石材生產(chǎn)中的有機(jī)廢氣治理

　　隨著國家加強(qiáng)對環(huán)境及對員工身心健康的保護(hù)，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣在排放未達(dá)標(biāo)前不允許排放到大氣環(huán)境中及排放到工作環(huán)境中。因此，凡使用化學(xué)藥劑產(chǎn)生廢氣的場所必須進(jìn)行廢氣治理。石材行業(yè)生產(chǎn)加工過程中產(chǎn)生廢氣最多的工序是天然石材使用不飽和聚酯樹脂膠及環(huán)氧樹脂膠補(bǔ)膠及人造石、石英石壓制過程中產(chǎn)生的廢氣。這些廢氣對人體及大氣環(huán)境均會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重危害，必須治理這些廢氣才能保障員工的身體健康。

　　1有機(jī)廢氣的處理

　　有機(jī)廢氣是指碳烴化合物、苯、醇類、酮類、酚類、醛類、酯類、胺類、腈氰等有機(jī)化合物。這些化合物對我們生活、工作的環(huán)境均產(chǎn)生危害。

　　有機(jī)廢氣治理是指用多種技術(shù)措施，通過不同途徑減少石油損耗、減少有機(jī)溶劑用量或排氣凈化以消除有機(jī)廢氣污染。有機(jī)廢氣污染源分布廣泛，為防止污染，除減少石油損耗、減少有機(jī)溶劑用量以減少有機(jī)廢氣的產(chǎn)生和排放外，排氣凈化是目前切實(shí)可行的治理途徑，見圖1。

　　 

　　2有機(jī)廢氣的危害

　　人造石以不飽和樹脂和甲基丙烯酸甲酯等有機(jī)高分子材料為粘接原料，使用苯乙烯有機(jī)溶劑稀釋，生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生含苯乙烯有機(jī)廢氣。苯乙烯具有毒性，對人的上呼吸道有強(qiáng)烈的刺激作用，苯乙烯廢氣具有致畸、致突變和致癌的三致作用，對人體健康危害大；它還是光化學(xué)反應(yīng)劑,其光降解產(chǎn)生如臭氧的二次污染，苯乙烯被美國環(huán)境保護(hù)局列為189種危害空氣污染物之一。有機(jī)廢氣大多具有毒性，部分已被列入致癌物。

　　3廢氣處理方法

　　目前，對有機(jī)廢氣及粉塵的凈化方法，主要有吸收法（干法和濕法）、吸附法、冷凝法、燃燒法、氧化法及分解法等。其中吸收法（水洗、藥液洗滌）、燃燒法、吸附法較為常用。

　　3.1吸收法

　　一般采用物理吸收，即將廢氣引入吸收液進(jìn)凈化，待吸收液飽和后經(jīng)加熱、解析、冷凝回收。本法適用于大氣量、低溫度、低濃度的廢氣，但需配備加熱解析回收裝置，設(shè)備體積大、投資較高。

　　一般采用活性炭吸附法：通過活性炭吸附廢氣，當(dāng)吸附飽和后，活性炭脫附再生，將廢氣吹脫后催化燃燒，轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，再生后的活性炭繼續(xù)使用。當(dāng)活性炭再生到一定次數(shù)后，吸附容量明顯下降，則需要再生或更新活性炭。

　　活性炭是目前處理有機(jī)廢氣使用最多的方法，對苯類廢氣具有良好的吸附性能，但對烴類廢氣吸附性較差。主要缺點(diǎn)是運(yùn)行成本較高，不適合于濕度大的環(huán)境。但就目前市場應(yīng)用來說，采用活性炭吸附最為常用。

　　活性炭采用最多的方法為：活性炭顆粒及活性炭纖維，采用活性炭顆粒價(jià)格比較便宜，但效果差些，相比來說采用活性炭纖維價(jià)格相對高些，效果好些。

　　3.2活性碳纖維（ACF）特點(diǎn)

　?。?）活性碳纖維比表面積大，有效吸附量高。由于同樣重量的纖維的表面積是顆粒的近百倍，所以需要填充的活性碳纖維的重量非常小，然而吸附效率卻非常高。根據(jù)所處理廢氣的有機(jī)氣體含量和其它物理特性的不同，吸附效率在85%?98%之間，多級吸附工藝可以達(dá)到99.99%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于活性碳顆粒吸附法的最高吸附率88%，而且體積及總重量也都很小。

