石材生產(chǎn)中的有機廢氣治理

隨著國家加強對環(huán)境及對員工身心健康的保護，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣在排放未達標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，凡使用化學藥劑產(chǎn)生廢氣的場所必須進行廢氣治理。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)境均會產(chǎn)生嚴重危害，必須治理這些廢氣才能保障員工的身體健康。

1有機廢氣的處理

有機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、減少有機溶劑用量或排氣凈化以消除有機廢氣污染。有機廢氣污染源分布廣泛，為防止污染，除減少石油損耗、減少有機溶劑用量以減少有機廢氣的產(chǎn)生和排放外，排氣凈化是目前切實可行的治理途徑，見圖1。

2有機廢氣的危害

人造石以不飽和樹脂和甲基丙烯酸甲酯等有機高分子材料為粘接原料，使用苯乙烯有機溶劑稀釋，生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生含苯乙烯有機廢氣。苯乙烯具有毒性，對人的上呼吸道有強烈的刺激作用，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；它還是光化學反應劑,其光降解產(chǎn)生如臭氧的二次污染，苯乙烯被美國環(huán)境保護局列為189種危害空氣污染物之一。有機廢氣大多具有毒性，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。主要缺點是運行成本較高，不適合于濕度大的環(huán)境。但就目前市場應用來說，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，采用活性炭顆粒價格比較便宜，但效果差些，相比來說采用活性炭纖維價格相對高些，效果好些。

3.2活性碳纖維（ACF）特點

（1）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到99.99%，遠遠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。

（2）吸附﹑脫附行程短、速度快、脫附﹑再生耗能低。ACF對有機氣體吸附量比顆粒狀活性炭（GAC）大幾倍至幾十倍，對無機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，在空氣中著火點達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，不會對人體造成任何危害。

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

3.3燃燒法

（1）直接燃燒法

利用燃氣或燃油等輔助燃料燃燒，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、小風量的廢氣，但對安全技術(shù)、操作要求較高。

（2）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廢氣。

3.4吸附法

（1）直接吸附法：有機廢氣經(jīng)活性炭吸附，可達95%以上的凈化率，設備簡單、投資小，但活性炭更換頻繁，增加了裝卸、運輸、更換等工作程序，導致運行費用增加。

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

（3）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，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。本法具有運行穩(wěn)定可靠、投資省、運行成本低、維修方便等特點，適用于大風量、低濃度的廢氣治理，是目前國內(nèi)治理有機廢氣較成熟、實用的方法。

3.5高級氧化法

高級氧化法是近年來在化學氧化法基礎上發(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、反應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)域的前沿熱點技術(shù)。與常規(guī)的有機廢氣處理技術(shù)相比，生物處理低濃度有機廢氣技術(shù)具有效果好、投資及運行費用低、安全性好、無二次污染、易于管理等優(yōu)點。

臭氧-生物法處理揮發(fā)性有機廢氣技術(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)性有機物與O3/H2O2產(chǎn)生活性極強的自由基（如˙OH）氧化有機廢氣吸收液相結(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廢氣。臭氧高級氧化（AOPs）凈化揮發(fā)性有機廢氣是利用氣相臭氧氧化揮發(fā)性有機物與O3/H2O2產(chǎn)生活性極強的自由基（如˙OH）的液相臭氧氧化有機廢氣吸收液相結(jié)合對有毒有害揮發(fā)性有機污染物進行直接的分解去除，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)性有機廢氣的新型處理方法。

4人造石行業(yè)各種有機廢氣處理工藝

目前，國內(nèi)外人造石行業(yè)苯乙烯有機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用。研究了介質(zhì)阻擋放電（DBD）常壓下降解流動態(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廢氣，但是處理效果不佳并再生脫附導致維護運行費用高，還會帶來二次污染；并沒有配套建設再生裝置，吸附劑飽和后既未再生，也因其價格昂貴很少更換。采用吸附-催化燃燒法也因催化劑易中毒、壽命短、燃燒設施的安全性差而不能穩(wěn)定運行，造成治理設施難以發(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)性有機廢氣的臭氧氧化技術(shù)可將多種有機污染物同時氧化脫除，節(jié)省設備投資、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)性有機廢氣存在工業(yè)裝置體積較大，易受污染負荷及組分的變化、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，提高性價比。

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

5幾種有機廢氣處理工藝供企業(yè)選擇

工藝①：廢氣→吸氣罩→吸氣管道→風機→活性炭吸附塔；工藝②：廢氣→吸塵罩→吸塵管道→風機→洗滌除塵器→排氣；工藝③：廢氣→吸塵罩→吸塵管道→洗滌除塵器→風機→活性炭吸附塔→排氣。

原標題:石材生產(chǎn)中的有機廢氣治理