浅谈分子击断技术在有机废气处理中的应用

浅谈分子击断技术在有机废气处理中的应用

徐周

东莞市绿创环保工程技术有限公司广东东莞523000

摘要：随着我国经济的发展，社会的进步，化工企业的数量与规模在不断扩大，给我们生活带来便利的同时，也给自然环境造成了严重的损害。由于化工企业在污染物排放机制方面并没有完善的制度，加上环保部门监管不利等，化工企业的工业废气在没有达到排放标准的情况下排入到大气中，给大气质量带来了严重的污染，还间接导致全球气候变暖的局面。不但影响了企业的经济效益，还给群众的健康安全造成了影响。本文对分子击断技术在有机废气处理中的应用进行分析，希望能够为相关从业者提供参考意见。

关键词：分子击断技术；有机废气处理；应用

在我国大力倡导可持续发展的理念下，社会民众的环保意识得到了明显提升，然而，有机废气处理却仍是环境保护中的难题，不但制约了社会经济的发展，还给自然环境、民众的身体健康造成了严重影响。据研究显示，VOCs是PM2.5与臭氧的主要组成部分，所以，解决好VOCs污染问题，也就能有效控制大气污染。我国是制造业大国，在人造板、软包装印刷、木质家具制造、煤化工等方面的VOCs污染都在世界范围内占有较高比重。而且VOCs成分较为复杂，因制造企业的领域不同，VOCs的形式也有一定区别，即便是同一种VOCs也会因为时间推移而出现变化，所以要想有效治理VOCs难度十分大。现在，主流的有机废气治理方式包括了吸附法、冷凝法、燃烧法、吸收法等。但是部分企业因没有选择有针对性的治理方法，无法达到预期效果，本文以涂装烘干线VOCs为例，对分子击断技术在有机废气处理中的应用进行综合分析。

一、分子击断空气净化技术发展过程

上世纪80年代前苏联的科学家首次提出了分子击断空气净化技术，并在1997年应用于军事领域，以防止受到生化打击。在本世纪初，分子击断空气净化技术首次作为医用在欧洲市场应用，随后我国也相继开展了此方面技术的研究，并根据当时国情，研究出了适合我国市场发展的完整技术链，并且在2006年自主研究了分子击断格栅式分子击断空气净化消毒技术。在2007年，我国的分子击断技术首次通过了疫病预防与控制中心的检测，对微生物的消灭率达到了99%以上，并逐步成为世界先进国家。

二、工艺原理与特点

（一）工艺原理

原子组成了分子，原子间存在某种作用关系，即化学键。这是由最少两个原子核吸引电子产生的结果，如果分子出现断裂分解成原子，原子通过重新组合会形成一种新物质，但前提是原子能够获得保证化学键出现断裂的能量，也就是离解能。对于分子击断技术来说，分子分子击断净化器能够产生较强的高压脉冲磁场，通过此脉冲磁场与高能粒子，破坏VOCs中的C－H与C－C键，破坏了DNA分子的结构，微生物也就随之被灭活，使其断裂而成为H2O与CO2等无害物质，进而实现治理VOCs的目的。以苯为例，反应式为：C6H6+e（5.5ev）CH－CH=CH－CH=CH－CH；C6H6+e（4.3ev）C6H5+H；CH－CH=CH－CH=CH－CH+OO=C=C+O+C+H2O；C6H5+OO=C+C=C－C=C－C=O。O=C=C基能够与O=C反应成CO2，其余基团则与氧发生反应，生成CHO基，并随之氧化为水与二氧化碳。在发生反应的过程中，还能将能量释放出来，这些能量能够破坏其他键，使此反应不断进行下去。

（二）工艺特点

第一，根据上述的工艺原理，分子击断技术能够使特定的键断开，不会破坏空气中的C-O、O-O、N-N键等，所以不会消耗过多能量。

第二，根据上述的工艺原理，不会出现较强的电磁场，所以不会产生光电污染。

第三，根据上述的工艺原理，不会破坏空气中的C-O、O-O、N-N键，因此也就不会出现臭氧，与低温等离子技术有本质上的区别。基于布朗原理，被断开的有机化合物会形成H-O与C-O键，并随之氧化为水与二氧化碳，并不会出现其他污染物质。而且有机化合物在重度空气污染中只有毫克/立方米数量级别，仅在空气中占有百万分之一的比例，在对有机废气进行处理时，消耗的氧气与产生的二氧化碳等可忽略不计。

第四，因没有更换的滤材与涂层，所以后期维护不需要较大成本。

第五，设备安装灵活，尺寸小，不需较大占用面积。

第六，能够有效治理有机烟气污染，消灭微生物率接近百分之百。

（三）与其他工艺对比

VOCs废气种类各式各样，对于排放需求较高，但随着技术的发展，逐步完善了VOCs废气治理技术。与其他工艺相比，分子击断技术在治理大风量、低浓度的有机废气方面更具经济性。

三、工艺流程

在此实例中，有机废气主要指的是挥发程度为C8的VOCs，无论是经济性，还是技术性能方面，分子击断技术都有较大优势，具体流程为：引风机将速度保持在3m/s左右，废气在吸引力的作用下进入到分子击断净化设备中，净化器能够产生较强的高压脉冲磁场，通过此脉冲磁场与高能粒子，破坏VOCs中的C－H与C－C键，在氧化反应下逐步成为水与二氧化碳。

四、主要设计参数

此涂装烘干线能够产生两种废气，分别是低温烘干废气与高温烘干废气。在经过处理后，两股废气进入相同的分子击断处理装置中，处理合格后便可排放。例如，苯的排放浓度为1.0mg/m³，排放速率为0.4kg/h；二甲苯的风量为40000m³/h；甲苯与二甲苯共同的排放浓度为15mg/m³，排放速率为1.5kg/h；VOCs的排放浓度为30mg/m³，排放速率为2.6kg/h。分子击断处理装置参数为：型号是KJFG10000-A1；外形尺寸为1020×1300×1210（mm）；材质为不锈钢；功率为1.5KW；效率为80%-99%。

通过电控制柜对分子击断处理装置进行控制，工作人员可控制装置启停，进而实现废气处理与企业生产的同时进行与同时停止。如果外界因素对分子击断处理装置产生了严重影响，设备会自动停止，需要工作人员及时排查故障，之后可手动操作启动。采用“旋钮式”控制箱对其进行控制，一般将控制箱放置在离设备较近的地方。

五、运行费用

此涂装烘干线的全部投入在100万元左右，分子击断处理装置使用周期为8年，每年需要对设备进行一次清洗护理即可。离心风机在工作过程中会消耗电能，每年需要更换两次过滤箱中的耗材，进而保证能够有一个较好的处理效果。如果按照设备每天运转20小时，一年运转300天来算，每年在运行中花费的资金大约为20万元，也就是说，每1000m³的有机废气治理成本为1.26万元，远小于其他形式的机废气治理成本。

六、结束语

综上所述，相关学者要对有机废气处理技术进行深度研究，才能在新时期即满足我国化工行业的发展需求，还能满足环境保护的目标。目前可选择的废气治理方法较多，每种方法既有优势也有局限性，传统的处理方法虽然效果较好，但是经济成本较高，因此选择分子击断技术能够很好的解决这一问题。我国正处于经济建设的转型期，在要加大经济建设力度的同时，同样不能忽视环境保护的重要性。只有采用新型的有机废气处理技术，才能真正实现可持续发展战略，使我国的化工企业获得更广阔的发展空间。

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