发酵废气处理方法汇总

1、TOC o 1-5 h u HYPERLINK l _Toc26615 一. 发酵废气处理技术及现状 PAGEREF _Toc26615 3 HYPERLINK l _Toc19012 1. 吸收技术 PAGEREF _Toc19012 3 HYPERLINK l _Toc20225 2. 吸附技术 PAGEREF _Toc20225 3 HYPERLINK l _Toc21262 3. 催化燃烧技术 PAGEREF _Toc21262 4 HYPERLINK l _Toc4233 4. 冷凝技术 PAGEREF _Toc4233 4 HYPERLINK l _Toc14823 5. 膜分离技

2、术 PAGEREF _Toc14823 5 HYPERLINK l _Toc7244 6. 生物降解技术 PAGEREF _Toc7244 5 HYPERLINK l _Toc3535 7. 光催化氧化技术 PAGEREF _Toc3535 5 HYPERLINK l _Toc4767 8. 臭氧分解技术 PAGEREF _Toc4767 5 HYPERLINK l _Toc19923 9. 等离子体法 PAGEREF _Toc19923 6 HYPERLINK l _Toc32318 10. 常用 VOCs净化技术比较 PAGEREF _Toc32318 6 HYPERLINK l _Toc

3、18967 二 处理技术 PAGEREF _Toc18967 7 HYPERLINK l _Toc1453 2.1 吸附技术 PAGEREF _Toc1453 7 HYPERLINK l _Toc4669 2.1.1 吸附剂的选择 PAGEREF _Toc4669 7 HYPERLINK l _Toc6279 （1） 活性炭 PAGEREF _Toc6279 8 HYPERLINK l _Toc1001 （2） 活性炭纤维 PAGEREF _Toc1001 8 HYPERLINK l _Toc117 （3） 硅胶 PAGEREF _Toc117 9 HYPERLINK l _Toc25197

4、（4） 沸石分子筛 PAGEREF _Toc25197 9 HYPERLINK l _Toc15006 （5） 膨润土 PAGEREF _Toc15006 11 HYPERLINK l _Toc26861 2.1.2 活性炭吸附工艺 PAGEREF _Toc26861 12 HYPERLINK l _Toc26061 2.2 催化燃烧技术 PAGEREF _Toc26061 14 HYPERLINK l _Toc4722 2.2.1 催化剂的选择 PAGEREF _Toc4722 14 HYPERLINK l _Toc12967 （1）载体 PAGEREF _Toc12967 14 HYPER

5、LINK l _Toc28614 （2）涂层 PAGEREF _Toc28614 15 HYPERLINK l _Toc28322 （3）活性组分 PAGEREF _Toc28322 15 HYPERLINK l _Toc24853 2.1.2 催化燃烧系统 PAGEREF _Toc24853 17 HYPERLINK l _Toc18330 2.1.3 催化燃烧催化剂评价体系 PAGEREF _Toc18330 18 HYPERLINK l _Toc31136 2.1.4 催化燃烧法特点 PAGEREF _Toc31136 19 HYPERLINK l _Toc5437 2.3 吸附+催化燃

6、烧技术 PAGEREF _Toc5437 19 HYPERLINK l _Toc17931 2.4 低温等离子技术 PAGEREF _Toc17931 21 HYPERLINK l _Toc7842 2.4.1 介质阻挡放电 PAGEREF _Toc7842 22 HYPERLINK l _Toc12808 2.4.2 电晕放电 PAGEREF _Toc12808 23 HYPERLINK l _Toc17861 （1） 直流电晕放电法 PAGEREF _Toc17861 23 HYPERLINK l _Toc28783 （2） 交流电晕放电法 PAGEREF _Toc28783 23 HYP

7、ERLINK l _Toc4035 （3） 脉冲电晕放电法 PAGEREF _Toc4035 23 HYPERLINK l _Toc8449 2.4.3 工业化应用存在的问题： PAGEREF _Toc8449 25 HYPERLINK l _Toc30725 低温等离子体与静电吸附耦合 PAGEREF _Toc30725 26 HYPERLINK l _Toc2415 2.5 光催化氧化技术 PAGEREF _Toc2415 26 HYPERLINK l _Toc11712 2.5.1 光催化机理与催化工艺 PAGEREF _Toc11712 26 HYPERLINK l _Toc9044

8、2.5.2 光催化剂 PAGEREF _Toc9044 28 HYPERLINK l _Toc5744 2.5.3 光催化氧化的特点 PAGEREF _Toc5744 29 HYPERLINK l _Toc3909 2.6 低温等离子+光催化氧化技术 PAGEREF _Toc3909 29 HYPERLINK l _Toc1340 2.7 膜分离技术 PAGEREF _Toc1340 31 HYPERLINK l _Toc15655 2.7.1 膜分离工艺 PAGEREF _Toc15655 31 HYPERLINK l _Toc22114 2.7.2 分离膜材料 PAGEREF _Toc22

9、114 32 HYPERLINK l _Toc23657 2.8 吸收技术 PAGEREF _Toc23657 33 HYPERLINK l _Toc22303 2.9 冷凝技术 PAGEREF _Toc22303 34 HYPERLINK l _Toc31441 附 PAGEREF _Toc31441 35 HYPERLINK l _Toc26025 1 活性炭的吸附 PAGEREF _Toc26025 35 HYPERLINK l _Toc12036 1.1 活性炭吸脱附过程的影响因素 PAGEREF _Toc12036 35 HYPERLINK l _Toc21051 1.2 活性炭的吸

