二氯甲烷廢氣吸附凈化處理技術

徐曉建 肖楊柏 張瓊

（1.浙江省環境工程有限公司，浙江杭州 310012；2.杭州泉基環?？萍加邢薰?，浙江杭州 310012；3.紹興眾昌化工股份有限公司，浙江杭州 312369）

0.引言

現如今，我國化工行業迅速發展，但生產過程中產生了諸多的揮發性有機物，這些有機廢氣影響到生態環境，并危及到人們的身體健康。二氯甲烷既能夠用于有機合成，還能夠用作石油脫蠟溶劑、脫漆劑、乙酸纖維素成膜、聚氨酯發泡劑等[1]。但是二氯甲烷受到紫外光照射以后，往往會分解成一氧化碳和光氣，損害到人體健康和生態環境；且其液體與高濃度蒸汽會在很大程度上刺激到人體皮膚，損害到人體神經系統，甚至損害到肝腎功能?；谶@些危害，全球多個國家都將二氯甲烷列為關鍵控制污染物，并積極研發和應用合理的處理技術來降低二氯甲烷尾氣的排放，切實提高環境效益和經濟效益。

1.非破壞性法

1.1 冷凝法

針對冷凝法的應用，主要是結合有機物在各種溫度對應的飽和蒸氣壓，通過降低溫度和提高壓力來讓蒸汽狀態的污染物進行冷凝液化，從而實現對有機物的處理。這一方法借助冷媒介來冷卻高濃度廢氣，使之成為液體，然后再進行回收，可在源頭上降低廢氣的排放[2]。冷凝法主要涉及到兩種應用方式：

（1）直接冷凝。通過讓揮發性有機物直接接觸到冷凝液，然后冷凝成液體，再與冷凝液進行逆向或是同向接觸混合，使之與冷媒介進行充分混合，最后通過廢液的方式排出，該處理方式能夠更加充分的冷凝有機廢氣，然而會形成冷凝廢液，這就導致了二次污染；（2）間接冷凝?？赏ㄟ^導熱管壁將揮發性有機物與冷媒隔開，僅僅是傳溫，并不傳質，最后可直接回收已冷凝的有機物；該處理方法可適用于具有較高有機物濃度和組分單一的有機氣體，企業生產中能夠再次使用回收的有機物[3]。

1.2 吸附法

針對吸附法的應用，該方法主要是含揮發性有機物的氣態組分穿過多孔性填料層時，借助這一材料表面具有的化學鍵作用力，在固體表面就截下混合氣體中的一些組分，這就實現對有機物的分離和去除，可在低濃度廢棄的處理中進行有效應用。而要想獲得理想的吸附性能，就必須對吸附裝置的操作環境、吸附劑的類型與特性等進行嚴格把控[4]。當前工業領域常見的吸附材料多種多樣，包括：金屬有機骨架材料、樹脂、活性炭等。關于吸附法在二氯甲烷廢氣處理中的應用，可使用的吸附材料主要有：硬酸類金屬離子改性的活性炭、二次活化的活性炭纖維等活性炭，這些材料能夠獲得較為顯著的吸附效果，但是其也存在一些不足，如：在附氯代烴類化合物過程中往往會生成鹽酸，這就對設備造成腐蝕，還會引發失火等安全事故?；诖耍斍叭藗冮_始深入研究和推廣樹脂、金屬有機骨架材料等吸附材料。

1.3 吸收法

針對吸收法的應用，相關原理為：結合相似相溶原理采用不揮發性或是低揮發性吸收劑，來達到吸收揮發性氣體的目的，然后借助多種的有機物沸點來加以蒸餾分離，或是精餾分離，這一方法具備運營簡便快捷，裝置可靠的優勢，可對高濃度的廢氣進行有效處理，然而在具體應用過程中，很多揮發性氣體需借助高沸點的有機溶劑等進行吸收，但是這些溶劑吸收后會成為廢液，從而引發二次污染，且進行再生處理，需要花費更多的資金。關于吸收法在二氯甲烷廢氣處理中的應用，主要是建立咪唑類離子液體吸收二氯甲烷的熱力學模型，采用最為合理有效的吸收塔工藝條件，從而實現對二氯甲烷廢氣的有效處理。

