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乙醛、三聚乙醛、丁二酮、乙偶姻废气进行净化处理

时间:2018-08-21        来源:龙泰环保设备        关键词:恶臭废气,废气综合治理,        浏览:

导读: 1) 乙醛分子式为C2H4O,相对分子质量为44.05,无色液体,溶于水和乙醇等有机溶剂,沸点21℃,相对密度0.804~0.811,折射率1.3316。天然存在于圆柚、梨子、苹果、覆盆子、...

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1) 乙醛

分子式为C2H4O,相对分子质量为44.05,无色液体,溶于水和乙醇等有机溶剂,沸点21℃,相对密度0.804~0.811,折射率1.3316。天然存在于圆柚、梨子、苹果、覆盆子、草莓、菠萝、干酪、咖啡、橙汁、朗姆酒中。具有辛辣、醚样气味,稀释后具有果香、咖啡香、酒香、青香。

2) 三聚乙醛

中文名称:三聚乙醛英文名称:Paraldehyde更多名称:Trifluoroacetic acid sodium saltCAS号:123-63-7分子式:C6H12O3分子量:110.1106

3) 丁二酮

双乙酰(2,3-butanedione,C4H6O2)常温下为浅黄色至黄绿色液体有苯醌气味,稀溶液有奶油气味,存在于茴香油和奶油中。溶于水,能与乙醇、乙醚混溶。主要用作奶油、人造奶油、干酪和糖果的增香剂、明胶的硬化剂等。

4) 乙偶姻

乙偶姻,化学品名:3-羟基-2-丁酮,又名3-羟基丁酮、双乙酰或甲基乙酰甲醇,是一种重要的食用香料。此外,作为一种平台化合物,乙偶姻亦广泛应用于功能材料、医药生产和化学合成等领域。生产乙偶姻的传统方法主要是通过化学方法,包括丁二酮部分加氢还原法、2,3-丁二醇选择性氧化法和丁酮氯化水解法。

工艺技术选择

2.1 国内外异味气体控制技术概况

异味是大气、水、土壤、固体废弃物等物质中的异味物质,通过空气介质作用于人的嗅觉器官感知而引起的不愉快感觉并有害于人体健康的一类公害气态污染物质。异味物质的种类很多,迄今为止,凭人的嗅觉即能感受到的恶臭物质有4000多种,但通常大致分为三类:一是含硫的化合物,如硫化氢、硫醇类、二甲基硫、硫醚类及含硫的杂环化合物等;二是含氮的化合物,如氨、胺类、腈类、硝基化合物及含氮杂环化合物等;三是碳、氢或碳、氢、氧组成的化合物(低级醇、醛、脂肪酸等)。其中对人体影响较大的八大恶臭物质是:硫化氢、氨、三甲胺、甲硫醇、甲硫醚、二硫化碳、苯乙烯、二甲二硫。而我们通常所指的恶臭气体,是指在空气中扩散带有恶臭的气体,简称臭气。恶臭气体的来源分布广泛,主要来自于固体垃圾处理场、以石油为原料的化工厂、污水泵站、污水处理厂、制药厂、饲料和肥料加工厂、畜牧产品农场、化纤厂、皮革厂、制浆厂、以及公厕、粪便转运站等场所。污水中的蛋白质、脂肪、碳水化合物的厌氧、好氧过程的产物或不完全产物而产生恶臭物质,如硫化氢(H2S)、氨(NH3)、吲哚(C8H5-NHCH3)、三甲胺(CH3)3N、甲硫醇类CH3SH、二甲二硫(CH3SSCH3)、甲硫醚CH3SCH3)、乙醛、低级醇、脂肪酸等,这些物质散发到空气中不仅使人感到不快、恶心、头疼、食欲不振、妨碍睡眠、嗅觉失调、情绪不振、爱发脾气以及诱发哮喘等,而且甚至引起急性病。为了提高居民生活环境质量、杜绝空气污染隐患、恶臭源的控制已成为目前一些地区亟待解决的环境问题之一。

目前,异味废气处理的传统方法有燃烧法、吸收法、吸附法、生物法、光催化法、低温等离子法等。

1) 燃烧法

燃烧法主要有根据燃烧的温度及辅助介质不同又分为直接燃烧法和催化燃烧法两种。

催化燃烧法较适合于高浓度、小风量废气的净化,在处理低浓度的废气时,由于要维持300~400℃的催化燃烧温度,需借助于活性炭吸附等浓缩工艺来提高废气的燃烧热值,但废气中的水气、油污及颗粒物易引起活性炭吸附容量下降及催化剂中毒失活等问题,使得该方法的推广和使用在一定程度上受到了限制。

直接燃烧法是投加辅助燃料与废气一起送入焚烧炉燃烧,直接焚烧工艺成熟,控制一定的温度条件下污染物去除效率高,焚烧彻底,但在使用过程中一般会有一下问题:

焚烧含氯、溴代有机物和芳烃类物质时极易产生二恶英类强致癌物质,尤其在焚烧炉启动和关闭过程中更易产生,为避免二恶英类物质产生,须提高燃烧温度在1200℃以上,若保持如此高的燃烧温度不仅运转费用高,而且对焚烧炉的要求也大大提高。

