超临界态二氧化碳再生活性炭法治理甲苯废气

2019-11-29陈月利

商品与质量 2019年32期

陈月利

浙江中博联合工程设计有限公司浙江杭州 310011

环境污染是中国工业发展过程中的弊端之一。随着人们对生态环境的认识日益提高，社会各界越来越关注工业污染物的问题。国家的新发展战略还为工业发展提出了绿色节能可持续发展的方向和目标。为此，工业和相关企业必须加快技术创新和探索的步伐，对新标准提出自己的要求，并加快环境友好高效发展的道路。对于制鞋公司来说，有机废气是一种常见的污染物。如何更好地实现有机废气的净化是制鞋企业工艺技术和环境保护的重要问题。

1 有机废气的危害

有机废气涉及多种类型，碳氢化合物，醇，酮，醛和胺是常见的。不管废气是那种类型的，它们对环境的危害程度都不同。例如，有机苯化合物会破坏人体功能，导致神经功能衰竭或神经系统疾病。芳族化合物大部分是致癌物质；胺有机废气如果被吸入生物体内会引起缺氧；醛有机废气对生物体的粘膜有强烈刺激性，引起粘膜损害。含酒精的有机物质会引起呕吐，腹泻和其他身体机能受损等症状。这些废气排放到大气中，不仅直接对环境中的生物造成破坏，而且还进入水循环，造成更大范围的更持久的破坏，从而给动植物，人类的生存和健康带来危害。制鞋企业中，主要产生废气的工艺环节为以下几个：

（1）鞋面商标的印刷时，油墨挥发产生的有机废气；

（2）鞋面材料高频压型工序产生的废气，皮革高频产生的废气属恶臭气体范畴；

（3）鞋底材料EVA、MD 发泡过程，TPR、PVC 注塑加热状况下产生的有机废气；

（4）鞋底喷漆过程中产生有机废气；

（5）鞋底中底贴合、鞋面鞋底粘胶成型过程使用的粘胶剂，产生挥发性有机废气；

（6）清洗工序，需要使用溶剂，有机溶剂中主要含有苯、甲苯、丙酮等，具有挥发性，也会产生废气污染。

2 活性炭吸附原理

活性炭是近年来净化化学有机废气的常用物质。净化和处理化学有机废气的主要原理是利用活性炭的强吸附功能。活性炭的多空隙结构使其具有较大的表面积。当化学废气通过活性炭时，大部分物理吸附和少量化学吸附发生，并且化学有机废气中的污染物被去除，从而纯化有机废气。活性炭吸附性能的评价指标通常通过碘值来体现。当碘值高时，活性炭的性能具有较高的吸附性能，这意味着活性炭净化对有机废气的效果更好，反之亦然。当碘值低时，意味着活性炭纯化对有机废气的作用弱[1]。

3 活性炭吸附的代表性工艺应用

在实际的化学生产过程中，通常采用活性炭组合工艺处理有机废气，可以有效避免活性炭单次吸附而使活性炭迅速饱和，吸附效率降低的问题。活性炭的主要吸附组合过程如下：

第一个是旋风塔+紫外线光解+活性炭的组合过程。合并过程的主要过程如下：化学有机废气通过导风输送装置进入旋风塔，离心力由旋流叶片的切割作用产生，从而使气体和液体在旋流器中产生。有机废气被分离，液体进入循环水系统。钛光解催化剂设置在紫外线光解装置中，以催化在紫外线条件下具有杀菌作用的臭氧的产生。通过臭氧的氧化分解将废气转化为小分子化合物，并除去废气中的一部分有机物。之后，废气进入活性炭吸附装置以吸附残留在废气中的有机物，净化后的气体通过引风机排入大气。在组合处理过程中，旋流塔与循环水箱装置相连，水泵通过压力泵循环使用。为了尽可能提高活性炭的吸附效率并延长活性炭的使用时间，活性炭可以包含一定量的等离子体，并且废气中的一部分有机物被分解。活性炭吸附联合工艺的优点是操作和管理简单，建设投资成本低，但缺点是活性炭的更换频率高，运行维护成本高。

第二个是喷水+干式过滤装置+活性炭吸附装置+催化燃烧的组合过程。组合过程的主要过程如下：化学有机废气通过空气引导装置进入干式过滤器，去除了废气中的部分水分，同时去除了废气中的一些杂质，并且处理后的废气进入活性炭吸附装置。活性炭的物理化学吸附去除了废气中残留的有机物，将标样排放到高空大气中。活性炭吸附装置采用待机操作模式。当处理系统中的活性炭装置达到饱和状态时，需要根据系统的自动程序来修复活性炭吸附层或吸附床。通过自动控制操作系统，与活性炭吸附装置相连的氧化设备逐渐被加热，所获得的热空气被用于排出活性炭床吸附的有机物，所获得的有机物具有一定的威胁性。在环境中，必须在催化剂的作用下通过催化燃烧系统。在较低的燃烧下分解和净化，然后将净化的气体通过热交换装置进行冷却和处理，并在达到标准后通过抽气系统排放到高空大气中。通过自动控制程序，交替使用两个活性炭装置以提高废气处理效率。组合过程的优点是燃烧化学有机废气所需的能量更少，并且随着化学反应过程的进行，热量可以在不提供额外能量的情况下被再利用，并且有机废气的处理更为出色，可以达到95%以上的处理效率；同时，在废气处理过程中没有二次污染的问题。组合过程的缺点是过程设备的相对较高的建造成本以及技术人员对技术水平的高要求[2]。