曾憲營（深圳市天浩洋環(huán)保股份有限公司，廣東　深圳　518109）

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紫外光解技術(shù)應(yīng)用于瀝青煙廢氣治理的研究

曾憲營
（深圳市天浩洋環(huán)保股份有限公司，廣東深圳518109）

摘要：在不同運(yùn)行功率和運(yùn)行時(shí)間條件下，使用“噴淋+紫外光解”工藝，分別利用184.9nm有極和無極汞燈處理瀝青煙廢氣。結(jié)果證明，在相同功率條件下，無極紫外的性能遠(yuǎn)小于有極紫外；在43m3/min風(fēng)量，紫外燈功率4kW條件下達(dá)到VOC最佳去除效率，其中有極汞燈的VOC濃度從42.3ppm降至10.2ppm，去除率達(dá)到75.9%；非甲烷總烴從24.6mg/m3降至2.88mg/m3，去除率達(dá)到88.3%；顆粒物從29.7mg/m3降至3.2mg/m3，去除率達(dá)到89.2%；臭氣濃度（無量綱）從2317降至412，去除率達(dá)到82%，VOC去除效果較為穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：紫外光解；瀝青煙；VOC；惡臭氣體

0. 引言

在工業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常會(huì)用到瀝青材料。在這些材料的儲(chǔ)存和使用中，會(huì)有大量的瀝青煙釋放到空氣中，瀝青煙中的主要成分為顆粒物和多環(huán)芳烴類等物質(zhì)。雖然瀝青煙在排污總量中所占比例較小，但由于瀝青煙可以造成局部空氣污染，加之瀝青煙中含有大量的多環(huán)芳烴類化合物，對(duì)操作工人和企業(yè)周邊居民的身體健康帶來嚴(yán)重危害，所以瀝青煙對(duì)空氣的危害性不容忽視。

瀝青煙是一種VOC濃度不高卻極為分散的瀝青煙霧，通常認(rèn)為用常規(guī)的方法不可能將其凈化，目前正在研究或得以應(yīng)用的凈化方法有4種類型，即燃燒法、電捕法、吸附法和吸收法。

本研究分別采用微波無極紫外光解設(shè)備和有極紫外光解設(shè)備處理瀝青儲(chǔ)罐加熱產(chǎn)生的瀝青煙氣，以探索紫外光解設(shè)備對(duì)VOC、非甲烷總烴、顆粒物、臭氣濃度等的去除效果。相關(guān)資料顯示，微波無極紫外燈管比有極紫外燈管使用壽命長，光轉(zhuǎn)化效率高。本研究通過微波無極紫外技術(shù)與有極紫外技術(shù)對(duì)比，對(duì)國內(nèi)紫外技術(shù)處理低濃度有機(jī)廢氣的實(shí)際效果進(jìn)行分析。

1. 紫外光解工業(yè)試驗(yàn)

1.1紫外光解原理

一般有機(jī)物或無機(jī)物的化學(xué)鍵鍵能低于610kJ/mol（碳碳三鍵、碳氮三鍵、碳氧雙鍵除外），184.9nm波長紫外線光子能量為647kJ/mol，這些物質(zhì)在紫外線的照射下即可被裂解，生成新的物質(zhì)（如·OH、·C、·H等等）；污染氣體一般為含氧混合物，如上原理，氧氣被紫外光能裂解生成具有氧化性的基團(tuán)和臭氧；具有氧化性的基團(tuán)與有機(jī)物裂解產(chǎn)物反應(yīng)，最終生成CO2、H2O等物質(zhì)。

1.2工藝流程（圖1）

在離心風(fēng)機(jī)的作用下，廢氣經(jīng)過噴淋塔，去除具有黏性的顆粒物質(zhì)，剩余氣體成分進(jìn)入紫外光解設(shè)備進(jìn)行分解，分解后的產(chǎn)物與臭氧進(jìn)行2～3秒的反應(yīng)后由風(fēng)機(jī)送至煙囪排放。在噴淋塔入口前設(shè)采用口，在進(jìn)入煙囪前管道處設(shè)采用口。

圖1工藝流程圖

1.3實(shí)驗(yàn)設(shè)備

小型軸流風(fēng)機(jī)一臺(tái)，風(fēng)量43m3/min；UV光解設(shè)備一臺(tái)，25支燈管，總功率4kW，分5組，可人工調(diào)節(jié)通電燈管的數(shù)量；微波紫外光解設(shè)備一臺(tái)，總功率4kW；小型噴淋塔一座；高度1.8m，直徑0.4m，配套小型循環(huán)水泵很連接管道若干；硬管30m，軟管15m，膠帶若干；插座一個(gè)。

1.4測(cè)試儀器

美國華瑞PGM7300便攜式VOCs檢測(cè)儀一臺(tái)，測(cè)量范圍0～5000ppm；深圳市科爾諾電子有限公司GT901系列便攜式O3檢測(cè)儀一臺(tái)，測(cè)量范圍0～50ppm；AR836+風(fēng)速儀一套；卷尺（第三方公司同步檢測(cè)）。

