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    电镀废气处理工艺详解

    来源:admin(传梦环保整理发布)   时间:2018-06-09

    电镀废气处理工艺详解

    电镀废气处理工艺
    众所周知电镀是个高污染行业,为了确保无废气污染物的排放,建立无害型清洁生产工,
    电镀废气处理必须及时施行。
    目前,该类废气处理主要有以下几种方法:水喷淋法、冷凝回收法、燃烧法、吸附法、生物分解法、活性炭吸附法、等离子法和UV光解净化法。
    (1)水喷淋法
    水喷淋工艺在大气污染处理上有着广泛的应用,在喷涂工序中也得到使用,例如水帘柜就是一例,其原理是通过将水喷洒废气,将废气中的水溶性或大颗粒成分沉降下来,达到污染物与洁净气体分离的目的。其优点是水资源易得,同时经过过滤、沉淀后可回用,最大限度降低水资源的浪费,喷淋在处理大颗粒成分上有着相当高的效率,常作为废气处理的预处理。
    喷淋净化塔是利用气体与液滴、液膜的惯性碰撞、截留、扩散与凝并等多种效应的共同结果。液滴对气体的捕集作用,即可以发生在液滴与气体之间。也可以发生在气体与气体之间或液滴与液滴之间,气液两相接触面的型式及大小,对除雾、除尘效率有重要的影响。