　?。?）吸附﹑脫附行程短、速度快、脫附﹑再生耗能低。ACF對有機(jī)氣體吸附量比顆粒狀活性炭（GAC）大幾倍至幾十倍，對無機(jī)氣體也有很好的吸附能力，并能保持較高的吸附脫附速度和較長的使用壽命。如用水蒸氣加熱6?10min，即可完全脫附，耐熱性能好，在惰性氣體中耐高溫1000℃以上，在空氣中著火點(diǎn)達(dá)500℃以上。

　　（3）形狀可變，使用方便。由于活性碳纖維可以做成氈式，所以更換起來非常方便，不會(huì)對人體造成任何危害。

　?。?）可根據(jù)需要生產(chǎn)出具有特殊性能的專用ACF，強(qiáng)度好，不會(huì)造成二次污染。

　　3.3燃燒法

　　（1）直接燃燒法

　　利用燃?xì)饣蛉加偷容o助燃料燃燒，將混合氣體加熱，使有害物質(zhì)在高溫作用下分解為無害物質(zhì)；本法工藝簡單、投資小，適用于高濃度、小風(fēng)量的廢氣，但對安全技術(shù)、操作要求較高。

　?。?）催化燃燒法

　　把廢氣加熱經(jīng)催化燃燒轉(zhuǎn)化成無害無臭的二氧化碳和水；本法起燃溫度低、節(jié)能、凈化率高、操作方便、占地面積少、投資較大，適用于高溫或高濃度的有機(jī)廢氣。

　　3.4吸附法

　?。?）直接吸附法：有機(jī)廢氣經(jīng)活性炭吸附，可達(dá)95%以上的凈化率，設(shè)備簡單、投資小，但活性炭更換頻繁，增加了裝卸、運(yùn)輸、更換等工作程序，導(dǎo)致運(yùn)行費(fèi)用增加。

　　（2）吸附-回收法：利用纖維活性炭吸附有機(jī)廢氣，在接近飽和后用過熱水蒸汽反吹，進(jìn)行脫附再生；本法要求提供必要的蒸汽量。

　?。?）新型吸附-催化燃燒法：此法綜合了吸附法及催化燃燒法的優(yōu)點(diǎn)，采用新型吸附材料（蜂窩狀活性炭）吸附，在接近極限后引入熱空氣進(jìn)行脫附、解析，脫附后廢氣引入催化燃燒床無焰燃燒，將其徹底凈化，熱氣體在系統(tǒng)中循環(huán)使用，大大降低能耗。本法具有運(yùn)行穩(wěn)定可靠、投資省、運(yùn)行成本低、維修方便等特點(diǎn)，適用于大風(fēng)量、低濃度的廢氣治理，是目前國內(nèi)治理有機(jī)廢氣較成熟、實(shí)用的方法。

　　3.5高級氧化法

　　高級氧化法是近年來在化學(xué)氧化法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新技術(shù)。臭氧高級氧化技術(shù)是通過臭氧氧化與各種水或廢氣處理技術(shù)組合，形成氧化性更強(qiáng)、反應(yīng)選擇性較低的羥基自由基的氧化技術(shù)。

　　3.6生物法

　　生物法有機(jī)廢氣凈化技術(shù)是目前世界上工業(yè)廢氣凈化領(lǐng)域的前沿?zé)狳c(diǎn)技術(shù)。與常規(guī)的有機(jī)廢氣處理技術(shù)相比，生物處理低濃度有機(jī)廢氣技術(shù)具有效果好、投資及運(yùn)行費(fèi)用低、安全性好、無二次污染、易于管理等優(yōu)點(diǎn)。

　　臭氧-生物法處理揮發(fā)性有機(jī)廢氣技術(shù)是采用臭氧高級氧化技術(shù)與高效生物滴濾法相結(jié)合工藝處理高濃度揮發(fā)性有機(jī)廢氣。臭氧高級氧化技術(shù)是利用氣相臭氧氧化揮發(fā)性有機(jī)物與O3/H2O2產(chǎn)生活性極強(qiáng)的自由基（如˙OH）氧化有機(jī)廢氣吸收液相結(jié)合的臭氧高級氧化技術(shù)。生物法將臭氧氧化分解產(chǎn)物和有機(jī)廢氣繼續(xù)好氧降解成無害的物質(zhì)。高級氧化法能有效提高難降解有機(jī)物的生物降解性能，形成了高級氧化法與后續(xù)生化技術(shù)相結(jié)合的處理技術(shù)，見圖2。