10、附特点 PAGEREF _Toc21051 36 HYPERLINK l _Toc21485 2 活性炭的脱附再生 PAGEREF _Toc21485 37 HYPERLINK l _Toc4420 2.1 热再生法 PAGEREF _Toc4420 37 HYPERLINK l _Toc17576 2.1.1 水蒸气脱附法 PAGEREF _Toc17576 38 HYPERLINK l _Toc4144 2.1.2 热空气再生法 PAGEREF _Toc4144 38 HYPERLINK l _Toc17581 2.1.3微波加热 PAGEREF _Toc17581 39 HYPERLIN

11、K l _Toc18794 2.1.4远红外线加热 PAGEREF _Toc18794 39 HYPERLINK l _Toc24127 2.1.5直接通电加热 PAGEREF _Toc24127 39 HYPERLINK l _Toc22924 2.2 微波/超声波再生法 PAGEREF _Toc22924 40 HYPERLINK l _Toc4466 2.3 溶剂置换法 PAGEREF _Toc4466 40 HYPERLINK l _Toc9935 2.3.1 药剂洗脱 PAGEREF _Toc9935 40 HYPERLINK l _Toc16450 2.3.2 超临界流体 PAGE

12、REF _Toc16450 41 HYPERLINK l _Toc30007 2.4 光催化再生法 PAGEREF _Toc30007 42 HYPERLINK l _Toc26777 2.5 Fenton再生法 PAGEREF _Toc26777 43 HYPERLINK l _Toc21794 2.6 电化学再生法 PAGEREF _Toc21794 43 HYPERLINK l _Toc812 2.7 催化湿式氧化再生法 PAGEREF _Toc812 44 HYPERLINK l _Toc1807 废水处理脱附再生装置 PAGEREF _Toc1807 44 HYPERLINK l _

13、Toc22167 （1） 多层式 PAGEREF _Toc22167 44 HYPERLINK l _Toc1754 （2） 回转式 PAGEREF _Toc1754 45 HYPERLINK l _Toc18477 （3） 流化床式 PAGEREF _Toc18477 46 HYPERLINK l _Toc16847 （4） 移动床式 PAGEREF _Toc16847 47 HYPERLINK l _Toc16456 结语 PAGEREF _Toc16456 48 HYPERLINK l _Toc22066 3 活性炭及部分抗生素发酵废气资料 PAGEREF _Toc22066 49 HY

14、PERLINK l _Toc9762 3.1 按活性炭的形状分类 PAGEREF _Toc9762 49 HYPERLINK l _Toc28725 3.2 按材质分类 PAGEREF _Toc28725 49 HYPERLINK l _Toc22404 3.3 按活性炭的机能分类 PAGEREF _Toc22404 50 HYPERLINK l _Toc14194 3.4 活性炭技术指标 PAGEREF _Toc14194 50 HYPERLINK l _Toc25285 3.4 影响粒状活性炭应用的主要性质 PAGEREF _Toc25285 51 HYPERLINK l _Toc6500

15、 3.5 常用的各种溶剂回收用吸附剂的性质 PAGEREF _Toc6500 51 HYPERLINK l _Toc15860 3.6 活性炭对各种有机物质和无机气体的吸附容量 PAGEREF _Toc15860 53 HYPERLINK l _Toc24689 3.7 不适合使用活性炭吸附处理的VOCs PAGEREF _Toc24689 54 HYPERLINK l _Toc19489 3.8 气相吸附用活性炭 PAGEREF _Toc19489 54 HYPERLINK l _Toc17543 3.8.1 煤质柱状活性炭 PAGEREF _Toc17543 55 HYPERLINK l

16、_Toc18979 煤质活性炭的原料及其对活性炭最终性能的影响 PAGEREF _Toc18979 55 HYPERLINK l _Toc18776 煤质柱状活性炭价格 PAGEREF _Toc18776 56 HYPERLINK l _Toc17994 3.9 抗生素类发酵废气 PAGEREF _Toc17994 56发酵废气处理技术随着现代生物技术迅猛发展，生物发酵制品已成为投资最活跃、发展最快的产业之一。生物发酵药品被广泛应用于临床，为人类健康作出了巨大的贡献。由于生物医药发酵空气用量大，一般为1：0.51.2（VVM），大量未处理尾气排人大气，使部分发酵代谢产物随尾气带出，甚至有特殊难

17、闻气味产生，即其药品成分或中间体浓度在空气中不断升高，反过来对人体及环境产生危害。因此，必须对其发酵尾气进行治理。发酵废气比较复杂，主要为HYPERLINK /s?wd=发酵罐&hl_tag=textlink&tn=SE_hldp01350_v6v6zkg6发酵罐废气、发酵菌渣干燥废气、提取HYPERLINK /s?wd=储罐&hl_tag=textlink&tn=SE_hldp01350_v6v6zkg6储罐废气、发酵液预处理废气和板框过滤的废气、HYPERLINK /s?wd=有机溶剂&hl_tag=textlink&tn=SE_hldp01350_v6v6zkg6有机溶剂废气、污水站废气

18、。发酵尾气中最主要的是未被利用的空气，还有生产菌在初级代谢和次级代谢中的各种中间物和产物，以及发酵过程中的酸碱废气。在发酵类抗生素生产过程中的废气主要为CO2、水蒸气、及有机挥发物VOCs（Volatile Organic Compounds）。污染源主要为有机溶媒废气，主要有氯化氢以及溶剂（丁酯、丁醇） 、二氯甲烷、异丙醇等。抗生素发酵废气排放的特点是：风量大、高温高湿、含尘量，多组分、以混合物的形式排放，常含有酸性气体、普通有机物和恶臭气体。排放的VOCs一般都含有丙酮、乙酸乙酯、苯、甲苯、二甲苯、甲醇、正丙醇、二氯甲烷、四氢呋喃类、醚类等。一. 发酵废气处理技术及现状1. 吸收技术吸收技

