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實驗室廢氣處理方案
目前,氣態(tài)污染物的處理方案通常可分為濕法和干法。實際上,有必要根據(jù)化學(xué)實驗室廢氣的***點,選擇高效、低成本的方案。
(1)濕法廢氣處理。濕法廢氣處理選用酸霧凈化塔,適用于凈化氯化氫氣體(HCI)、氟化氫氣體(HF)、氨氣(NH3)、硫酸(H2SO4)、鉻酸霧(CrO3)、氰化氫氣體(HCN)、硫化氫氣體(H2S)、低濃度NOx廢氣等水溶性氣體。,具有凈化效果***、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小等***點。
酸霧凈化塔適合安裝在高層建筑的屋***上。工作原理是通過風(fēng)機將酸霧廢氣壓入凈化塔。廢氣和氫氧化鈉吸附中和溶液通過噴淋填料層后,與氣液兩相吸附中和反應(yīng)充分接觸。凈化后的酸霧廢氣被潮解層潮解后排入***氣。凈化后的酸霧廢氣可低于***家排放標準。
(2)干法廢氣處理。干法廢氣處理是指氣體混合物與多孔固體接觸時,利用固體表層存在的不平衡分子吸引力或化學(xué)鍵力,將混合物中的某一組分或某些組分吸附在固體表層的過程。具有吸附功能的固體稱為吸附劑。該方案的***點是設(shè)備簡單、操作方便、易于自動控制。但由于吸附劑的理化性質(zhì)不同,針對性強,因此需要配置不同理化性質(zhì)的吸附劑,才能起到******的氣體凈化作用;如果廢氣短時間通過吸附劑,廢氣中有害物質(zhì)濃度過高,廢氣凈化效果會不理想;廢氣通過吸附介質(zhì)時,由于固體介質(zhì)的阻擋作用,需要增加風(fēng)機的功率,以保證通風(fēng)系統(tǒng)的正常風(fēng)速。吸附劑需要定期更換或再生處理,以保證吸附裝置的正常運行。所以這個方案在實際應(yīng)用中需要付出相應(yīng)的成本和人力。這種方案通常用于有害物質(zhì)種類相對穩(wěn)定、濃度較低的廢氣處理,便于選擇有針對性的吸附劑。
有機氣體活性炭吸附裝置通常用于干燥廢氣處理?;钚蕴吭瓌t上微孔多,表面積***。借助分子引力和充分的習(xí)性,可以將溶劑蒸氣和揮發(fā)性物質(zhì)吸附在其表面,吸附的物質(zhì)可以根據(jù)沸點的不同用蒸汽分離出來。當選擇蒸汽作為脫附介質(zhì)時,分離出的有機溶劑蒸汽和水蒸氣通過冷凝器冷凝,然后進入分離桶進行有機溶劑的分離和回收。
有機廢氣選用活性炭吸附法,吸附效率可達90%以上。
(1)活性炭吸附原理
活性炭是一種外觀呈黑色、內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達、比表面積***、吸附能力強的微晶碳材料?;钚蕴坎牧现杏性S多人眼看不到的微孔。1克活性炭材料中微孔的表面積擴***后可達800-1500平方米,這是一個***殊的***數(shù)字。換句話說,在顆粒***小的活性炭顆粒中,微孔的內(nèi)表面積可以等于客廳面積的***小。正是這些高度發(fā)達的毛細管狀空隙結(jié)構(gòu)使活性炭具有******的吸附性能。分子間的相互作用力稱為“范德華力”。分子運動的速度雖然受到溫度和物質(zhì)的干擾,但在微觀環(huán)境中自始至終都是連續(xù)運動的。鑒于分子之間的相互吸引,當一個分子被活性炭的內(nèi)孔捕獲并進入活性炭的內(nèi)部空間時,***量的分子會不斷被吸引,直到活性炭的內(nèi)部空間被填滿。
(2)活性炭脫附方案
1.當活性炭內(nèi)部空間充滿有機廢氣即吸附物質(zhì)并達到飽和時,污染物逐漸釋放出來,稱為滲透。達到飽和活性炭吸附附床需要再生。通常,加熱的氣體用于脫附吸附床。一方面,吸附床的再生再次變得活躍;另一方面,污染物被釋放、回收或分解。這種脫附方案稱為升溫脫附。物質(zhì)的吸附量隨著溫度的升高而降低,被吸附的組分可以通過提高吸附劑的溫度來脫附。這種方案也叫變溫脫附,整個過程的溫度是周期性變化的。
2.液體吸附是無機氣體凈化常用的處理工藝,相當成熟、穩(wěn)定、可靠。以液體為吸收劑,廢氣中的有害成分通過洗滌收集裝置被液體吸收,從而達到凈化的目的。吸附系統(tǒng)屬于氣膜控制吸附過程,選用液相分散裝置——噴霧填料塔。運行時,吸附液通過填料塔***部的噴淋裝置均勻噴淋在填料層***部,并沿填料層自上而下呈膜狀流動,廢氣從塔下部進入,通過填料層從塔***排出。在這一過程中,廢氣被迫多次改變方向和速度,不斷與吸附液碰撞和接觸,使廢氣和吸附液在填料層中有足夠的接觸反應(yīng)時間,廢氣中的有害成分可以被吸附液充分吸附和凈化。凈化后的氣體經(jīng)塔內(nèi)除霧后達標排放。
3.對于本實驗室產(chǎn)生的各類廢氣,處理方案采用活性炭吸附結(jié)合的方法。***先用活性炭吸附有機污染物,然后用填料噴霧塔吸附無機污染物。