[化学]1-绿色化学与环境化学.ppt

近年来，随着电子工业、机械工业、汽车、印刷，以及机车制造等行业的迅速发展，油漆、粘结剂等使用越来越广泛，特别在喷漆过程中产生的游离漆雾和油漆所挥发出来的苯系物有机废气直接影响环境和人们的身体健康，这些苯系物若直接排放到大气中将造成严重的污染问题。特别是苯的毒性较大，对中枢神经系统和造血系统有危害作用。苯蒸气经呼吸道吸入肺内，迅速经肺泡的气体交换系统进入血液，最后到达肝脏被氧化成酚，醌醇和苯二酚。这些中间产物进一步与肝中的葡萄糖醛酸结合成无毒的有机物，随尿排出体外。但是，如果工作环境中的这类有毒物浓度过高，人体解毒、排毒过程不能顺利进行，苯及其氧化物蓄积于脂肪较多的组织中，引起造血细胞中期成熟障碍和中枢神经系统功能絮乱等，即导致中毒。而且，长期接触苯类溶剂会刺激皮肤粘膜，产生病变，被认为是一种致癌物质。 二、 环境保护 国内外对治理挥发性有机废气的研究有大量的报道。主要的治理有： 1,冷凝回收法 冷凝法是通过用一些冷却介质如冷水,冰加盐,冷冻机等采用降温的方法把废气中的有害成分从气体中分离出来，使之凝结成液体再回收使用 。冷却剂的选用，视要求的最低温度而定。水是最常用的冷却剂，但在室温条件下不是最有效的冷却剂。若要求较高的VOC去除率，则可采用盐水(冷却温度为4.4—-34℃)或CFC(冷却温度为-34.4—-68.0℃)作冷却剂较为合适。该方法的主要优点：可以回收产品，不增加液体、固体的排放量。主要缺点：应用面窄，只适用于处理较高浓度的VOC的物流，特别适用于废气浓度在10000 ppm 以上的有机蒸汽，若回收的产品无使用价值时，还需进行二次处理，从而增加处理费用。 二、 环境保护 2.液体吸收法 液体吸收法在化工生产中比较常用的方法之一。该方法是根据挥发性有机物相似极性互溶原理选择吸收液。 一般选用水加表面活性剂或选用其它非极性液体把废气中的有害成分吸收下来的一种净化方法。针对废气中所含有害成分不同，则所选用的吸收液也不同，例如，有机非极性废气，可采用在水中加入既有亲水基(易于与水结合) ，又有亲油基(易于同有机分子结合)的组分。这种物质为表面活性物质。月桂酸钠就是这种物质，它具有CH2CH2……CH2CH2-石腊基(亲油基)，同时，它又具有—COONa-亲水基。从热力学的表面活性剂的吸附原理可知，当表面活性物质的浓度增加时会自动富集在溶液表面上，且亲油基向上，易于从气相中吸附有机物。当表面活性物质浓度达到表面饱和时，会在溶液本体中形成胶束，即水包油型，而有机非极性物质被包裹在胶束中产生增溶作用。但是，这种增溶作用是有限度的。此方法适用于浓度较小的废气物流。 二、 环境保护 3.固体吸附法 固体吸附法又称作气体过滤法。通常采用固体吸附剂对空气中的有毒成分进行吸附。这种吸附剂的共同特点既具有特殊的内部结构和很大的比表面积，又具有吸附活性。使用时配装气流动力的风机，把含有挥发性有机废气的气流强迫通过固体吸附剂，使有毒成分被吸附在固体的表面上，吸附达到饱和之后可用热空气吹扫进行浓缩回收，或更换吸附剂，或尾气采取催化燃烧、生物降解等进一步处理，以达到净化目的。 二、 环境保护 4.热力焚烧法 热力焚烧法是将有机废气与油或燃料气混合后在高温下完全燃烧，以达到净化的目的。系统主要由燃烧室，燃烧器，辅助燃料供应设施，温度控制设施和热回收设施构成。热力焚烧的工艺过程为：加入辅助燃料，使含VOCs的物料进行焚烧，使VOCs转化为CO2和H2O。燃烧室内的温度通常为650－8700℃，VOCs物料在燃烧室内的停留时间为0.5-1.0S。VOCs的除去率可达95%以上。 热力焚烧法的主要优点是：结构简单，维修少，不产生废液和固体废物，且热力焚烧过程中将产生大量热量可以回收利用。缺点是操作费用高，有回火及火灾的可能性。 二、 环境保护 5.膜处理技术 处理VOCs的膜处理技术可分为有机疏水物质膜选择性渗透处理方法和生物膜降解处理方法。该方法在美国已有成熟的技术，数十家企业已采用该方法对VOCs进行处理。该方法的原理如图1-1所示： 膜分离法工艺流程 Process of membrane systems 二、 环境保护 膜蒸汽分离过程包括两步，一步是压缩、冷凝过程，由空气带入VOCs气体进入压缩机，将被压缩的混合气体送入冷凝器，冷凝的蒸汽直接进入冷凝罐储存，用于再循环或再利用。没被冷凝的混合气通过有机膜，使之分离成两部分，被过滤下来的包含有机物的蒸汽重新返回压缩机再处理。另一部分过滤气体可排放。该方法是处理VOCs非常有效的方法，但是，年运转费用较高。 二、 环境保护 6.生物膜处理 生物膜