19、术是使用易挥发或不挥发的液体作为吸收剂，利用VOCs中不同气体在吸收剂中的溶解度不同，使有害气体被吸收，从而达到净化废气的目的。常用于处理高湿度(50%)VOCs气流。该法的处理浓度范围为500-5000ppm，效率高达95%98%，但投资较大，设计困难，应用较少。2. 吸附技术利用吸附剂发达的多孔结构对有机废气中VOCs的吸附作用来达到分离有害污染物的一种技术。在目前应用的吸附剂中，活性炭性能最好，应用最广，比其它商业可用的吸附剂，如：沸石、分子筛、活性氧化铝、多孔黏土、吸附树脂、矿石和硅胶等，有更大的吸/脱附容量和更快的吸附动力学性能。活性炭主要有三种类型即粉末状活性炭（Powdered

20、Activated Carbon，PAC）、颗粒状活性炭（Granular Activated Carbon，GAC）和活性炭纤维（Activated Carbon Fiber，ACF）。活性炭吸附技术主要分为变压吸附（PSA）和变温吸附（TSA）。变压吸附可以实现循环操作，具有自动化程度高、能耗低、安全的优点，但变压吸附需要不断加压、减压或抽真空，操作频繁，对设备要求高，能耗巨大，多用于高档的溶剂回收。固定床变温吸附法，具有回收效率高，设备简单，工艺相对成熟等优点。吸附法的缺点是设备庞大，流程复杂，吸附剂需要再生。活性炭吸附法最适于处理VOCs浓度为300-5000ppm的有机废气，主要用于

21、吸附回收脂肪和芳香族碳氢化合物、大部分含氯溶剂、常用醇类、部分酮类和酯类等；活性炭纤维吸附低浓度以至痕量的吸附质时更有效，可用于回收苯乙烯和丙烯腈等，但费用较活性炭吸附法高。3. 催化燃烧技术催化燃烧技术指借助催化剂将 VOCs在低点燃温度下（ 200300）进行无焰燃烧，废气被氧化为 CO2和 H2O。该技术处理有机废气的效率能达到 90-99%，且能量消耗少、燃烧温度低、不易带来二次污染、运行周期长，可回收热量，适合处理低浓度的和成分复杂的 VOCs。但使用的催化剂大多数是铂、钯等贵金属，以三氧化二铝作为载体，而贵金属价格昂贵，易中毒，而且当净化低浓度的有机废气时需要加入辅助燃料助燃，导致

22、费用增加。现在正在研究开发新型的稀土催化剂以节省贵金属。4. 冷凝技术冷凝法是利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸汽压这一性质，采用降低温度、提高系统的压力或者既降低温度又提高压力的方法，使处于蒸气状态的VOCs冷凝并从废气中分离出来的过程。特别适用于处理VOCs浓度在10000ppm以上的较高浓度的有机蒸气，VOCs的去除率与其初始浓度和冷却温度有关。在给定的温度下，VOCs的初始浓度越大，VOCs的去除率越高。冷凝法在理论上可达到很高的净化程度，但是当浓度低于几个ppm时，须采取进一步的冷冻措施，使运行成本大大提高，所以冷凝法不适宜处理低浓度的有机气体，而常作为其他方法（如吸附法、焚烧法和使

23、用溶剂吸收）净化高浓度废气的前处理，以降低有机负荷，回收有机物。5. 膜分离技术利用有机气体分子与空气透过膜的能力不相同而将二者分开。该技术适合于流量小、浓度高和有较高回收价值的有机溶剂。对废气中有机物质的回收率较高，过程简单，能耗低，不会带来二次污染问题。但是该技术对膜材料的要求很高，用单级膜往往分离程度较低，无法满足工程实际需要，用多级膜则会大大增加投资成本，限制了该技术的推广。6. 生物降解技术生物降解技术最早应用于脱臭，近年来逐渐发展成为VOCs的新型污染控制技术。该技术中，含有VOCs的废气由湿度控制器进行加湿后通过生物滤床的布气板，沿滤料均匀向上移动，在停留时间内，气相物质通过平流

24、效应、扩散效应、吸附等综合作用，进入包围在滤料表面的活性生物层，与生物层内的微生物发生好氧反应，进行生物降解，最终生成CO2和H2O。生物降解法设备简单，运行维护费用低，无二次污染等优点，尤其在处理低浓度、生物可降解性好的气态污染物时更显其经济性。体积大和停留时间长是生物法的主要问题，同时该法对成分复杂的废气或难以降解的VOCs去除效果较差。已被试验证明可此技术去除的有机物包括：甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、 2-乙基己醇、丙烷、异戊烷、己烷、丁醛、丙酮、甲基乙基酮、乙酸丁酯、二乙胺、三乙胺、二甲基二硫化物、甲硫醇、二甲硫、苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等。7. 光催化氧化技术所谓光催化反应，就是在光

25、的作用下进行的化学反应。光化学反应需要分子吸收特定波长的电磁辐射，受激产生分子激发态，然后会发生化学反应生成新的物质，或者变成引发热反应的中间化学产物。可以在常温下进行，节约成本，只能处理低浓度的有机废气，催化剂也容易失活，对不能吸收光子的污染物质效果差，对于成分复杂的废气无法达到预期处理效果。已被试验证明可用光催化氧化法去除的医药发酵有机物包括：甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、2-乙基己醇、丙烷、异戊烷、己烷、丁醛、甲基乙基酮、乙酸丁酯、二乙胺、三乙胺、二甲基二硫化物、甲硫醇、二甲硫、苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等。8. 臭氧分解技术臭氧在UV光子照射下产生羟基自由基，将有机挥发物 VOCs分解成低

