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常见的工业废气分辨及几种治理方法
发布时间:2010-03-12 来源:北京市海淀区阜成路115号丰裕写字楼B座111室 编辑:123456编辑 浏览: 4891

 关注环境就是要关注土壤、水、空气。尤其要关注工业臭气的排放、废水处理、造纸业、化工业、制药业、橡胶业、垃圾场以及其它臭气源。臭气是一种能被人类的嗅觉器官感觉到的化学气态物质,臭气通常被人类认为是具有攻击性和杀伤性的物质。
  臭气的产生及其特征
气味产生于嗅觉器官的感觉,所谓的气味既是闻到的一种感觉,具有产生特殊气味特性的物质称为有气味的东西或者称为酶原,化学药品,物体组织和某些特定的分子产生的物质通过刺激人的感觉器官 我们称为臭气。
   多数人不能够感觉到某些特殊的气味,但是对某些气体感觉非常灵敏,即便是浓度很低产生的刺激要比浓度很高的某些气体产生的刺激强烈,比如硫化氢即使很低浓度也很容易被感觉到,一旦城市或者郊区的硫化氢的含量超过百万分之400以上,对人类是致命的。
下面关于气味的几个事实必须要注意:
*个别物质有时会散发出不同的高浓度的特性气味
*相似物质有时会有不同的气味
*好多物质根据浓度的不同会有不同的气味
*高分量的物质一般都没有气味也不能溶解
*有的物质的气味会迅速的消失不过不全是
*气体之间通过相互反应可以将气味去除
*许多通过解聚作用的产物具有强烈的臭味(例如,三甲氨和粪臭素)
*几乎所有的气体都可以保留、恶化、消失、压缩
下面是一般性有气味分子一般应该预防和控制的:
*不同结构的化合物可能具有相似的气味
*相似结构的化合物也有可能具有不同的气味
*环境中的气体在正常的状态下都是有气味的
*七种自然元素在本质上是有气味的,它们是氟、 氯 、溴 、碘、磷、砷和氧。
*无论是单质还是混合物 、聚合都会减少,甚至破坏他们的气味。
*胺浓缩时的气味要比冲淡时的强,鱼腥味在冲淡的气味要比在浓缩时的严重。
*氮化合物通常具有动物气味,化合物不含氮的话通常没有动物气味。
*与氧联接的物质通常具有愉悦的气味。
*硫以二价的方式结合时通常会有刺鼻的气味。
*通常情况气体决定于分子之间的如何排列结构。
*给自然界的香味分类具有很大的困难。
  主要的臭气来源
恶臭物质产生于污水、垃圾以及粪便、淤泥,也包括工业排放的特殊气体
人类可发觉的酶原往往产生于活性生物。其中大多数厌氧生物分解有机物所产生的硫和氮。
这些环境产生的臭气一般包括硫化氢、氨气、二氧化碳和甲烷。
恶臭物质在黑暗的,粗糙的,表面多空渗水环境里易于被吸附,这些氺面在貌似干净的空间里长时间的散发出臭气。墙,天花板,甚至职工的衣服,都能吸附携带臭气很长时间,恶臭物质被转移。
  表2.1 臭气物质(酶原)
  化学式 气体特征 初始浓度(ppm)   极限浓度(ppm) 分子量
乙醛  CH3•CHO刺激性  0.004   0.21   44.05
烯丙基硫醇  CH2•CH•CH2•SH大蒜咖啡味0.00005 --- 74.15