    此法工艺简单,造价低,运行费用少,安装维修方便;性能稳定,除尘效率高,使用寿命长,操作管理简单,无特别技术要求;选用广泛,适用各风量及各行业;对含尘气体无要求。因此,常用于废气预处理;但此法不适合干式物料回收利用;且循环水如处理不好,易造成二次污染。
    (2)冷凝回收法
    冷凝回收法是利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸汽压这一性质,采用降低系统温度或提高系统压力,使处于蒸汽状态的污染物冷凝并从废气中分离出来的过程。冷凝过程可在恒定温度的条件下用提高压力的办法来实现,也可在恒定压力的条件下用降低温度的办法来实现,一般多采用后者。利用冷凝的办法,能使废气得到很高程度的净化,但是高的净化要求,往往是室温下的冷却水所不能达到的。净化要求愈高,所需冷却的温度愈低,必要时还得增大压力,这样就会增加处理的难度和费用。因而,冷凝法往往与吸附、燃烧和其他净化手段联合使用,以回收有价值的产品。
    该法用于浓度高、温度低、风量小的废气处理。但此法投资大、能耗高、运行费用大,因此无特殊需要,一般不采用此法。
    (3)燃烧法
    包括直接燃烧和催化燃烧。
    前者利用燃气或燃油等辅助燃料燃烧放出的热量将混合气体加热到一定温度(700~800℃),驻留一定的时间,使可燃的有害气体燃烧。
    该法工艺简单、设备投资少,但能耗大、运行成本高,需要附加燃料燃烧。因此,使用该法时要考虑回收利用热能。
    后者是将废气加热到200~300℃经过催化床燃烧,达到净化目的。其中有机物在气流中被加热,在催化床层作用下,加快有机物化学反应(或破坏效率的方法),催化剂的存在使有机物在热破坏时比直接燃烧法需要更少的保留时间和更低的温度。催化剂在催化燃烧系统中起着重要作用。用于有机废气净化的催化剂主要是金属和金属盐,金属包括贵金属和非贵金属。目前使用的金属催化剂主要是Pt、Pd,技术成熟,而且催化活性高,但价格比较昂贵而且在处理卤素有机物,含N、S、P等元素时,有机物易发生氧化等作用使催化剂失活。非金属催化剂有过渡族元素钴、稀土等。
    由于有机废气中常出现杂质,容易引起催化剂中毒,导致催化剂中毒的毒物(抑制剂)主要有磷、铅、铋、砷、锡、汞、亚铁离子、锌、卤素等。催化剂载体起到节省催化剂,增大催化剂有效面积,使催化剂具有一定机械强度,减少烧结,提高催化活性和稳定性的作用。能作为载体的材料主要有AL2O3、铁钒、石棉、陶土、活性炭、金属等,最常用的是陶瓷载体一般制成网状、球状、柱状、峰窝状。
    该法净化率高、无二次污染;单能耗高、占地面积大、一次性投资高、工艺简单操作复杂,前置需要预处理和预加热等。适用于高温高浓度的有机废气治理,不适用于低浓度、大风量的有机废气治理。该法催在工作初期,需用电加热将废气加热到起燃温度,故对于频繁开停车的场合不合适。考虑到高温燃烧法回收的热量超过生产所需的热能,故并不合适于一般企业的废气处理,而且直接采用催化燃烧投资太大。
    (4)药液吸收法
    利用污染物的物理和化学性质,使用化学吸收液对废气进行吸收去除的方法。该方法在设计操作合理的情况下去除效率很高,运转管理方便,但对设备及运行管理要求极高,而且只有能溶解于吸收液或能与吸收液反应的污染物才能被有效去除。即采用适当的吸收剂(如柴油、煤油等介质)在吸收塔内进行吸收,吸收到一定浓度后进行溶剂与吸收液的分离,溶剂回收,吸收液重新使用或另行处理,采用这种方法的关键是吸收剂的选择。由于溶剂与吸收剂的分离较为困难,因此其应用受到了一定的限制。
    吸收可分为化学吸收和物理吸收,但“三苯”废气化学活性低,一般不采用化学吸收。物理吸收是选用具有较小的挥发性的液体吸收剂,它与被吸收组分有较高的亲和力,吸收饱和后经加热解析冷却后重新使用。
    该法用于大气量、温度低、浓度低的废气。装置复杂、投资大,吸收液的选用比较困难,存在二次污染。
    (5)微生物分解法
    生物净化实质上是一种氧化分解过程:附着在多孔、潮湿介质上的活性微生物以废气中有机组分作为其生命活动的能源或养分,转化为简单的无机物(CO2、H2O)或细胞组成物质。现阶段主要工艺包括:生物过滤床、生物滴滤床以及生物洗涤床。微生物分解法是利用有机物作为微生物的营养物质,通过其代谢作用将有机物分解和利用的过程。其利用循环水流将有气体中污染物质溶于水中,再由水中培养床培养出微生物,将水中的污染物质降解为低害物质,效率可达70%。
    此法净化效果极不稳定,受微生物活性影响,培养出来的微生物只能处理一种或几种相近性质的气体,为提高处理效率和稳定运行,必须频繁添加药剂、控制pH值和温度等,运行费用相对比较高,投入人工也比较多,而且生物一旦死亡将需要较长时间重新培养。