26、分子化合物、二氧化碳和水，达到无污染排放的目的。该技术操作简单易行。已处理的废气：氨、三甲胺、硫化氢、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯，硫化物 H2S、VOCs类，苯、甲苯、二甲苯的分子链结构，使有机或无机高分子恶臭化合物分子链，在高能紫外线光束照射下，降解转变成低分子化合物，如 CO2、H2O等。9. 等离子体法当外加电压达到气体的放电电压时，气体被击穿，产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。利用这些高能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物作用，使污染物分子在极短的时间内发生分解，以达到降解污染物的目的。有机化合物最终产物为 CO2、CO和 H2O。若有机物是

27、氯代物，则产物应加上氯化物，而无中间副产物。降低了有机物的毒性，同时避免了其他方法中的后期处理问题。适于处理风量大、组分复杂的 VOCs气体，特别适用于恶臭气体的处理。等离子体按粒子温度可分为平衡态（电子温度=离子温度）与非平衡态（电子温度离子温度）两类。非平衡态等离子体电子温度可上万度，离子及中性离子可低至室温，即体系表观温度仍很低，故称“低温等离子体”，一般由气体放电产生。气体放电有多种形式，其中工业上使用的主要是电晕放电（在去除废气中的油尘上应用已相当成熟）和介质阻挡放电（用于废气中难降解物质的去除）两种。等离子体法的优点是处理 VOCs浓度范围广，去除率高，无二次污染，但是单位处理量降

28、解能耗偏高，并且装置放大受反应器结构限制，目前较多协同催化、吸附等方法处理 VOCs。回收技术和销毁技术具有其各自的特点，一般来说回收技术主要用来处理高浓度（5000mg/m3）的有机废气，销毁技术主要处理低浓度（离子温度）两类。非平衡态等离子体电子温度可上万度，离子及中性离子可低至室温，即体系表观温度仍很低，故称“低温等离子体”，一般由气体放电产生。气体放电有多种形式，其中工业上使用的主要是电晕放电（在去除废气中的油尘上应用已相当成熟）和介质阻挡放电（用于废气中难降解物质的去除）两种。等离子体法的优点是处理 VOCs 浓度范围广，去除率高，无二次污染，但是单位处理量降解能耗偏高，并且装置放大

29、受反应器结构限制，目前较多协同催化、吸附等方法处理 VOCs。低温等离子体主要是由气体放电产生的，所谓气体放电是指，通过某种机制使一个或几个电子从气体原子或分子中电离出来，形成的气体媒质称为电离气体，如果电离气体由外电场产生并形成传导电流，这种现象称为气体放电。放电方式可分为辉光放电（Glow discharge）、电晕放电（Corona discharge）、介质阻挡放电（Dielectric barrier discharge，DBD）、射频放电（Radio frequency discharge）及微波放电（Microwave discharge）等。辉光放电通常在低气压下进行，所需的放

30、电电压较低、电子的能量也较低；电晕放电可在常压下进行，但能量过于集中，很难获得大体积的等离子体；介质阻挡放电则结合了前两者的优点，可以在常压下产生大面积的低温等离子体；射频放电和微波放电常用于无电极放电，可获得纯净的等离子体。工业上使用的主要是电晕放电和介质阻挡放电（用于废气中难降解物质的去除）两种。低温等离子体技术处理有机废气具有以下优点：能耗低，可在室温下与催化剂反应，无需加热；使用便利，设计时可以根据风量变化以及现场条件进行调节；不产生放射物；尤其适于处理有气味及低浓度大风量的气体。缺点：对水蒸气比较敏感，当水蒸气含量高于5时处理效率及效果将受到影响；初始设备投资较高。2.4.1 介质阻

31、挡放电介质阻挡放电（DBD）是最早得到应用的放电方法之一，采用绝缘电介质层将两电极隔开，介质可以覆盖在电极上或放置于电极之间，在两电极间加上足够高的交流电压时，电极间隙的气体就会击穿，形成放电。介质阻挡放电虽然具有电子密度高和可在常压下运行的特点，双介质层的阻挡放电还避免了电极因参与反应而发生的腐蚀问题（因为电极不直接与放电气体发生接触）。但是它在放电中有20%左右的电能转化为热能，影响了其能源利用率，这是极不经济的，所以介质阻挡放电难以进行大规模工业化应用。2.4.2 电晕放电电晕放电可以在大气压下工作，属于干法处理，不需要任何吸附剂、催化剂及其他任何助燃燃料，只需采用220V交流电，经振荡

32、升压装置获得高频脉冲电场，产生高能量电子，轰击分解废气中的恶臭、有毒的气体分子。具有安全可靠、操作简单、运行费用低、治理效率高、技术先进等特点。电晕放电反应器的设计主要参考电源的性质而有所不同，有直流电晕放电（DC corona）和脉冲式（pulsed corona）电晕放电。电晕放电的条件包括：电场的形式、有无填料、电极材料和形状等。电晕放电法包括脉冲电晕放电、直流电晕放电和交流电晕放电。（1） 直流电晕放电法直流电晕放电是在直流高压作用下，利用电极间电场分布不均匀性而产生电晕的一种放电形式，该技术广泛应用于静电除尘等方面。直流电晕产生等离子体具有等离子体活性空间小，同时在略高的操作电压下又

