气态污染物的回收处理技术

（1）吸附法是利用吸附材料拥有的相对较高的比表面积和相对复杂的孔状的拓扑结构使气态污染物吸附于吸附剂的孔内使之除去。吸附剂与气态污染物的相互作用通常分为两类：物理吸附和化学吸附。物理吸附存在于绝大多数吸附过程中，其作用力为较弱的范德华力，化学吸附的作用力则视具体情形而定，但一般作用力较强。吸附法具有设备和操作简单、能耗低、应用较为广泛等优点，不过需要根据具体的应用选择合适的、经济的再生方式，如果回收不当易产生二次污染。

吸附法处理气态污染物的研究主要集中在吸附剂的制备及其吸附性能的研究上。为了研究活性炭表面的物理化学性质对气态污染物的吸附影响，研究人员选取了8种商用活性炭和10种气态污染物进行吸附和表面性质研究。该研究详细归纳了这8种活性炭的物理化学性质。结果表明因素分析和一致性分析能够为活性炭表面特性、气态污染物特性和气态污染物在活性炭上的吸附之间的关系提供有效的信息。研究发现气态污染物气体的沸点、临界温度、横截面积和偶极矩是决定其在活性炭上吸附特性的决定性因素。另外，活性炭的孔容和比表面积仍被认为是气态污染物吸附的最重要的因素。研究人员制成了一种由烧结的金属纤维板构成的固定床吸附剂，金属纤维的表面覆有均相分子筛薄膜。该分子筛/金属纤维复合物的优点是：内部传质阻力低；相对于传统的粉末状和压出型材料更加简洁。研究以丙烷为气态污染物代表物，通过测量吸附曲线和吸附动力学特性表征了吸附剂的特性，并开发出了用于模拟实验数据的数学模型。研究人员使用球形颗粒状活性炭为吸附剂、甲苯为吸附质，在两级循环流化床上进行吸附研究。探讨了进口气体浓度和气流速度对吸附速度的影响。

（2）吸收法是利用气态污染物在某些液态吸收剂中拥有较高的溶解度，从而通过往吸收剂中通入气态污染物气流将其捕获的技术。研究发现，吸收系统设计成为每分钟处理几十到接近3000m³、浓度在500到5000ppm的气态污染物气流，去除效率可达95%至98%。不过该法在工业设计上存在一定难度，吸收剂需要定期更换，不仅提高了成本，过程也较为复杂。

关于吸收法的理论研究相对较少，研究人员研究该方法应用于三种气态污染物代表物：二甲基硫化物、二甲基二硫化物和甲苯，之后广泛的应用于其他气态污染物。对气态污染物分配系数等参数对吸收的影响进行了讨论，相对于水而言气态污染物对硅油更具有亲和性，采用纯硅油的吸收效果要比使用混合吸收液的效果更好。

（3）冷凝法是通过降温、增压或者两者的结合使气态污染物达到过饱和状态从而使之除去的技术。冷凝法对于去除相对较高浓度（大约在5000ppm以上）、沸点在37.8℃以上的气态污染物比较有效。由于不需要再分离即可实现回收气态污染物，所以冷凝法工艺比较简单，安全性也较高。但当处理低浓度或者低沸点气态污染物时，需要额外的降温和增加压力，因此会大大提高运行成本。

（4）膜分离法是利用气态污染物与空气在压力推动下透过中空纤维微孔膜的能力不同实现气态污染物从废气中分离回收的技术。该法能耗比较低，工艺流程比较简单，也具有较高的气态污染物回收率，工业应用前景比较好。但仍需解决降低膜部件价格、提高处理速度等问题。

膜分离技术的实际应用也处于探索阶段。为了提高低通量、低选择性膜分离去除气态污染物的性能；研究人员制备了一种中空纤维复合膜，该膜由聚偏二氟乙烯微孔材料构成，上面覆有一薄层共聚酰胺聚乙醚。研究人员首先用该膜研究气态污染物与氮气混合气中气态污染物代表物的分离，之后用于研究汽油与氮气混合物中汽油的分离，考察了不同运行条件下的膜分离效果。研究发现该中空纤维复合膜能有效的将气态污染物从其与氮气的混合气中分离出来。分离得到的汽油与原汽油在组成特性上有所不同，如需达到汽油特定的挥发度和辛烷值则需进一步的处理。

（5）联用技术是针对具体的气态污染物排放源，采用以上处理法的两项甚至多项的联用技术，有时可以更好的解决气态污染物的去除及回收利用。低浓度或者非连续性排放的气态污染物可以先通过气态污染物回收技术（如吸附、吸收等）使气态污染物富集，达到一定浓度后再使用气态污染物降解技术使其具有更高的经济性。

实际应用中单一的处理技术很难将含有挥发性有机物的废气处理达标，往往是两种甚至多种技术的结合。例如涉及喷涂的行业会产生含有苯类的有机废气，但废气中挥发性有机物的含量不足以直接燃烧，可以加入天燃气助燃处理，但由此会造成能源的浪费。较好的方法是先用活性炭进行吸附，待活性炭接近饱和后再脱附燃烧，可以使用蓄热式热力燃烧，也可使用蓄热式催化燃烧。该联用技术不仅可以实现活性炭的复新，也可以将污染物彻底净化，大大降低了设备运行的能耗。化工企业在生产中会产生大量含有机污染物的废水，所以不少生产企业需自建污水处理设施；废水中含有的污染物在处理过程中会一定程度的挥发至空气中，并且由于微生物的生化反应会有新的气体产生，从而导致污水处理厂散发出明显的异味。不同于城市污水处理厂，除去氨气与硫化氢气体外，化工生产企业自建污水处理厂产生的恶臭气体中还含有大量的有机污染物。目前较好的处理方法是先将污水处理厂中废气产生单元加盖，将所有的废气收集后统一处理。先通过传统的化学吸收法，如酸洗和碱洗，再通过低温等离子体、生物法等处理，并在处理设施尾端设置活性炭吸附装置，以备设备检修时废气直接排放。通过类似的联合处理工艺，含有挥发性有机物的废气能得到较好的处理。