的。适用于水溶性、有组织排放源的恶臭、有机废气。工艺简单,管理方便,设备运转费用低,但产生二次污染,需对洗涤液进行处理;净化效率低,应与其他技术联合使用,对有机废气处理效果差。
药液吸收法利用恶臭、有机废气中某些物质和药液产生化学反应的特性,去除某些恶臭、有机废气成分,适用于处理大气量、高中浓度的恶臭、有机废气。能够有针对性处理某些恶臭、有机废气成分,工艺较成熟,净化效率不高,消耗吸收剂,易形成而二次污染。
催化氧化反应塔内装填特制的固态复合填料,填料内部复合催化剂。当恶臭、有机废气在引风机的作用下穿过填料层,与通过特制喷嘴化剂在固相填料表面充分接触,并在催化剂的催化作用下,恶臭、有机废气中的污染因子被充分分解。适用范围广,尤其适用于处理大气量、中高浓度的废气,对疏水性污染物质有很好的去除率。占地小,投资低;管理方便,即开即用;耐冲击负荷,不易被污染物浓度及温度变化影响。需消耗一定量的药剂,运行成本较高,催化剂操作不当会中毒,存在二次污染。
光化学 利用恶臭物质对光子的吸收而发生分解,同时反应过程产生的羟基自由基、活性氧等强化性基团也能参与氧化反应,从而达到降解恶臭物质的目的。适用于浓度较低,且能吸收光子的污染物质,可以处理大气量的、低浓度的恶臭、有机废气,操作极为简单,占地面积小。对不能吸收光子的污染物质效果差,对于成分复杂的废气无法达到预期处理效果。
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