33、极易被击穿形成火花放电的缺点。（2） 交流电晕放电法交流电晕放电法在交流电压作用下的电晕放电称作交流电晕放电，交流电晕放电方式可有效减少电晕屏蔽的发生并且具有结构较为简单而便于实际应用的特点，能够更好提高电场的利用效率。（3） 脉冲电晕放电法脉冲电晕放电是通过脉冲电源产生的脉冲，使迁移率高的电子受到脉冲场强的加速来获得足够的能量，从而和污染物分子发生一系列反应使污染物被分解去除。脉冲电晕放电中气体分子易被激发电离，但产生的活性粒子少，所以整体效率较低。对脉冲电晕放电法的研究表明，在反应器中加入吸附剂可有效地提高去除率，在加入催化剂的情况下，不仅可使去除率进一步提高，能耗也可减少。放电方式也是影

34、响去除率的重要因素之一，比如正脉冲电晕处理有机废气的效果要优于负脉冲的效果。也有研究表明电晕线以并联的方式将有利于去除率的提高。脉冲电晕的技术特点是：采用窄脉冲高压电源供能，脉冲电压的上升前沿极陡（上升时间为几十至几百纳秒），峰宽也窄（几微秒以内），在极短的脉冲时间内，电子被加速而成为高能电子，其它质量较大的离子由于惯性大在脉冲瞬间内来不及被加速而基本保持静止。因此，放电所提供的能量大多用于产生高能电子，能量效率较高。与其它放电方式相比，脉冲电晕还具有以下优点：（1） 脉冲电晕可在较高的峰值电压下操作，而不像直流电晕那样在稍高的电压下就容易过渡到火花放电，其活性粒子浓度比直流电晕提高几个数量级

35、；（2） 在高电压作用下，电晕区较大以及放电空间电子密度较高，同时空间电荷效应也较明显，使电子在反应器内趋于均匀分布，所以其活性空间也比直流电晕大得多；（3） 由于电晕激发的电子密度大、分布广，反应器可以设计为较大空间，制造反应器的允许误差范围放宽。（4） 脉冲电晕虽然没有电子束放电那样处理效率高，但优势在于实际应用和操作方面的简易方便性。根据相关文献，脉冲电晕等离子分解废气中的污染物主要包括以下途径，（1） 高能级电子直接作用于污染物分子 e + 污染物分子 各种碎片分子 （2） 高能级电子间接作用于污染物分子 e + O2（N2 ，H2O）+ 2O（N，N*，OH）+污染物分子中性分子由于

36、等离子体电离度不高，当气体污染物浓度较高时，主要发生途径（1）的反应；当气体污染物的浓度较低时，途径（2）成为主要反应。当污染物含有氯、溴、硫等元素时，在脉冲电晕放电过程中不可避免地产生一些有害中间产物（如 COCl2、硫氧化物、氮氧化物等残留目标物），会对空气造成二次污染。另外脉冲电晕产生的活性组分（如臭氧、羟基等自由基）没有得到充分利用，当与吸收剂连用时，会充分利用等离子体产生的活性组分，吸收二次污染物，提高去除率，进而降低反应能耗。等离子体注入功率对脱除率影响最大，注入功率增加，脱除率增加，但副产物浓度也随之增加（如下图）。随着气体流速的增大而减小（随着气体在反应器里的停留时间增长而增大

37、，这一点对反应器的设计具有理论指导意义），随着进口浓度的减小而增大。依靠等离子体自身难以控制最终反应产物分布及臭氧排放的难题。等离子体注入功率对副产物分布影响2.4.3 工业化应用存在的问题：脉冲电晕法结合现场吸收法处理恶臭气体是一项新技术，针对电晕脉冲法所存在的问题有如下：（1） 设备研究及其相互匹配目前关于脉冲电源的研制主要是往大功率方面发展，并积极开展水蒸气/氨活化、催化剂、吸收剂和废气治理一体化的研究。已经研究的反应器结构包括线-筒式、线-板式、点对点式、点对板式、填充床式等多种结构，其放电特性和去除废气效果也各不相同，近年来发展了脉冲电晕结合催化剂、脉冲电晕结合吸收剂等复合型等离子体

38、反应器。但在工业应用中一般采用线-板式反应器。对于两者的匹配，即脉冲电源提供的能量有效地注入到反应器里，以产生更多的自由基对废气进行降解，也是需要进一步研究。脉冲电源与反应器的有效匹配对降低能耗、提高系统稳定性、增加脉冲电源的功率及降低脉冲电源的造价等具有重要意义。但另一方面，匹配的有效性与脉冲电源特性、脉冲电源与反应器的连接方法、反应器的结构、废气成分、温度湿度、副产物状况等多方面因素相关，因此完成脉冲电源与反应器匹配是比较困难的。（2） 设备运行及维护采用脉冲电晕法处理部分含碳恶臭废气，长时间运行后，电晕线表面容易附着一层焦油状含碳聚合物，这一方面导致起始电压上升，另一方面导致放电不均匀，

39、增加能量消耗。在实际工程应用中，如果不能有效地对含碳聚合物进行清理，只能对电极进行更换，这将导致正常处理流程停止，对工厂运行造成极大的影响。另外在处理过程中如果湿度过大，在反应器内部容易形成水雾，也会导致放电不均匀，导致处理效率低下等问题。 有害中间产物的生成对电源的要求很高，在分解VOCs分子的同时，还有一些有害副产物产生，如NOx、CO、O3等。因此如何在低能耗的前提条件下，提高反应条件如电场强度、停留时间等，增加二次处理装置等方法减小或消除有害中间产物的生成。简单的等离子体处理VOCs废气工艺流程等离子体反应器结构示意低温等离子体与静电吸附耦合静电收集器（ESPs）可对空气中的众多种类离

