废气处理设备的类型

废气处理设备的类型

 

废气处理设备分为吸收设备、吸附设备、催化燃烧设备和等离子体处理设备。以下来介绍废气处理设备的类型。

 

吸收设备

 

在吸收法中，挥发性有机化合物被低挥发性或非挥发性溶剂吸收，然后通过挥发性有机化合物和吸收剂之间物理性质的差异进行分离。

 

含VOCs的气体从底部进入吸收塔，在上升过程中从塔顶与吸收剂逆流接触，净化后的气体从塔顶排出。经过热交换器后，吸收剂吸收的挥发性有机化合物进入汽提塔顶部，在高于吸收温度或低于吸收压力的温度下脱附。脱附的吸收剂由溶剂冷凝器冷凝，然后返回吸收塔。在通过冷凝器和气液分离器后，脱附的挥发性有机化合物气体作为相对纯的挥发性有机化合物气体离开汽提塔并被回收。该工艺适用于挥发性有机化合物浓度较高、温度较低的气体净化，其他情况下需要相应的工艺调整。

 

吸附设备

 

当流体混合物用多孔固体物质处理时，流体中的某种成分或某些成分可以吸附在表面并集中在其上。这种现象叫做吸附。废气经吸附处理时，吸附对象是气态污染物，气固吸附。吸附的气体成分称为吸附质，多孔固体物质称为吸附剂。

 

被吸附物吸附在固体表面后，被吸附的被吸附物的一部分可以从吸附表面分离出来，吸附表面是附着的。但吸附进行一段时间后，由于表面吸附质的浓度，其吸附能力明显降低，导致吸附净化的要求。此时需要采取一定的措施，将吸附在吸附剂上的吸附质脱附，增强其吸附能力。这个过程叫做吸附剂再生。所以在实际的吸附工程中，能够去除废气中的污染物，回收废气中有用成分的是吸附-再生-重复吸附的循环过程。

 

催化燃烧设备

 

燃烧法对处理高浓度Voc和有气味的化合物非常有效。其原理是用过量的空气燃烧这些杂质，大部分产生二氧化碳和水蒸气，可以排放到大气中。但在处理含氯、硫的有机化合物时，燃烧产物中会产生HCl或SO2，燃烧后的气体需要进一步处理。

 

等离子体处理设备

 

等离子体是一种电离气体，它的英文名字叫等离子体，是1927年美国科学缪尔在研究低压下汞蒸气中的放电现象时命名的。等离子体是由大量的中子、中性原子、受激原子、光子和自由基组成，但电子和正离子的电荷数必须是电中性的，这就是“等离子体”的含义。等离子体与固体、液体、气体在电导率、电磁影响等很多方面都不同，所以有人称之为物质的第四种状态。根据状态、温度和离子密度，等离子体通常可分为高温等离子体和低温等离子体(馒头和冷等离子体)。其中高温等离子体电离度接近1，各种粒子温度几乎相同，处于热力学平衡状态。它主要用于受控热核反应的研究。而低温等离子体处于非平衡状态，各种粒子的温度不同。电子温度(Te)≥离子温度(Ti)可达104K以上，而其离子和中性粒子的温度可低至300 ~ 500 k，一般气体电子发射体属于低温等离子体。

 

截至2013年，低温等离子体作用机理的研究被认为是粒子非弹性碰撞的结果。低温电离富含电子、离子、自由基和激发态分子，其中高能电子与气体分子(原子)碰撞，将能量转化为基态分子(原子)的内能，激发、解离、电离等一系列过度梗处于激活状态。一方面气体分子键被打开，产生一些单分子和固体粒子；另一方面，自由基如。OH，H2O2。，等等。和具有强氧化性的O3。在这个过程中，高能电子起着决定性的作用，离子的热运动只有副作用。在常压下，气体放电产生的高度不平衡等离子体中的温度远远高于气体温度(室温下约为100℃)。非平衡等离子体中可能发生各种类型的化学反应，主要由电子平均能量、电子密度、气体温度、有害气体分子浓度和≥气体组成决定。这提供了一些需要很大活化能的反应，例如去除大气中的难降解污染物。此外，还可以处理低浓度、高流速、大风量的挥发性有机污染物和含硫污染物。

 

产生等离子体的常用方法是气体放电。所谓气体放电，是指电子通过某种机制从气体原子或分子电离出来，形成的气体介质称为电离气体。如果电离气体是由外部电场产生的，并形成传导电流，这种现象称为气体放电。根据放电机理、气体压力J源的性质和电极的几何形状，气体放电等离子体可分为以下几种形式:①辉光放电；③介质阻挡放电；④射频放电；⑤微波放电。无论产生哪种形式的等离子体，都需要高压放电。很容易引起火灾并造成危险。由于气态污染物的处理，一般要求在常压下进行。

 

光催化和生物净化设备

 

光催化是一种室温下的深度反应技术。光催化氧化可以在室温下将水、空气和土壤中的有机污染物完全氧化成无毒无害的产品，而传统的高温焚烧技术需要在极高的温度下破坏污染物，即使使用常规的催化和氧化方法也需要数百度的高温。

 

理论上，只要半导体吸收的光能不小于其带隙能量，就足以激发电子和空穴，半导体可以用作光催化剂。常见的单一化合物光催化剂多为金属氧化物或硫化物，如Ti0。、Zn0、ZnS、CdS、PbS等。这些催化剂对于特定的反应具有突出的优势，可以根据具体研究的需要进行选择。比如CdS半导体，带隙能量小，与太阳光谱中的近紫外波段有较好的匹配性能，可以很好的利用自然光能量，但易受光腐蚀，使用寿命有限。相对而言，Ti02具有良好的综合性能，是应用和研究最广泛的单一复合光催化剂。