氨  NH3 非常刺激  0.037 46.8 17.03

戊硫醇  CH3•(CH2)3•CH2•SH不愉快的腐烂味0.0003 --- 104.22

苯甲基硫醇C2H5•CH2•CH2•NH2酸性0.00019 --- 124.21

尸胺 H2N•(CH2)5•NH2 腐肉味--- 0.24 73.14

氯  Cl2 令人窒息  0.01 0.314 70.91

氯酚  Cl C6H5O医药石碳酸  0.00018 --- 128.55

丁硫醇 CH3•CH:CH•CH2•S臭鼬味0.000029 --- 90.19

二丁基胺  (C4H9)2NH腥臭  0.016 ---   129.25
二异丙基胺  (C3H7)2NH腥臭  0.0035 0.085   101.19
二甲胺  (CH3)2NH腥臭  0.047 0.047   45.08
二甲基化硫  (CH3)2S腐烂的蔬菜味  0.001 0.001   62.13
硫化苯  (C6H5)2S令人不愉快  0.000048 0.0021   186.28
乙胺  C2H5•NH2氨性  0.83 0.83   45.08
乙硫醇  C2H5•SH腐烂的卷心菜味0.00019 0.001   62.1
硫化氢  H2S 臭鸡蛋味  0.00047 0.0047   34.1
吲哚  C2H6 NH2让人作恶  --- ---   117.15
甲胺  CH3 NH2 腥臭  0.021 0.021   31.05
甲硫醇  CH3 SH 腐烂味  0.0011 0.0021   48.1
臭氧  O3超过百万分之二就让人不舒服  0.001 --- 48
丙基硫醇  NH2 (CH2)4 NH2 恶臭  0.000075 ---   76.16
腐胺  NH2 (CH2)4 NH2腐臭  --- ---   88.15
嘧啶  C6H5N 刺激  0.0037 ---   79.1
粪臭素  C9H9N恶心的排泄物  0.0012 0.47   131.2
二氧化硫  SO2刺激性   0.009 ---   64.07
丁基硫酚  (CH3)3C•SH腐臭  0.00008 ---   90.19
硫甲酚  CH3•C6•H4•SH腐臭  0.0001 ---   124.21
苯硫酚  C6H5SH大蒜头  0.000062 0.28   110.18
三乙胺  (S2H5)3N腥臭  0.08 ---   101.19