1.5實(shí)驗(yàn)步驟

（1）連接管路和電線，依次為瀝青罐出口管道連接、噴淋塔、UV光解、氧化管道。

表1不同運(yùn)行功率有極紫外處理結(jié)果一覽表

（2）分別開啟有極燈管燈管功率0.8kW、1.6kW、2.4kW、3.2KW、4kW，觀察VOC變化情況。

（3）分別開啟無極紫外燈管功率0.8kW、1.6kW、2.4kW、3.2kW、4kW，觀察VOC變化情況。

（4）在最佳運(yùn)行功率條件下，觀察進(jìn)氣煙氣和反應(yīng)管末端變化，第三方檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，用氣袋采集氣體樣品。

表2不同運(yùn)行功率無極紫外處理結(jié)果一覽表

表3第三方檢測(cè)數(shù)據(jù)一覽表

2. 結(jié)果與分析

2.1實(shí)驗(yàn)結(jié)果

（1）分別開啟有極燈管燈管功率0.8kW、1.6kW、2.4kW、3.2kW、4KW，采用美國華瑞PGM7300便攜式VOCs檢測(cè)儀檢測(cè)有極紫外燈管在最佳功率下運(yùn)行結(jié)果見表1。

（2）分別開啟有極燈管燈管功率0.8kW、1.6kW、2.4kW、3.2kW、4kW，采用美國華瑞PGM7300便攜式VOCs檢測(cè)儀檢測(cè)無極紫外燈管在最佳功率下運(yùn)行結(jié)果見表2。

（3）第三方檢測(cè)數(shù)據(jù)見表3。

2.2實(shí)驗(yàn)分析

（1）根據(jù)表1和表2可知，無論是微波無極紫外技術(shù)還是有極紫外技術(shù)，在運(yùn)行功率增大時(shí)，VOC的去除率呈遞增趨勢(shì)，且變化趨勢(shì)逐漸趨于平緩。當(dāng)運(yùn)行功率增大到一定程度時(shí)，去除率的變化不明顯。

（2）通過表1與表2對(duì)比可知，在相同運(yùn)行功率條件下，微波無極紫外燈管的去除率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于有極紫外燈管。目前國內(nèi)微波紫外燈管的研究還沒達(dá)到理想的效果，需要業(yè)界繼續(xù)努力，加大研發(fā)力度。

（3）第三方檢測(cè)結(jié)果現(xiàn)場(chǎng)采用氣袋和微電腦平行采樣器采樣，測(cè)定前后流量和流速等，檢測(cè)指標(biāo)為非甲烷總烴和惡臭。第三方檢測(cè)顯示（表3），有極紫外技術(shù)處理瀝青煙廢氣，非甲烷總烴去除率達(dá)到88.3%；顆粒物的去除主要為清水噴淋的作用，去除率達(dá)到89.2%；臭氣濃度去除率達(dá)到82%。

（4）工藝處理后VOCs檢測(cè)儀濃度結(jié)果降為10ppm左右，但是仍然存在一些白色煙霧，可能為噴淋塔帶出的水霧。

結(jié)論

本研究證實(shí)，紫外光解技術(shù)在處理瀝青煙等低濃度有機(jī)廢氣方面具有一定的可行性，尤其是較為成熟的有極紫外光解技術(shù)，在VOC去除方面表現(xiàn)出良好的性能，在惡臭氣體處理方面也具有優(yōu)良的效果。無極紫外技術(shù)的研發(fā)還需業(yè)界加大力度。紫外光解技術(shù)在處理有機(jī)廢氣時(shí)需配套使用一些預(yù)處理設(shè)備，水噴淋是常用的一種。

噴淋洗滌法是一項(xiàng)成熟的低成本技術(shù)，但在實(shí)際應(yīng)用中往往因?yàn)橐恍┉h(huán)保企業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)的欠缺或?yàn)榱藟嚎s成本造成去除率低、除霧層效果差等現(xiàn)象。在實(shí)際應(yīng)用中，環(huán)保企業(yè)應(yīng)扎實(shí)基礎(chǔ)，實(shí)實(shí)在在為客戶辦事，避免惡性競(jìng)爭，造福人民大眾。

值得一提的是，使用“噴淋+紫外光解”工藝處理瀝青煙廢氣過程中，廢氣中一些黏性顆粒物質(zhì)經(jīng)預(yù)處理并不能完全去除，由于慣性力的作用，會(huì)附著在紫外燈管上，長期積累會(huì)影響燈管的效率。在紫外光解設(shè)備使用中需要定期對(duì)燈管進(jìn)行清洗和維護(hù)。

參考文獻(xiàn)

［1］才洪美，李朝霞，李靜，等.瀝青煙對(duì)環(huán)境的潛在危害性評(píng)價(jià)［J］.新型建筑材料，2014，41（8）：47-50.

［2］王純，張殿印.廢氣處理工程技術(shù)手冊(cè)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.

［3］謝鋤.惡臭氣體及工業(yè)煙氣光解凈化處理方法及設(shè)備［P］.中國專利：CN101161291.

中圖分類號(hào)：TF821

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