　　臭氧-生物法處理揮發(fā)性有機(jī)廢氣技術(shù)是采用臭氧高級氧化技術(shù)和生物滴濾聯(lián)合處理高濃度苯乙烯有機(jī)廢氣。臭氧高級氧化（AOPs）凈化揮發(fā)性有機(jī)廢氣是利用氣相臭氧氧化揮發(fā)性有機(jī)物與O3/H2O2產(chǎn)生活性極強(qiáng)的自由基（如˙OH）的液相臭氧氧化有機(jī)廢氣吸收液相結(jié)合對有毒有害揮發(fā)性有機(jī)污染物進(jìn)行直接的分解去除，生物滴濾法（BTF）將臭氧氧化分解產(chǎn)物和揮發(fā)性有機(jī)廢氣繼續(xù)好氧降解成無害的物質(zhì)。該技術(shù)不僅可減少生物滴濾裝置的體積，還可避免臭氧氧化產(chǎn)生二次污染的發(fā)生，是一種揮發(fā)性有機(jī)廢氣的新型處理方法。

　　 

　　4人造石行業(yè)各種有機(jī)廢氣處理工藝

　　目前，國內(nèi)外人造石行業(yè)苯乙烯有機(jī)廢氣處理工藝主要有吸收、活性碳吸附、吸附濃縮-催化燃燒、蓄熱式催化氧化（RCO）燃燒工藝、蓄熱式直接氧化法、光觸媒、催化法、生物法等。采用吸附一催化燃燒綜合法處理含苯乙烯VOCs廢氣。蓄熱式催化氧化處理ABS生產(chǎn)裝置含苯乙烯廢氣中試和工程應(yīng)用。研究了介質(zhì)阻擋放電（DBD）常壓下降解流動(dòng)態(tài)苯乙烯。液體吸收一活性炭吸附凈化苯乙烯廢氣。傳統(tǒng)活性碳吸附工藝處理高濃度有機(jī)廢氣，但是處理效果不佳并再生脫附導(dǎo)致維護(hù)運(yùn)行費(fèi)用高，還會(huì)帶來二次污染；并沒有配套建設(shè)再生裝置，吸附劑飽和后既未再生，也因其價(jià)格昂貴很少更換。采用吸附-催化燃燒法也因催化劑易中毒、壽命短、燃燒設(shè)施的安全性差而不能穩(wěn)定運(yùn)行，造成治理設(shè)施難以發(fā)揮作用。也有少數(shù)采用簡單水噴淋或吸收處理，凈化效率低且易產(chǎn)生二次污染。采用催化轉(zhuǎn)化法如蓄熱式催化氧化（RCO）燃燒工藝、吸附濃縮-催化燃燒、光催化處理苯乙烯有機(jī)廢氣，容易引起催化劑中毒造成凈化效率急劇下降縮短催化劑壽命。

　　揮發(fā)性有機(jī)廢氣的臭氧氧化技術(shù)可將多種有機(jī)污染物同時(shí)氧化脫除，節(jié)省設(shè)備投資、耗能小，但轉(zhuǎn)化率不高、臭氧氧化不徹底，可能造成二次污染；而生物處理揮發(fā)性有機(jī)廢氣存在工業(yè)裝置體積較大，易受污染負(fù)荷及組分的變化、非穩(wěn)態(tài)工況和外界環(huán)境溫度的影響。將臭氧氧化和生物法聯(lián)合處理高濃度揮發(fā)性有機(jī)廢氣則可以減少生物凈化裝置體積，臭氧氧化產(chǎn)生的副產(chǎn)物被生物降解成無害的物質(zhì)，避免二次污染的發(fā)生；這不僅可以減少，而且能控制有害副產(chǎn)物的形成，提高性價(jià)比。

　　臭氧-生物法處理揮發(fā)性有機(jī)廢氣具有對有機(jī)廢氣凈化效率高，有機(jī)廢氣中苯乙烯的凈化效率可達(dá)90%以上，TVOC去除率90%以上，廢氣降解完全、操作簡便、裝置運(yùn)行穩(wěn)定性好、運(yùn)行費(fèi)用低和無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，適應(yīng)于高濃度揮發(fā)性有機(jī)廢氣凈化處理。

　　5幾種有機(jī)廢氣處理工藝供企業(yè)選擇

　　工藝①：廢氣→吸氣罩→吸氣管道→風(fēng)機(jī)→活性炭吸附塔；工藝②：廢氣→吸塵罩→吸塵管道→風(fēng)機(jī)→洗滌除塵器→排氣；工藝③：廢氣→吸塵罩→吸塵管道→洗滌除塵器→風(fēng)機(jī)→活性炭吸附塔→排氣。