  硫化氢
从工业和家庭废水中排出的硫化氢气体是大家熟悉的恶臭气体,它在水中具有很高的溶解性。硫化氢除了具有臭鸡蛋气味以外还有很强的腐蚀性,是一种非常有害的物质,墙壁、管道经常会有硫化氢气体与水在细菌的作用下生成硫酸、亚硫酸高腐蚀性的物质,腐蚀的油漆、混泥土、金属等物质。
硫化氢的危害跟氰化物是一个级别的,当空气的硫化氢的浓度超过225PPM后会致死,对于八小时工作值的上班族来说,硫化氢的含量最大应该控制在10PPM左右,氰化物可以在空气中迅速消失,如果人们忽视了它的危害,不及时处理,带来的灾害将是致命的气味的传播。
  气味的传播
气味的传播需要载体和接受体,人类的嗅觉器官就是一个接受体 空气流通承担着气味的传递的功能。
. 任何物质都会散发气味,充当着气味的来源,人体有限的嗅觉不能察觉到所有的气味,或者说人类的嗅觉对一些刺鼻的不同寻常的气体比较敏感。气味的携带者可能是一个一个吸附酶原的物体也有可能是空气中的离子,吸附的气味可以继续的散发着气味,有时会持续好多年,如衣服即便用洗涤剂和漂白粉清洗也有有残留的气味,同样在曾经是散发恶臭工厂的地方的建筑物会持续的散发着臭气,即便表面上看上去很干净。在封闭系统中的通风管道如果不充分的过滤和用新鲜空气冲淡,会一直散发的气味。
  气体对人类环境的影响
人们大约能区别5000种以上的气味,气味可以改变人的心情,已经证实气味可以增加人的心跳速率、血压、甚至疼痛,此外,持续的气味可以让人的感觉器官萎缩,气味可以调节好坏心情.
虽然人们不依赖气味去和食物 ,自己的配偶孩子打交道,但不得不承认气味在人类生活中的重要性,由于人口的增长,密度的增加,人类居住环境的集中,空气中的污染物很难扩散。人类的产生排泄物也具有刺鼻的气味,难闻的气味会破坏人们的食欲 ,导致疾病和其他糟糕的状况,如果闻到宜人的香味,人们自己就觉得心情很愉悦。
              控制气味的方法
绪论
有害气体被不断的堆积,因为本身处理它的费用很高,有的甚至超过了生产产值,所以废气处理通常是最后难解决的问题,除非公众反应强烈或者政府施压。
  化学药品洗涤
清洗系统经过酸、腐蚀性、氧化剂和表面活性剂的作用下去除气味,需要将要除掉的气体导入到化学药品中,然后在高效多样的化学药品反应中被去除掉。
用于清洗的药品的结构可以被约束控制着,经过处理的气体释放的大气当中 可以维持一个符合条件的水平,但是设计者要特别注意处理废气的花费,好多设计都倾向用氯化反应来处理,新的技术加入了镍催化剂以用来加速反应的速度,不过增加了不少额外的成本。
用于装置化学药品的仪器得考虑到用不锈钢或者其他的复合材料,因为化学药品和处理的气体反应对容器会有要求,这使得成本额外的增加。
化学药品清洗的系统因被人熟知和有教科书一样的设计而非常受欢迎,它对用处理的气体的不同会有不同的设备,从简单到复杂,每个处理系统会不一样,要求得经过专业培训的人员来操作。
吸附
吸附是一个将气味吸附在固体颗粒表面的一个过程,一种常见的媒介就是活性炭,它有很多的孔和巨大的表面积,气体分子当渗透到活性炭表面的时候,被其多孔所吸附在上面,像硅胶体,沸石也都有很好的吸附性。
值得注意的是活性炭也不是全都一样的,在实际的应用中要学会挑选,活性炭取自不同的原料时表面的体积也会不同,当然价格也会不一样,下面是几种长用的活性炭:
1.贝壳- 微孔(1600 m 2/g) 用于吸附小分子量低浓度的微粒
2.块 – 大孔经(1200m 2/g) 用于吸附大分子量高浓度的微粒
3.在椰子贝壳和泥炭块之间通用性强而且成本低
4.石头中提取的活性炭具有特殊的用途
活性炭是去除有机物的常用的方法,通常人们用活性炭来去除硫化合物、醛、酮等,很少有用用活性炭来去除有毒的物质,像汞 、杀虫剂还有铅,活性炭很难吸附像氨,尿素这样的混合物,而且活性炭本身具有可逆性,例如当温度升高时有的物质可以从活性炭中脱离。
当我们在设计吸附系统时要注意以下几个问题,尤其是吸附不止一种化合物时:
1.清楚所要吸附的物质,以提高整个系统的工作效率
据实际反应和所需时间是否紧急来设计
2.虑到系统的花费,特别是对于处理有毒物质时要求要密封的系统,这样的所花的费用就要很高
3.活性炭也可以作为化学药品的载体 ,在吸附和吸收方面起作用
  臭氧