40、子进行吸附，在很大程度上可以减轻等离子反应器的负担，并可对等离子净化过程产生的CO2、H2O进行吸附，所以采用二者结合的装置可较大提高效率。用等离子体反应与静电吸附结合拓宽了净化粒子范围，系统耗电少，电流密度100目，从形状上可分为破碎状、圆柱状、球状、中空微球状等几种破碎状炭椰壳活性炭、煤质活性炭属于此类。活性炭的外表面因破碎而具有棱角球形炭有将炭化物作成球形以后再活化及以球形树脂为原料生产的活性炭两种纤维状活性炭以纤维状的物质为原料制成的活性炭。有丝状、布状及毡状几种3.2 按材质分类适用于制造活性炭的原材料可分成矿物性原料和植物性原料两大类。1、矿物性原料：包括无烟煤、半无烟煤、烟煤、褐

41、煤、泥煤、煤焦油、煤沥青、石油焦、石油残渣、石油沥青等。石油系原料的特点是灰分低（1%）、初始孔隙以微孔为主，可用来制造微孔型活性炭，用石油焦或石油残渣制造活性炭分子筛；向煤系原料中添加2060%的石油焦或石油残渣制造低灰黄金吸咐炭或其它重金属离子吸咐炭；用石油焦或石油沥青为原料，强碱活化法制造高表面积活性炭（比表面积高达30003600m2/g）；用石油沥青为原料，中间相法制成微球（粒径0.10.5mm），制造血液透析用特种活性炭；将石油沥青进行改性处理，熔融纺丝后制造纤维状活性炭，等等。2、植物性原料：包括木炭、木屑、椰壳、桃核、核桃壳、杏核、其它果壳、木焦油、木沥青 、造纸黑液（造纸残渣

42、）、其它含木质纤维素的工农业废料等。木屑活性炭及少量果核/果壳类活性炭采用化学活化法生产；其它材料多采用气体活化法来制造活性炭产品。种类原料及特征木质活性炭木屑、木炭等；高吸附、低密度，应用于气相吸附、溶剂回收、催化剂载体等领域果壳活性炭椰子壳、核桃壳、杏核壳等；强度高，吸附性能好、灰分低、使用周期长煤质活性炭 HYPERLINK /view/82400.htm t _blank 褐煤、 HYPERLINK /view/1044036.htm t _blank 泥煤、 HYPERLINK /view/709399.htm t _blank 烟煤、 HYPERLINK /view/161208.

43、htm t _blank 无烟煤等；水处理、气相吸附、溶剂回收、催化剂载体等领域石油类活性炭例如以 HYPERLINK /view/123295.htm t _blank 沥青等为原料制成的沥青基球状活性炭再生炭以用过的废炭为原料，进行再活化处理的再生活性炭3.3 按活性炭的机能分类活性炭机能高比表面积活性炭比表面积为2500m2/g以上，用强碱活化法制造分子筛活性炭孔径非常小，用于分离气体添载活性炭在活性炭上添载金属盐之类的各种化学药品，用于脱臭、触媒等场合生物活性炭水处理的方法之一。使活性炭表面形成微生物膜，通过微生物的分解作用进行净化。与臭氧处理配合，用于净水的高度处理 3.4 活性炭技

44、术指标 工业上应用活性炭要求机械强度大、耐磨性能好，结构力求稳定，吸附所需能量小，以有利于再生。孔径分布与常规性能指标之间的对应关系，直径0.66nm的孔隙是四氯化碳的有效吸附孔，直径0.565nm的孔隙能有效吸附碘，直径1.0910nm的孔隙对亚甲兰分子有效。充填密度是用于计算活性炭的购买量，从该值的大小也可以看出活性炭孔隙的多少，一般为0.4-0.5g/cm3，数值低的，相对而言孔比较发达。灰分的高低用于表征活性炭的品质高低，一般灰份高，吸附值就小。气体或非极性挥发有机物吸附主要看CTC吸附值，液相看碘值，有机染料看亚甲蓝值，极性挥发有机物看苯酚值。项目指标按形状分类按材质分类颗粒活性炭柱

45、状活性炭木炭一级品活性炭木炭二级品活性炭果壳活性炭木质柱状活性炭煤质柱状活性炭碘值mg/g95085010009006001100-1300850苯吸附mg/g45045%-65%400比表面m2/g900-1100500-9008001400-2400500-900充填密度g/cm30.45-0.550.45-0.550.45-0.55强度%909090.090.09795-99.990水分%101010.010.08510CTC吸附值%30100-140表观密度g/ml0.450.550.320.470.33-0.38着火点400-450灰分%3.04.083-6粒度（800m280m），

46、%90（800m280m），%852，3，4mm亚甲蓝值ml/g8pH值4.07.54.07.5铁含量0.100.153.4 影响粒状活性炭应用的主要性质 应用粒状活性炭，尤其大量应用，最影响效果和成本的活性炭主要性质是：吸附量；压降或床层膨胀；抗磨性；大小、水分、灰分、pH值和可溶物。 应用较为大量的粒状活性炭都装在柱型设备中，就要讲究压降（压头损失）或床层膨胀，是设计炭柱的必要因素。压降由微粒大小和大小分布所决定。床层膨胀由微粒大小、形状和大小分布以及微粒密度所决定。 大量使用粒状活性炭时，常加水以泵输送和以运输带脱水，因此要重视活性炭的损失量，讲求活性炭的抗磨性。 3.5 常用的各种溶剂

47、回收用吸附剂的性质用于溶剂蒸气回收的活性炭，特别应关注其吸附性能和脱附性能之间的平衡，最好能根据溶剂分子的尺寸对活性炭的孔径分布进行合理设计和调整，使其对溶剂的有效工作容量（饱和吸附量与可脱附量之间的差值）最大化；当活性炭仅用于溶剂浓缩，之后进行溶剂无害化处理（多采用焚烧或催化燃烧）时，虽然脱附性能亦应被关注，但要求会大大低于回收时的情况。迄今已成熟的、可被煤质活性炭回收或浓缩后进行无害化处理的有机溶剂有：乙醇、丙酮、醚、苯、甲苯、二甲苯、三氯甲烷、三氯乙烯、酯、二氯甲烷、汽油、四氯化碳等；已有应用，但困难较大的溶剂有：二硫化碳、油漆车间的溶剂蒸汽等。回收溶剂用煤质颗粒活性炭技术指标应符合下表

