摘要:近些年来,国家相关部门针对工业生产活动流程与内容作出了明确要求,要求生产期间操作人员必须严格按照科学、合理的废气处理技术,重点针对含氮氧化物等废气问题进行全方位处理,目的在减轻含氮氧化物危害特性的同时,确保工业日常生产活动安全有所保障。针对于此,本文在分析不同废气处理技术优势的同时,也研究各项技术存在的不足,并对未来处理技术的发展进行了分析,仅供参考。
关键词:含氮氧化物;废气处理技术;应用;
前言:结合国内生产行业发展现状来看,部分生产行业对于能源刚性需求明显增长,在生产环节与生产技术等方面加大了力度。在这样的发展背景下,生产期间涉及到的资源环境问题明显比以往严峻得多。近些年,国家针对节能减排工作进行了统筹规划与合理部署,要求各行业生产工作应该准确无误地将各项节能减排措施全面贯彻与落实到生产环节当中。而根据当前情况来看,生产期间涉及到的资源环境问题明显不符合节能减排措施目标。如果不加以及时解决,工业生产造成的污染问题将会越来越严重。针对于此,建议生产行业内部应该肩负起自身的生产重责,按照国家可持续战略目标要求,合理应用废气处理技术等污染防控技术,从根本上确保生产行业的节能减排效果。
1 含氮氧化物废气问题的相关简述
所谓的氮氧化物主要是指,以氮元素与氧元素为主要元素的化合物的总称,如二氧化氮、一氧化氮等都可以视为含氮氧化物的重要组成部分。一般来说,工业生产期间排放的含氮氧化物废气,往往会对周边自然环境以及在场工作人员构成安全威胁。究其原因,主要是因为氮氧化物对人体呼吸系统具有较强的刺激作用,容易引发人体呼吸道损伤等危害问题;氮氧化物在太阳光照的催化作用下,可以发生光化学反应,容易引发光化学烟雾等污染问题。目前,以氮氧化物废气为主的环境问题,基本上成为当下造成城市污染问题的重要途径。根据含氮氧化物废气的来源途径来看,主要以天然形成、工业生产等方面为主,其中,工业生产过程中排放出的含氮氧化物问题最为严重。
2 含氮氧化物废气处理技术的应用实践分析
2.1 液体吸收法
液体吸收法在类型方法方面主要以氢氧化钠溶液吸收法、液相还原吸收法等为主。因不同液体吸收法在技术特点方面表现不同,因此在作用效果方面也有所保障。其中,液体吸收法在应用原理方面主要以分离含氮氧化物废气为主,通过对不通气体进行吸收与处理,实现废气处理过程。一般来说,工业生产吸收操作主要在吸收塔内进行,使用碱液吸收技术可以针对硝化反应期间产生的废气问题进行有效吸收,减少废气污染。其中,在吸收效率影响因素方面,需要从吸收液、吸收塔反应条件等方面入手。但是使用该方法最终的净化效果还比较差,而且净化后的废液还容易造成二次污染,同样有处理难度。
2.2 固体吸附法
固体吸附法在含氮氧化物废气处理方面表现良好,如污染消除率高、操作简便等。一般来说,在固体吸附剂的选择方面,主要以活性炭、硅胶等为主。通过利用固体吸附剂的氮氧化物吸附能力,有规则地控制吸附压力与温度。并按照一系列的吸附反应与分离步骤,实现对氮氧化物的净化处理。以分子筛吸附法为例,操作人员可以利用氢型丝光沸石实现对氮氧化物的超强吸附,这类方法在国外工业装置中广泛应用,国内相对较少。而且从目前实践上看,固体吸附法还存在一定的局限,对其推广有比较大的限制。举例而言,固体吸附法运用到的设备体积较大,且反应期间需要大量吸附剂,另外在再生处理方面费用较高,应用局限问题明显。
2.3 催化还原法