臭氧对人们来说是一种很强的氧化剂,有三个氧原子组合在一起,臭氧很容易和其他的物质发生反应产生氧气,臭氧被描述成是一种不稳定的,苍白的,有的气体,即便是在低浓度的情况下,臭氧通常被用作化合物的漂白剂,对饮用水有杀菌的作用,可以去除空气中的臭味和香味。
臭氧发生器因其处理的气体色谱狭小而不是被很多设计者看好
由于臭氧具有毒性,因此制造臭氧的设备很昂贵,要求有稳定的氧源,购买和运行时要花费大量的费用,臭氧对排水管道的处理效果要明显好于它对恶臭的处理效果。
  生物过滤器
大家知道 很多微生物对对有气味的混合物具有氧化的作用,在过去的几年中,关于这方面的设备已经生产的很多
生物过滤器都需要很大的体积,里面装满了树枝、松树针,让他们产生饱和的有机体,然后将有气味的气体或者污染物通过设备中,经过反应产生二氧化碳 、水和天然盐。
这套设计首先得考虑到废气进入系统之前先把灰尘,油脂 无机物移除掉,进去的气体的气流和温度应该恒定,不然很容易杀死系统的中的细菌 还会产生浓度很高的气体,系统中要保持百分之百的湿度以使细菌能够正常工作。
生物过滤器是个膨大的系统用来处理整个气流,即便速率很小的气流也要有大概集装箱的体积那么大,他的处理的效率大概在95%左右 每三到六个月要换一次填充物,到目前为止还没有找到任何一个填充物和细菌能使其效率达到98%以上,设备的使用寿命大概是三年的时间 , 不过造价非常的昂贵。
  生物氧化
对一个典型的生物氧化器来说一般都有会有一个吸附柱, 有一个或者多个生物氧化的场所生物反应堆,气体进入反应堆之前都经过预处理,去除里面的灰尘让气体保持一个10到40摄氏度这样有利于微生物的起反应。
由于微生物的反应的速率比较慢,所以制备生物氧化容器时需要很大的体积的反应堆。
  催化式排气净化器
设计者提出了这是一种最重要的废气处理工艺技术,然而也有些人质疑了这种观点,这个方法把大量的有气味的气体经过处理,分解它们,但是事实上在这个过程中又产生了很多的毒素和有害物质到空气中。
   好的过程就是用特效的催化剂下将焚烧的废气变成无害的物质,在一定的温度下氯和碳氢化合物分解成呋喃和二氧蛴,废气在熔炉中被破坏掉,生成物通常要用催化剂来中和,使其变成无害的物质。
现在对这种方法已经发展了不同的接触反应,重要的媒介是压缩和氧化催化剂,当气体通过时,被分解成二氧化碳 氮和水,但是即便是最好的催化剂和设备也不能保证催化剂的饱和度和杀菌性。
  焚烧
国际、地区、市政和工厂产生了越来越多的废气物质,对人们的环境造成了很大的破坏,主要是因为当时建厂的时候没有考虑到这些,花的成本比较低,现在好多排放物达不到要求的工厂,都不会被同意开工。
把工业废物焚烧有可能会生成更多的毒素和有气味的气体,需要很高的温度,通常情况在800度左右,这些气体在高温下被分解。这个过程将废气从固定的形态变成不稳定的形态,但是这个过程中也会从废气中产生好多挥发性的物质。
这种高温操作比较危险而且不是完全有效,好多氧化物和绿色的气体会释放到大气中,解决的方法是用喷射引擎等加力燃烧室,这样可以使温度提高到1100度,不过花费也会增加不少。
焚烧虽然很有效,但是对于硫化氢和氨的效果甚微。
                 天然植物液除臭技术
植物液除臭技术从国外引进,于2003年在我国应用推广,几年来这种技术已得到认可,且设备以及运行费用低廉、安装操作简单、效果明显等优点。
                 来自美国OMI臭气治理产业
                     Ecosorb产品系列
OMI 产业Ecosorb产品在1999年问世
  香精油提取液
香精油提取液是一种易挥发的植物液,目前已经发现3000多种植物液,其中几百种植物液已经用于商业。部分植物液的提取非常困难。植物的各个部位都可以提取出植物液,如叶子,果实,树皮,树根,草,木头,种子等。植物液是经过浓缩、精馏、萃取和化学处理后得来的。植物提取液的多功能性表明它是一种非常有效的除臭剂。
我们需要科学的挑选植物液的种类,但是因为植物液价格的原因导致一些用户寻找其他产品来替代它。目前,完全靠提取天然植物液比较昂贵,所以现在流行人工合成植物液技术。
研究表明很多植物液是可以消除异味的,例如鹿蹄草提取液可以消除烟草味,柏木提取液可以消除腐臭味。
不仅植物液的种类很重要,而且类似的植物液的化学成分也不一样,应该针对具体情况选择植物液。
植物液除臭过程是很复杂的,但是基本原理是通过离子力结合后气相溶解,然后发生化学反应。
