廢氣治理環保設備分類及新技術探討

王俊 張風晨(湖北天泰環保工程有限公司，湖北 武漢 430070)

0 引言

環保設備一般指污染型工業企業在施工階段與生產設備同時設計、施工和運行的設備設施，目的是減少污染物排放，達到國家排放標準要求。環保設備是由機械設備、動力裝置、管路管線、監測儀表等一整套系統構成。工業廢氣污染治理設備作為環保治理的重要板塊，目前已有比較完善的凈化工藝，廢氣治理工藝的選擇與所需凈化的廢氣污染物類型有密切關系，因此，針對市場上常見的廢氣治理工藝進行討論，并結合新技術探討廢氣治理的新思路。

1 環保設備

1.1 國內企業環保設備的現狀

隨著國家對環保問題的日益重視，對環境污染的“零容忍”。2017 年以來，不斷有一些環保不達標的重污染企業被責令整改甚至關停，主要是印刷廠、造紙廠、養殖場等在生產中造成嚴重污染的企業。國家尤其是對大型企業，在環保方面不斷提升要求，在環保設備方面也有更高的要求。環保設備目前處于不斷增長以及市場需求非常旺盛的階段，也是市場擴張的最佳時機。只是當下國內在環保設備方面還是呈現出一定的弱勢，首先企業的環保理念薄弱，仍然是解決環保問題的阻力，第一環保設備的運行成本高，要投入人力，能源消耗，同時還有藥劑物料消耗(如廢氣處理中的石灰石、脫硫劑等)，第二是環保設計的核心技術以及一些精密度非常高的設備儀器上，國內還落后于發達國家，某些領域處理效率和運行模式尚待研發出新技術，提高環保設備的應用。

1.2 環保設備分類

1.2.1 吸收設備

吸收設備應用于廢氣治理的過程，以酸性氣體的凈化為例，吸收裝置由風機、噴淋塔、堿性噴淋液調配裝置、循環泵裝置等組成，酸性氣體從噴淋塔底部進入，氣流上升過程中與自上而下噴淋下的堿液進行碰觸，利用化學反應原理，從而使氣體中的酸性物質去除，但一般該反應是不可逆的，當吸收溶液達到飽和狀態時，吸收的效率也隨之降低或消失，因此需對堿液的濃度和吸收效率進行監控，根據其運行的周期性，更換噴淋堿液，吸收設備一般用于廢氣的治理凈化，在工業企業中，適合處理污染物濃度低但廢氣量大的氣體，如H2S、SO2、HF等氣體。

1.2.2 吸附設備

吸附工藝在近幾年的環保設備中應用越來越廣泛，尤其是以活性炭吸附裝置為主流的吸附工藝，成為了對工業廢氣(除顆粒狀污染物外)處理的有效設備。

吸附的過程是利用多孔性物質處理流體物質，流體中的單個或者多個有害成分在多孔物質內積蓄。另外還有，固體吸附物質表面吸收污染物液體或氣體中的分子或離子的現象。同吸收的原理類似，當吸附到一定程度時，由于吸附質的聚集，吸附物質的吸附能力明顯下降，不能滿足設計的吸附效率時，需更換吸附介質，或者對吸附介質進行脫附。在吸附技術工藝中，常利用吸附、脫附、再生、再吸附的循環過程，達到除去廢氣中污染物濃度和排放量的目的。

1.2.3 有機廢氣的燃燒設備

燃燒法對于處理高濃度有機廢氣及高濃度惡臭氣體(如CH4)的效果較好，其原理是由于熱值較高的廢氣在預處理后，在燃燒設備中通入過量空氣，使氣體中的CHO 元素燃燒，生成物使CO2和水蒸氣，排放到大氣中污染較小。若燃燒氣體中含Cl 元素S 元素時，燃燒生成產物中有HCl 或SO2，因此需對氣體進行脫氯脫硫預處理，另外在燃燒煙氣中也要進行成分檢測分析，如若HCl 或SO2等污染物超標，需要對煙氣尾氣進一步處理。

1.2.4 低溫等離子體凈化設備

低溫等離子體是物質的一種狀態，在常態下，一般物質呈現氣態、液態、固態，外加高壓脈沖可以使廢氣被擊穿，使氣體物質分散成各種離子、電子、自由基等混合狀態，此時在設備電模塊內布設強紫外光，廢氣的各類物質在強紫外光的作用下，經碰撞、化學鍵斷裂等一系列過程，生成單一原子氣體，不再具有有毒有害的特性，從而使廢氣得到凈化。如揮發性有機廢氣中的CH，可轉化為CO2和H2O。該裝置現在污水處理廠處理惡臭氣體時使用，對于低濃度大風量的氣體處理效率較高。

1.2.5 生物凈化和光催化設備

生物凈化包括生物洗滌法、生物過濾法和滴濾法，一般常用的為生物過濾法，即生物利用生物填料層，在一定的溫度和酸堿條件下培養微生物，用以分解廢氣中的有害成分。一般應用于生物除臭和生物發去除有機廢氣的工藝，廢氣中的與已經培養成型掛膜的微生物接觸，并且利用廢氣中自由的C 源和能量，將廢氣中的有害成分分解，產生CO2和H2O，以及剩余的微生物基質。