2.破壞性法

2.1 焚燒法

針對焚燒法的應用，基于不同的焚燒溫度和催化劑使用不同來劃分成兩種應用方式：（1）熱力焚燒法。該方法無需使用催化劑，可借助輔助材料來有效提高焚燒溫度，可達到600℃以上，這樣就能夠完全燃燒有機物，可應用到濃度較為可靠、濃度比較高的廢氣處理之中；（2）催化燃燒法。該方法通過使用催化劑，讓有機物在300℃～400℃的情況下轉化成二氧化碳和水，其主要優勢在于：反應溫度很低，通常低于350℃，且能夠獲得非常高的轉化率，還能夠作為最終處理方式，不用進行后續處理；不足之處在于：必須確保廢氣能夠在催化劑表面停留相應的時間，僅適用于廢氣分量相對較低的處理中。相關實踐證明：通過采用RTO氧化焚燒技術對二氯甲烷廢氣進行處理，可去除超過95.3%的二氯甲烷；通過催化燃燒法來處理二氯甲烷廢氣，其中使用浸漬法自制的V-Ni/TiO2雙金屬氧化物催化劑，不僅能夠獲得較為理想的處理效果，且幾乎無有毒副產物的產生。

2.2 脈沖電暈法

針對脈沖電暈法的應用，可通過脈沖電暈放電過程中出現的高能離子，使之撞擊廢氣的氣體分子（氧氣、水、氮氣），從而轉變為離子和自由基，這樣就能夠氧化廢氣中的一部分廢氣中的二氯甲烷，也可還原另一部分的二氯甲烷，最終實現二氯甲烷的去除。相關實踐證明：關于二氯甲烷廢氣處理中脈沖電暈法的應用，可借助組合式脈沖電暈反應器來實現對這一揮發性有機物的降解，將空氣當作載氣，選擇50Hz的脈沖頻率、22.5kV的峰值電壓，即可去除約80%的二氯甲烷；也可借助脈沖電暈反應器來實現對這一揮發性有機物的去除，通常電壓越大，可隨之不斷增大二氯甲烷的去除率。

2.3 生物法

相關研究證明：二氯甲烷可以被微生物降解和礦化，故而生物法可實現對二氯甲烷的有效處理。相較于上述處理方法，生物法的能耗更少、運營更加簡單、處理成本更低，且可獲得較佳的二氯甲烷轉化率。生物法的應用原理為：工業廢水中的含有的Pseudomonas sp.DM1，能夠將這一物質分離出來，用作二氯甲烷的碳源和氮源，進而實現對二氯甲烷的轉化。

2.4 光催化分解法

關于光催化分解法的應用，相關原理為：借助光生電子與光生空穴，來對羥基自由基進行氧化作用，使之降解成有機物。相關實踐研究證明：在氯代烷烴處理中應用低壓汞燈輻照的紫外光耦合臭氧降解方法的研究，結果顯示相較于補充臭氧，增強紫外線強度，可在極大程度促進有機物的降解。現階段，光催化分解法被認為是最具前景的節能環保的二氯甲烷廢氣處理技術，但是該技術在含氯有機化合物處理過程中，具有催化劑時常出現中毒失活情況、氧化程度不足等問題，故而難以在實際工業生產中得到應用。

2.5 等離子體法

關于等離子體法的應用，相關原理為：借助輻射、電、熱等方式，讓氣體電離生成諸多具備部分動能的自由電子，然后使之與氣相中的分子進行碰撞，對其結構進行破壞，最終實現對有機物的降解，該方法的優勢在于：降解效果顯著、工藝簡單、節能減排等。相關實踐研究表明：關于二氯甲烷廢氣處理中線-筒式脈沖電暈反應器的應用研究，結果顯示：在氮氣環境下，當峰值電壓不斷增大時，則二氯甲烷降解率會隨之增大，而當氣體中氧氣濃度增大時，則二氯甲烷降解率會隨之顯著降低。

3.結語

當前關于二氯甲烷廢氣的處理，可采用的技術方法多種多樣，相關工業企業應結合自身的工藝要求與排放條件，選擇最為適宜的處理技術，以此來確保獲得最為理想的處理效果，為企業帶來更大化的經濟效益與環境效益。