经过雾化后的植物液进入空中后形成薄雾,小液滴表面带有静电将臭气分子吸引或吸附从而完成消除异味分子的过程。
  Ecosorb产品
理论上Ecosorb产品可以消除任何异味气体,它是靠以下几种力消除异味的:
1.范德华力
2.偶合力
3.化学反应力
4.吸引力
总的来说植物液消除臭气有以下阶段:植物液靠范德华力与臭气分子结合,臭气分子因为和植物液发生化学反应而被消除。
另外,Ecosorb还具有消除氯气和二氧化碳的功能,这是在微粒的周围产生电晕作用达到的,电晕产生后,气体分子就和植物液结合。
Ecosorb植物液需要经过雾化后与臭气分子结合才能产生作用。雾化后的液滴一边降落到地面一边与臭气分子发生反应,经过大量的实验证明Ecosorb606是混合型植物液,它是一种酸性缓冲液,这种缓冲液与弱酸和碱都可以发生反应。研究证明胺等气体能发生酸碱化学反应,酸性气体发生化学反应后在植物液的作用下会发生离子转移,产生非易失性的有机盐。
想要了解有关反映的具体情况请查阅该技术文件的第五部分“Ecosorb对臭气的控制”。
使用混合型的Ecosorb产品效果是非常好的,它可以消除各种具有不同光谱的臭气。
雾化植物液都含有不同的比重,而且在高温时会分解,这都会降低除臭效果,但是Ecosorb甚至适用于425°到1100°废气排气装置。
影响Ecosorb的用量的因素有很多:
1.浓度(ppm)
2.空气流动
3.溶解性
4.分子量
5.分子密度
6.结构组成
  溶解性
Ecosorb并不只是通过发生化学反应来除臭的,事实上,化学反应不是除臭的第一步,Ecosorb在发生反应之前必须先雾化到大气中。
影响Ecosorb除臭的重要因素是气体的溶解性,各种各样的工业废气的溶解性不同,如苯乙烯只能微溶于水,氨气则易溶与水。一般的,Ecosorb可以提高大多数气体的溶解性。
气体分子被雾化后的植物液滴吸附,亨利定律使气体分子与植物液分子之间的力达到平衡。Ecosorb增加了气体在水中的溶解度,而且提高了液体容纳气体的能力。实验证明一般工业气体都可以在Ecosorb的作用下更好的溶解于植物液滴里。
Ecosorb中,Ecosorb206比 Ecosorb606的酸性略强,且含有微量的挥发物,它们为空间留下的芳香味不一样,但它们的毒性、安全、卫生、原理和方法是一样的。
Ecosorb 206原本是用来增强苯乙烯在水中的溶解度,而并不是与苯乙烯发生化学反应,它们之间的反应是控制废气的难题。我们相信如果能让雾化后的Ecosorb产品更多的吸引和吸附苯乙烯分子,我们将更好的消除臭气。
这个理论是被证实了的,尽管我们发现它与苯乙烯的反应是存在的。
进一步研究显示苯乙烯和水会发生氧化反应,但是苯乙烯难溶于水,于是我们可以使雾化后的Ecosorb 206消除不同浓度的苯乙烯,还可以确认和控制反应后生成的副产品。更详细的内容在第五部分Ecosorb 206对消除苯乙烯的作用。
     尽管Ecosorb 206是为苯乙烯的消除所设计的,我们发现它对混合型气体的消除非常有效,但是Ecosorb 606对消除苯乙烯系列物质是比较困难的。
    Ecosorb 206溶液可以消除中性的碳氢化合物,因为它具有酸性,所以不适合应用于对酸性气体的处理。科学院对所有Ecosorb产品进行了检验,然后提供出材料数据安全表,Ecosorb产品的各项参数符合职业安全与卫生管理局联合会指定的标准。未来研究中心曾经对OMI的产品产生质疑,但经过标准测试之后,OMI所有的产品均符合安全条例,不含有害挥发性物质。
  对人类毒性
人们越来越多的意识到了工业所用化学药品对人类和环境的危害, OMI 已经对顾客证实了Ecosorb无论对人类本身还是环境都是很安全的,可以在原料参考科目的第五部分。
在芝加哥总氧化剂监控实验室按照美国环保总署的指导方针测试了Ecosorb 606的以下各项 :
美国环保总署指导81-1的急性口服毒性
美国环保总署指导81-2的急性皮肤毒性
美国环保总署指导 81-3急性吸入毒性
美国环保总署指导81-4急性眼刺激
美国环保总署指导81-5 皮肤腐蚀敏感度
美国环保总署指导82-6 感光度之增强
总氧化剂监控实验室同样测试了Ecosorb206的毒性,测试草案和上面的Ecosorb606几乎一样,但是OPPTS和草案指示者做了如下的改变 (OPPTS 是美国环保总署预防杀虫剂和有毒物质):
OPPTS 885.3050 急性口服毒性方针