    (6)活性炭吸附法
    活性炭吸附法是利用活性炭内部孔隙结构发达,比表面积大,对各种有机物具有高效吸附能力的原理。其吸附通过活性炭池的气体分子,初期处理效率可达80%,但极易饱和,通常数日即失效,需要经常更换再生,并需要寻找废弃活性炭的处理办法。活性炭多是粉末状或颗粒状,大部分情况下不能直接用于各种净化设备中,必须使活性炭具有一定形状和支撑强度,才能使用,活性炭经过特殊的工艺处理后,能产生丰富的微孔结构,这些人眼看不到的微孔能够依靠分子力,吸附各种有害的气体和液体分子,从而达到净化的目的。
    活性炭吸附过程包括吸附净化和热脱再生。吸附净化过程是将有机废气由排气风机送入吸附床,有机废气在吸附床被吸附剂吸附而使气体得到净化,净化后的气体排向大气即完成净化过程;热脱再生过程是当吸附床内吸附剂所吸附的有机物达到允许的吸附量时,该吸附床已经不能再进行吸附操作,而转入脱附再生,此处理通常移交给专业的公司。
    此法投资成本低,运行维护成本较高,适用于低浓度、大风量气体,对醇类、脂肪类效果较明显,但湿度大的废气效果不明显,且易造成环境二次污染。
    (7)等离子法
    等离子法是利用高压电极发射离子及电子,破坏有机废气分子结构的原理,轰击废气中有机分子,从而裂解有机分子,对小风量、低浓度、不含尘、干燥的常温有机气体净化效果明显,在正常运行情况下净化效率可达到90%以上。
    等离子体技术处理污染物的原理为:等离子设备在外加电场的作用下,介质放电产生的大量携能电子轰击污染物分子,使其电离、解离和激发,然后便引发了一系列复杂的物理、化学反应,使复杂大分子污染物转变为简单小分子安全物质,或使有毒有害物质转变成无毒无害或低毒低害的物质,从而使污染物得以降解去除。因其电离后产生的电子平均能量在10eV,低温等离子设备适当控制反应条件可以实现一般情况下难以实现或速度很慢的化学反应变得十分快速。
    此法能处理多种有机充分组成的混合气体,不受湿度的影响,且无二次污染,净化效率高,运行费用低,反应快、启停十分迅速;但单独处理时一次性投资,维护成本较高,能耗大,应与其他处理工艺组合。
    (8)UV光解净化法
    UV光解净化法是利用高能UV紫外线的光能裂解和氧化有机物质分子链,改变物质结构的原理。其采用高能UV紫外线,在光解净化设备内,裂解氧化有机物质分子链,改变物质结构,将高分子污染物质裂解、氧化为低分子无害物质,其常规净化效率可达85%以上。
    其通过采用D波段内的真空紫外线(波长范围170~184.9nm),照射有机气体分子,当这些气体分子吸收了此类紫外线光后,因紫外线光本身所带有的能量,使有机气体分子内部发生裂解,化学键断裂,形成游离态的原子或基团(C*、H*、O*等)。同时,混合气体中的氧气裂解形成游离的氧原子并结合生成臭氧【UV+O2→O-+O*(活性氧),O*+O2→O3(臭氧)】;混合气体中的水蒸气裂解产生羟基【UV+H2O→H+OH-(羟基)】,而这些生成的臭氧和羟基具有极强的氧化性,可将裂解产生的原子和基团氧化成H2O和CO2等无污染的低分子化合物。
    此法适用范围广,安全性能及寿命高,占地面积小,处理效率高,投资与运行维护成本中等,操作管理简便,无需专门看护,只需定期巡检,但单独设置处理废气时对催化剂负担大,后期效果易减弱,故不宜独立处理废气。
    上述种种方法,大部分是物理法净化处理,没有改变苯系物的性质,只有燃烧法彻底改变了苯系物的化学性质,使有害的碳氢化合物通过燃烧氧化,变成了无害的氢氧化合物和碳氧化合物等。但使用含量不高的大量废气燃烧,需要催化燃烧的热量消耗过大,太不经济,可以说是可望而不可及。喷淋法则适用于含水溶性废气成分或需颗粒除尘等废气的预处理。冷凝回收法则要求高浓度且具有回收价值,否则一般不用此法。微生物分解法则需要培养微生物,对浓度、流量及操作人员的要求较高,且稳定性不高。药液吸收法是针对特定的有机废气成分选用相对应的吸收剂进行处理,因而不适合用于该废气的处理。活性炭吸附法在日后运行需要定期更换活性炭颗粒,因此运行成本比较高,且会产生二次污染。等离子法则净化效率高,运行费用低,反应快、启停十分迅速,可与其他工艺进行组合处理该废气。UV光解法因应用范围广泛,除三键以上的高能化学键以外的有机物质均能直接降解处理,安全性能高,无需添加任何物质,处理效果高,处理产物安全、环保,占地面积小,适合于该废气的处理。
    总而言之,废气处理的方法很多,但没有最好的,只有最合适的,而最合适的通常需要几种方法进行组合处理才能满足最佳的处理效果,通过综合分析并从投资成本考虑,本方案设计喷淋预处理+等离子净化工艺进行废气治理。

     

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