48、要求： 项目指标优级一级合格孔容积，cm3/g0.65比表面积，m2/g850四氯化炭吸附率，%7060-6954四氯化炭脱附率，%80着火点350水分%5强度%90pH810装填密度g/L350500420520480560粒度，%5.60 mm2.55.61.002.51.005%79%15%1%粒度可协商高吸附用煤质颗粒活性炭适用于吸附气相有害物质，液相有害物质，脱除各种有机蒸汽，滤除有害气体及空气中的臭味等用的煤质颗粒活性炭。技术指标应符合下表要求。项目指标优级一级孔容积，cm3/g0.08比表面积，m2/g950pH值610焦糖脱色率，%90水分%5强度%90四氯化炭吸附率，%807

49、079碘吸附值mg/g105010001049装填密度g/L300480粒度%1.5mm4mm粒度可以协商3.6 活性炭对各种有机物质和无机气体的吸附容量成分饱合吸附容量（%）摘要成分饱合吸附容量（%）摘要（醇类）（芳香烃类）乙醇21苯23溶剂甲醇10木精硝基（代）苯20丁醇34溶剂甲苯25溶剂戊醇35杂醇油二甲苯26溶剂（醚）8燃料（醛）16溶剂乙醚乙醛7药品燃烧排气二异丙醚15医药品丙醛15甲醚18溶剂丁醛20丁醚10甲醛很少燃烧排气臭（酮类）（有机酸）丙酮10溶剂，辛辣味醋酸（乙酸）37药品二乙基甲酮30溶剂，丙酮味酪酸35体臭丁酮10溶剂，丙酮味甲酸7药品甲基丁基酮20溶剂棕榈酸35棕

50、榈油（酯）20溶剂丙酸30醋酸戊酯丙烯酸20醋酸丁酯41漆溶剂辛酸35动物臭醋酸乙酯28漆溶剂（硫醇） 醋酸丙酯19漆溶剂甲硫醇20 黄萝卜咸菜臭醋酸甲酯23漆溶剂乙硫醇23（脂肪类碳化氢）丙硫醇 25丙烷5燃料（无机气体）丙烯5煤气胺一些刺激臭癸烷35灯油成分二硫化碳15粘胶庚烷20汽油成分四氯化碳45溶剂灭火用己烷10汽油成分氯化气12燃烧气体壬烷30灯油成分硫化气3腐蛋臭三氯甲烷40麻醉药二氧化氨10燃烧气体二氯甲烷25二氧化硫10燃烧排气氯化甲烷5三氧化硫15燃烧排气3.7 不适合使用活性炭吸附处理的VOCs 反应性化合物；有机酸、醛类、某些酮类、某些聚合物单体 ；酚类 ；二醇类、胺类

51、 ；高沸点物 ；可塑剂、树脂14以上之长链碳氢化合物。 3.8 气相吸附用活性炭气相吸附中常使用颗粒活性炭，通常是让气流通过活性炭层进行吸附。根据吸附装置中活性炭层所处状态的不同，吸附层有固定层、移动层和流动层几种。除了颗粒活性炭以外，活性炭纤维和活性炭成型物也正在气相吸附中得到日益广泛的应用。颗粒活性炭对浓度在l00mg/m3左右的VOCs有较好的净化效果。其使用周期约在1000h（约40天）以上，但净化效果随使用时间的延长会有所下降。颗粒活性炭优点是价廉易得、较大的表面积、良好的微孔结构、多样的吸附效果、较高的吸附容量和高度的表面反应性；但是也存在一定缺点，颗粒活性炭吸附对优先控制污染物名

52、单中绝大多数的极性有机物，特别是危害较大的卤代烃的吸附效果不太好，而颗粒活性炭吸附后的再生问题一直难以得到满意的解决。吸附效果取决于吸附剂性质、VOCs种类、浓度、性质和吸附系统的操作温度、湿度、压力等，而且气体中的水分对颗粒活性炭的吸附量有很大影响，尤其是当相对湿度大于50时，颗粒活性炭对VOCs的吸附容量会急剧下降。所有颗粒活性炭最适于处理VOCs浓度为30010-6500010-6的有机废气，主要用于吸附回收脂肪和芳香族碳氢化合物、大部分含氯溶剂、常用醇类、部分酮类和酯类等，常见的有苯、甲苯、己烷、庚烷、甲基乙基酮、丙酮、四氯化碳、萘、醋酸乙酯等；不适用于胺，硫化氢，低级胺类等成份所致臭

53、气之控制处理，此种废气可利用添着炭处理，或采取添着炭和活性炭并用的方式，或采用药液洗涤和活性炭结合方式，或采取化学吸附剂处理。颗粒活性炭的吸附孔比较小，回放率比较高。废气吸附可以采用4-8目的椰壳活性炭。煤质柱状活性炭的价格比较低，吸附率高，孔隙率大、脱附速度快，强度比较好，相对阻力小，表面积大，与废气的接触面较广；直径一般为1.5mm、3.0mm、4.0mm、5.0mm的，用的比较多的是4.0mm；常用四氯化碳值60%以上，最少也要50%以上。3.8.1 煤质柱状活性炭煤质活性炭具有发达的孔隙结构，良好的化学稳定性和机械强度，是一种优良的广谱碳炭吸咐材料。根据煤质活性炭的外表形态的不同，煤质