  OPPTS 885.3100 急性皮肤毒性方针
  OPPTS 870.1300 急性吸入方针
  OPPTS 870.1300 急性眼刺激方针
  OPPTS870.2500 急性皮肤腐蚀敏感度
  OPPTS 870.2600 感光度之增强
经过这些测试,Ecosorb被承认是符合安全条例的。
美国环保总署和州形体调整组织迫切的用美环保总署8260和 624的方案研究Ecosorb, 在这些测验中都证实了Ecosorb对人类VOCs完全无害。 
尽管如此Ecosorb仍然包含有机的不稳定的自然活性成分,Ecosorb206和606依照美国环保总局24方案测试,在这当中 “挥发物的含量是令人满意的”。 纯Ecosorb606的挥发物含量在1.42% ,纯Ecosorb206挥发物的含量在 1.5%。在实际应用中,这些含量通常可以被忽略。
  气体测试
在工业排出在大气中的主要污染物包括了硫化氢 、二氧化硫、 氨水、乙硫醇、甲硫醇,Ecosorb对这些气体有非常明显的吸附作用,这些气体在和Ecosorb接触后,可以显著的减少 97%。
测试的通用的结果列在了表1.1中,以前没有确定的程序满足我们的条件,OMI发展了我们的方法,这些测试方法最好的表述为:
* 将用于实验的气体提出,然后导入空气导管中,进入反应室,等到进去速率速率稳定的时候,将Ecosorb以喷雾的方式导入反应室
* 然后定时的取出和Ecosorb反应过的样品气体,将样品用气相色谱分析,如果有样品有氨还要用的比色度传感器
* 实验员记录导入Ecosorb之后加大了硫化氢 、二氧化硫和氨水 ,表1.1:
  浓度
ppm  反应浓度ppm  接触  4分钟  18分钟
硫化氢  36  36  20.04  36  
二氧化硫  26  26  <0.01  4.4  
氨  97  97  68  8  38
乙硫醇  3.92  3.92  <0.1    <0.1
甲硫醇  3.2  3.2  <0.01    <0.1
它满足的条件:
1.将会是一种很好的原料 ,用于中和污水、掩埋的垃圾,石化和其他类似产生的恶气
2.所有的要素都遵守了未来研究中心标准
3.会成为一种具有不含消毒剂及其他有害物质的的产品
4.会成为不需要浓浓的香味取代的除异味产品
5.和Ecosorb接触反应后,有恶臭气味的混合物像硫化氢和氨的含量会减少95%,二氧化硫、乙醇硫甲醇硫的含量减少97%
6.已经验证它是一种操作简单的方法,而且被批准适当的经营
7.它是一种被美国环保总署8260 624方案认准的的无挥发性有机混合物
8.依照下列方针经过验证其无毒
美国环保总署 81-4急性眼球刺激方针
  美国环保总署 81-5 皮肤腐蚀方针
  美国环保总署81-1 急性口服毒性方针
美国环保总署 81-3e急性吸入毒性方针  
  美国环保总署 81-2皮肤毒性方针
  美国环保总署 82-6感光度之增强方针
  美国环保总署 72-2水蚤方针
  美国环保总署72-1 黑头呆鱼方针
  美国环保总署72-1 虹鳟鱼方针  
美国环保总署797-1300 水蚤方针
美国环保总署 797-1400黑头呆鱼方针
  美国环保总署 797-1400虹鳟鱼方针
9.它会没有闪点
10.被美国农业部认证的化合物
11.它的沸点是 99oC,比重是 0.96,PH值是5.5到6.,
挥发性经美国EPA24方针小于 1.5%,在水中具有可溶性
12.不含任何含氮物质
  Ecosorb添加剂
Ecosorb添加剂直接添加到不能被水溶解的有气味的混合物当中,Ecosorb添加剂水乳浊液用于空气的传播作为一种添加剂和局部旋滴,并不是添加了像沥青,树脂,燃烧油等等,Ecosorb的水乳浊液包括了香油精,水,很少量的养料的表面活性剂,加成物含有类似的香油精,不过没有水和表面活性剂,添加剂的剂量根据化合物的不同而不同,例如金属铸件树脂产生的胺,需要树脂重量的百分之0.5到1的树脂总重量。E的沥青添加剂对液体沥青来说则需要的更少,10000份中只需要一份就足够了。
需要Ecosorb添加剂的典型的工业案例有金属铸件,块石面路,沥青,橡胶轮胎的回收处理 ,加工冷却油料等。

今天就到这里了,错的地方望各位大侠指点。
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