光催化氧化法時目前環保治理領域應用較多的一種方法，現在市場上常用的光催化廢氣處理工藝是在催化劑的作用下，利用不同的紫外線波段，先將空氣中的氧氣催化生成負氧離子，再將廢氣中的成分氧化還原成穩定的化合物的過程。催化劑多使用金屬的氧化物和硫化物，如氧化鋅，氧化鈦等。光催化技術在治理工業惡臭氣體和有機廢氣的領域已經有廣泛應用，但是由于該技術對外環境條件的要求較高，催化劑和紫外燈表面無灰塵或油漬覆蓋的情況下，因此只有嚴格把控光催化的關鍵因素和反應原理，才能使光催化工藝發揮最大的處理效率。

1.2.6 檢測監控設備

隨著環保檢測的市場需求不斷增多，國家于2015 年全面開放了第三方檢測市場，具有CMA 資質的環境檢測機構的崛起和發展，成為了環保檢測市場的中堅力量。環保檢測服務于企業的竣工環保驗收、例行排污檢測、企業自查等情況，檢測的數據對企業的環保設備的處理效率提供了有意義的參考數據，成為企業控污防污的有效手段。

環保檢測常見的另外一個領域為企業排污在線檢測，政府主管部門列入的重點排污單位，針對廢氣治理方面，需安裝廢氣排污在線監測設備，污染源在線監測利用專用的檢測設備對污染源進行實時監測。自動檢測設備通過數據采集、傳輸，將監測結果實時傳入污染源在線監控的網絡系統，企業和政府主管部門可對監測數據進行實時監控，對于超標等異常情況，還可以提出預警，企業可根據預警情況及時采取應急措施(如設備關停生產、廢氣進入緩沖設備等)，在線環保檢測為企業的達標排放和政府主管部門的監控提供了強有力的數據支持，成為環保污染治理的強大輔助手段。

1.3 設備設計優化可行性

1.3.1 設備的應用性考慮

在基于環境保護的前提下，合理利用設備的功能，發揮設備在環境保護中的作用，以設計與制造的雙向連動，從環境污染的根源上進行研究，使質量驗收工作順利完成，提高設備的環境應用能力。同時在設備的應用管理上，要保證企業制度不斷更新與規范，在環保驗收中全面審查評估環境污染程度，保護工作的達標程度與環境質量的動態檢測。在基于完善的制度管理下，從而發揮設備的環境應用最大化。

1.3.2 設備的功能性考慮

環境污染的不斷加重，在環境監測的過程中，要求設備的性能要隨著檢測的進度不同而進行更新與更換，環境保護評估工作的難度應在設備的輔助下減小。要保證多機器多設備的合理分析，對不同地區的數據報告進行分析總結后提出預案，在多重環境下有設備的適合應用場景，同時，在設備的環境動態檢測下，要提供多方預案準備，這也要求設備具有多樣的功能。

1.3.3 設備的最大效應考慮

在生態型社會發展進程中，環保設備的設計優化將是提高環境質量最直接有效的手段。因此，環保設備在協調優化的過程中要考慮到各方面的應用情況，要控制好設備的質量與消耗的平衡，達到低消耗高功能的性能。不僅在環境保護的工作上要發揮設備的最大效應，更要在動態檢測的過程中合理發揮設備的最大效應。

2 環保新技術應用

不論是何種技術的創新，在環境的檢測與評估中，都要依靠網絡對大數據進行分析整合，以統計學與社會學的基礎指標來對社會自然進行分析評價。新興的技術要求在提高環境設備利用價值的前提下，對生態環境具有高樣本容錯性。

2.1 高斯大氣擴散系統處理模型

在電腦中建立三維坐標系，原點為污染的中心處，x 軸為平均風向，y 軸為風向切向垂直x 軸，z 軸垂直于xy 軸的平面設置。首先要確定大氣污染物在y 與z 軸上正態分布，風速恒定，污染來源是恒定平均，質量守恒的。對高斯擴散模型的參數進行適應性修改，可預測特殊氣象條件下大氣污染物的擴散趨勢。依靠高斯擴散模型，可以進行空氣質量預測，在不斷分析現有空氣質量數據后，根據輸入的參數和污染物的源強后可預測出未來一定時間內的大氣污染程度和趨勢。另外在突發大氣污染事件發生時，可利用模型來確認污染物來源與擴散程度，分析污染的嚴重性并提出切實有效的方案。

2.2 人工智能技術

隨著科技的發展，人工智能也成為環保領域的前沿熱門科技，企業應加強科技投入，加大對人工智能在環境監測與治理領域的投資，提高人工智能應用技術在環保中的作用。依靠人工智能技術，減輕污水廢氣對員工的污染影響，同時能夠掌握第一手資料。在后期的不斷發展中，可以研發出能稍加進行分析總結的人工智能，在處理樣本監測同時傳輸數據報告，并能簡要分析結果。此項技術應用范圍廣，對于廢氣污水的治理與監測具有代表性意義，是現代企業面對環境污染應該首先思考的方案。

3 結語

隨著社會經濟的發展，人們對生態環境的依賴與污染并存，因此對環境保護的工作提出了很大的挑戰，企業在面對不斷復雜多樣的污染情況下，提高環保設備的應用性與功能性，不斷應用技術創新，依靠科學技術提高環境污染治理能力。公眾環保意識的增強，企業環保技術能力的提高，使環保措施與環保設備的不斷完善，使環境質量得到有效的改善。