54、活性炭主要可分为煤质成型炭和原煤破碎炭两大类。其耐酸，耐碱，耐热，颗粒活性炭在吸咐饱和后，可方便地再生。煤质活性炭的原料及其对活性炭最终性能的影响（1）无烟煤：年老无烟煤可制造分子筛活性炭，也有将其磨粉后添加少量化学药剂，强制性扩孔以制造有商业价值的活性炭；半无烟煤是传统的催化剂载体活性炭的生产原料。（2）烟煤：贫煤、贫瘦煤和瘦煤制成的活性炭，微孔（孔直径2nm）和细中孔（孔直径210nm）似乎较为发达；焦煤和1/3焦煤与其它煤种配合使用，能明显提高最终活性炭产品的机械耐磨强度；肥煤制成的活性炭吸附性能尚可，但机械强度较低；弱粘煤，可直接生产出高性能的原煤破碎活性炭，适用于饮用水的深度处理；配

55、以适当的其它煤种时，可制造出气相吸附及催化剂载体用活性炭品种，可以很容易地用其它原料改变其孔隙结构，制造出各种用途的专用炭产品，可加工性能非常优异；1/2中粘煤、弱粘煤和不粘煤，大多数仅能用于柱状炭的制造，不适于用来生产压块炭、直接破碎炭或球形炭。（3）褐煤，北方的褐煤煤化程度较高，南方的褐煤属年轻褐煤。两类褐煤均不能单独制成压块炭或直接破碎炭（原因是粉化率过高），可以制得大中孔发达的柱状成型炭。（4）泥煤，又称泥炭。与褐煤的际遇相似，泥煤几乎是一种完全被国内活性炭制造业遗忘的煤种。煤质活性炭分为：煤质直接破碎颗粒活性炭、压块/压片/压丸法无定形破碎颗粒活性炭、柱状成型颗粒活性炭（具有一些其它

56、炭品种无法替代的优势如机械强度高、颗粒规整度好、再生性能优越等）、煤质球形活性炭、煤质活性炭分子筛。煤质柱状活性炭选用优质无烟煤为原料，它的外观为呈黑色圆柱状颗粒；特点具有合理的孔隙结构，良好的吸附性能，机械强度高，易反复再生，造价低等特点；由于柱状活性炭的种种优点，目前已经广泛应用于毒气体的净化，废气处理，工业和生活用水的净化处理，溶剂回收等方面。柱状活性炭也分大小，通常常指粒径，大小分为了1.5MM10MM不等，可根据需求工艺不同而选择。煤质柱状活性炭价格大风量低浓度的废气碘值750可实现，碘值的高低也能看出是否具有再生价值。价格区间在2500-4500之间每吨不等。回收成本是根据用过之后

57、的状态决定：处理什么样的废气、达到怎样的饱和程度、还有有多大的价值等等，运费、人工、回来再次煅烧、消耗等决定。再生设备复杂：回来还要进炉子、再次煅烧、除尘、损耗等很多道工序。活性炭使用周期在一两年。3.9 抗生素类发酵废气根据日本的“防止恶臭法”，共指定了22种恶臭物，它们是：氨、三甲胺、硫化氢、甲基硫醇、甲硫醚、二甲硫醚、乙醛、苯乙烯、丙醛、正丁醛、异丁醛、正戊醛、异戊醛、异丁醇、乙酸乙酯、甲基异丁基甲酮、甲苯、二甲苯、丙酸、正丁酸、正戊酸、异戊酸等。发酵主要废气种类为甲醇、乙醇、丙酮、醋酸、乙酸乙酯，甲醇、乙醇、丙酮和醋酸等属于水/碱溶性气体，而乙酸乙酯属于非水/碱/酸溶性气体。二氯甲烷：

58、不可燃低沸点HYPERLINK /view/62561.htm溶剂，具有类似醚的HYPERLINK /view/784265.htm刺激性气味，不溶于水，HYPERLINK /view/1191131.htm蒸汽压30.55 kPa（10），熔点-95.1，沸点39.8，HYPERLINK /view/348358.htm自燃点640，燃烧热（kJ/mol）604.9分子量84.93。乙酸乙酯：色透明液体，浓度较高时有刺激性气味，易燃，易挥发，对空气敏感。蒸气能与空气形成HYPERLINK /view/3847193.htm爆炸性混合物。能吸HYPERLINK /view/329558.htm

59、水分，水分能使其缓慢分解而呈酸性反应。溶于水（10%ml/ml）。HYPERLINK /view/279515.htm相对密度0.902，HYPERLINK /view/118854.htm熔点-83，HYPERLINK /view/81200.htm沸点77，燃烧热（kJ/mol）2247.89，分子量88.11。醋酸丁酯：无色透明HYPERLINK /view/115153.htm液体，果香，易燃，蒸气能与空气形成爆炸性HYPERLINK /view/62511.htm混合物，爆炸极限1.4%8.0%（体积）。难溶于水，也较难水解，但在酸或碱的作用下，水解生成乙酸和丁醇。有刺激性，高浓度时

60、有麻醉性。相对密度0.8826，HYPERLINK /view/747395.htm凝固点-77，HYPERLINK /view/81200.htm沸点125126，燃烧热（Kj/mol） 3463.5，分子量116.16。正己烷：低毒、有微弱的特殊气味的无色液体，不溶于水。密度0.6594，熔点（）-95.3，燃烧热（kJ/mol）4159.1，分子量86.17。苯：HYPERLINK /view/63153.htm常温下为无色、有甜味的透明HYPERLINK /view/115153.htm液体，具有强烈的芳香气味，难溶于水，可燃，毒性较高。沸点80.1，熔点5.5 ，HYPERLINK