焚烧含氯代有机物时会产生氯化氢腐蚀问题,尤其是在高温状态下,氯化氢的腐蚀性能大大增强,不仅对管道存在腐蚀,更严重的是会引起焚烧炉的腐蚀

焚烧时存在爆炸的潜在危险,尤其是易挥发性可燃气体,若达到其爆炸极限遇明火则有可能引起爆炸。

另外,若废气中含有卤素、氮元素和硫元素的情况下,采用燃烧法极易产生二次污染物质二恶英、氮氧化合物和硫氧化合物。

2) 吸收法

利用污染物质的物理和化学性质,使用水或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。

3)吸附法

该方法是当污染物质通过装有吸附剂(如活性炭、疏水分子筛等)的吸附塔时,利用该吸附剂对污染物的强吸附力,从而达到净化废气的目的。该方法设备简单,去除效果好,多用于净化工艺的末级处理。该方法缺点是对高浓度废气处理效率低、占地面积大、气阻大、吸附剂需经常更换或再生等缺点,而且吸附剂脱附后的气体难于收集而最终又排回大气中,是一种不彻底的解决途径。

3) 生物法

生物法是近年来研究较多的一种处理工艺,该方法最突出的优点是处理成本低廉、基本无二次污染。生物法虽然在净化低浓度有机污染物时效果明显,具有能耗低的优点,但存在气阻大、降解速率慢、设备体积庞大、易受污染物浓度及温度的影响,而且该法仅适用于亲水性及易生物降解物质的处理,对疏水性和难生物降解物质的处理还存在一定难度。

4) 光催化技术

光敏半导体催化氧化或纳米金属氧化物光催化也是近年来的研究热点,但该技术的降解效率受控于污染物质与催化剂表面界面扩散速率,而且催化剂价格昂贵、很容易中毒失效,目前光催化技术很难用于大规模工业化应用,多局限于实验研究及小风量应用阶段。

5) 低温等离子法

等离子是物质存在的除固态,液态,气态之外的第四种状态,具有宏观度的电中性与高导电性。等离子体中含有大量活性电子,离子,激发态粒子和光子等。这些活性粒子和气体分子碰撞的结果,产生大量的强氧化性自由基0,有机物分子被这些强氧化性的物质所氧化,最终降解为CO2和H2O。等离子体的发生技术主要有:直流电晕放电法、脉冲电晕放电法、介质阻挡放电、表面放电,目前常见的放电反应器电晕放电和介质阻挡放电的气体压强为105Pa,电场强度分别为5×104和102-105,等离子体的产生采用的都是高压电场放电,对于一些易燃易爆废气的处理存在危险性,因此从安全角度考虑,本项目中不建议采用此法。

低温等离子体的不足之处:

1. 易产生火花放电,在高峰值电压下,反应器易产生火花放电,火花放电不仅增大电能消耗,而且破坏放电的正常进行,净化效率低,还存在危险性。

2. 当填充材料直径为3mm时,电场强度为4KV/cm时,由于击穿和火花的产生,对苯等有机物的分解并不十分完全。

3. 对于低温等离子设备对设备部件的构型设计、制造精度、严密性等要求很高。比如对电场频率、电压、高频的脉冲等参数,成套设备中如果其中的某个参数达不到要求,如电压电低、频率过高或过低等会对离子体的产生量造成很大的影响,甚至会造成爆炸事件。

4. 目前国内废气处理采用低温等离子技术不成熟,处于摸索阶段。相关质量管理规范标准不完善,对技术水平参差不齐的设备生产商缺少严格的鉴定依据。所以市场上众多自称为低温等离子体的净化设备,都是未通过鉴定的。

2.2 LTAOP高级氧化技术简介

高级氧化技术是对传统处理技术中的经典化学氧化法,在改革的基础上应运而生的一种新技术方法,它由GLAZE W.H.等人1987年提出。高级氧化技术Advanced Oxidation Processes简称AOP。指O3在氧化促进剂的作用下产生大量的羟基自由基(OH)使难降解的污染物氧化成CO2、H2O和无害羧酸,接近完全矿化。它是最有前景的处理难降解污染物的方法。

我公司在传统的高级氧化的技术之上进行了多年的研究和改进,形成了我公司特有的一套高级氧化技术LTAOP

采用LTAOP技术处理恶臭气体,强氧化氧原子、氧化剂与有机物反应后,其最终生成物是H2O、CO2和无害羧酸。离子发生器产生的强氧化剂在遇水时产生极强的羟基自由基(OH),这些自由基可分解几乎所有有机物,将其所含的氢(H)和碳(C)氧化成水和二氧化碳。除电耗,水耗外,不消耗其他原料,不带来二次污染,无需二次处理。此技术在处理废气方面是国内首创,独一无二。

2.3 LTAOP技术作用机理¬¬¬

离子发生器产生在高压放电的情况下产生带有强氧化性的氧原子、O3,离子在水的作用下形成大量的羟基(OH),羟基(OH)具有极强的氧化能力。在高级氧化分解中,O3+¬参与直接反应,OH参与间接反应在PH 〉4条件下90%由间接反应完成。

高级氧化与污染物得反应途径:

直接反应:污染物+O3→CO2+H2O+RCOOH

注:O3(Eo=2.07V)有选择性,速度慢

间接反应:污染物+OH→CO2+H2O+RCOOH

注:OH(Eo=2.8V)电位高,无选择性,速度快,反应能力强,速度快,可引发链反应使有机物彻底降解。

 

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废气经管道收集后进入高级氧化塔,高级氧化系统的喷淋吸收系统首先去除废气中大部分水溶性物质、粉尘,同时离子发生器能产生大量的强氧化性物质如羟基自由基及高能离子剂活性基团通过管路输送到高级氧化塔内部,通过布气装置与废气充分混合,废气中的污染物质、异味物质与活性自由基团发生化学反应,大量的有害污染物被分解为二氧化碳、水、无害羧酸,异味物质被改性为无味物质,从而达到洁净效果。

 


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