催化还原法可以根据催化剂种类的不同分为选择性催化还原法与非选择性催化还原法两种。在反应原理方面,催化还原法主要利用催化剂实现对含氮氧化物废气的还原处理,如将含氮氧化物废气还原成氮气,减轻对空气以及人体的危害作用。其中,在非选择性催化还原法应用方面,要求操作人员应该运用铂族金属等作为催化剂,在特定温度条件下实现对含氮氧化物废气的还原处理。目前表现比较好的是选择性催化还原法在还原剂的选择方面主要以氨气、硫化氢常见物质为主,在处理效率与运行安全方面基本上可以达到预期效果。另一方面,如果使用非选择性催化还原法局限问题较多。如温度条件要求较高,求操作人员应该严格控制好温度条件,确保催化剂反应活性得以达到预期效果。因此从整体上来看,非选择性催化还原法在应用范围方面显得较狭窄。
2.4 光催化氧化法
光催化氧化法是近些年来新兴的含氮氧化物处理技术类型,在应用特点方面兼具节能环保与高效安全的特点。结合当前发展情况来看,氧化锌、氧化铜、二氧化钛等都可以视为光催化剂种类。其中,二氧化钛应用最为广泛。究其原因,主要是因为二氧化钛参与反应条件比较温和、且在催化效果方面明显比其他催化剂强。最重要的是,二氧化钛催化剂在节能环保方面表现良好,值得推广与应用。一般来说,二氧化钛参与光催化反应的主要原理为,在特定波长光照射条件下,二氧化钛的价带电子会将吸收到的能量转移到导带上,以空穴电子对形式存在。其中,空穴电子队会迁移到半导体催化剂表面,促使导带电子与氧气结合,形成活性自由基。在控制好反应温度与光照强度等条件之后,该催化剂参与的光催化反应基本上可以达到预期反应效果,减轻含氮氧化物的危害程度。
3 含氮氧化物废气处理技术的发展前景分析
根据当前发展情况来看,含氮氧化物废气处理技术已经得到各工业生产企业的广泛应用。其中,以催化还原法与非选择催化还原法应用技术最为成熟,且推广度最高。但是从客观角度上来看,上述含氮氧化物废气处理技术效果尚未完全达到预期目标,多多少少还是存在一些不足问题。因此在未来的发展中,建议工业行业生产体系应该加强对含氮氧化物废气处理技术的研究力度,积极借鉴国内外先进技术内容,寻找全新的催化剂以及还原剂种类,确保催化还原等技术方法流程得以全面创新。
与此同时,在液体吸收法与固体吸附法技术应用方面,建议相关研究人员应该将研究重点放在如何解决二次污染问题方面。尽量通过科学合理的优化相关技术方法与工艺流程,确保生产效益与环境效益合理。另外,在微生物法方面,因当前局限问题过于明显,建议相关研究人员应该将研究重点放在气相到液相的传质方法研究方面,确保含氮氧化物废气得以吸附完全,从根本上为我国节能减排工作的可持续发展提供良好的内在驱动力。
结论:总而言之,根据当前发展情况来看,国家对于环境污染治理工作与节能减排工作予以了高度重视。为进一步加强对含氮氧化物等废气的排放控制力度,要求生产行业内部应该针对含氮氧化物废气处理技术的应用问题进行统筹规划与合理部署。最好可以立足于国内外含氮氧化物废气处理现状,科学应用含氮氧化物废气处理技术内容,从根本上消除含氮氧化物废气问题的不利影响。需要注意的是,国内含氮氧化物废气处理技术起步发展较晚,至今还存在亟待解决的问题。针对于此,建议相关研究人员应该加强对含氮氧化物废气处理技术的研究力度,尽可能地为我国环境污染治理工作与节能减排工作的顺利贯彻与落实提供内在驱动力。
参考文献:
[1]景香顺,李玉平.直接电解吸收法处理氮氧化物废气[J].火炸药学报,2013,36(02):82-86.
[2]曹军.含氮氧化物(NO_x)废气的处理方法[J].化学工程与装备,2007(02):98-101+97.
[3]曹军.含氮氧化物(NO_x)废气的处理方法[J].河北化工,2007(03):44-46.
[4]张华,赵由才.生物法处理氮氧化物废气的原理与技术研究进展[J].山东建筑工程学院学报,2005(03):69-74.