丙烯腈廢氣處理方案

1、華東理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院畢業(yè)論文第頁1微生物法處理丙烯腈研究微生物法處理丙烯腈研究一、前言一、前言丙烯腈是有機(jī)合成工業(yè)中的重要單體，它用于制造腈綸纖維、丁腈橡膠、合成樹脂、塑料、藥品、染料、增塑劑及粘合劑等原料，同時(shí)可用作許多生產(chǎn)過程的反應(yīng)介質(zhì)，由于生產(chǎn)和使用丙烯腈時(shí)，可因?yàn)樵O(shè)備密封不嚴(yán)或其它的因素而污染空氣，丙烯腈以蒸氣狀態(tài)存在于空氣中。丙烯腈屬高毒物，其毒性作用類似氫氰酸，主要是由于吸入丙烯腈蒸氣或皮膚接觸而引起的中毒。人對(duì)丙

2、烯腈比較敏感，在1gm3的濃度范圍時(shí)可在1～2個(gè)小時(shí)使人致死，在35～220mgm3，除使嗅覺粘膜受到刺激外還可能出現(xiàn)頭痛、胸痛、興奮和引起恐懼感等。人類對(duì)于丙烯腈的嗅覺閾值為46.4mgm3，據(jù)報(bào)導(dǎo)【1】在其濃度為6mgm3左右時(shí)，一般接觸三年以上人就會(huì)有頭痛、全身無力、工作效率低下、惡夢和易激動(dòng)等狀況?？陀^檢查，血壓下降、咽反射減弱及腱反應(yīng)亢進(jìn)，還可使肝臟腫大，甚至出現(xiàn)黃疸，有的還可引起皮膚過敏甚至皮炎等。丙烯腈中毒除顯現(xiàn)本身毒性外

3、，并可在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為氰化物，中毒表現(xiàn)與氰化物相似，毒性較小，起病慢，但刺激性較強(qiáng)。丙烯腈是一種強(qiáng)烈污染環(huán)境的污染物，雖然大氣中很難檢測出它的存在，但在局部區(qū)域，像腈綸車間等，丙烯腈有著相對(duì)較高的濃度，而且丙烯腈是一種易揮發(fā)的液體，它比較難溶于水，只要揮發(fā)或泄漏出少量的丙烯腈就能造成很大的危害，所以它對(duì)于人的生命安全及身體健康是一種潛在的威脅。由于這部分低濃度有機(jī)廢氣中有機(jī)污染物的濃度都很低（小于5000mgm3），已無回收再利用的價(jià)值，而

4、且其凈化處理的難度較大、費(fèi)用較高，但其對(duì)人體健康與生態(tài)環(huán)境的危害卻不容忽視，因而這類工業(yè)廢氣的凈化處理在國內(nèi)外都是環(huán)境保護(hù)方面的難題之一?？茖W(xué)工作者也一直探索新的除丙烯腈工藝旨在開發(fā)去除徹底而且成本低廉的工藝，我國規(guī)定車間的丙烯腈的最高允許排放濃度為2mgm3【2】。丙烯腈是一種無色易流動(dòng)液體【3】，英文名稱Acrylonitrile，化學(xué)式為CH2CHCN它的摩爾量為53.07，液體密度是0.8060103kgm3，氣體密度為1.8k

5、gm3在常壓下熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、燃點(diǎn)分別為－82℃、78.5℃、481℃，它稍溶于水，易溶于一般有機(jī)溶劑，它能與空氣混合形成爆炸性混合物，爆炸極限為3～17％，它水解生成丙烯酸，還原生成丙腈，易聚合也能與醋酸乙烯、氯乙烯華東理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院畢業(yè)論文第頁3二、國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)二、國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)2.1、國外研究動(dòng)態(tài)、國外研究動(dòng)態(tài)國外最早提出用生物法處理廢氣及異味的建議是在1923年提出的，當(dāng)時(shí)Bach討論了有關(guān)污水處理廠在逸出H2S的處理

6、，到了50年代，美國與西德分別報(bào)導(dǎo)了生物處理這一概念，1957年，Pomecoy提出生物泥床概念，申請(qǐng)了美國專利NO.2973096，并且在加利福利亞成功地安裝了一座泥床，1958年在西德紐倫堡也成功安裝了一座泥床以控制污水進(jìn)水散發(fā)出的氣味。在美國Casison和Leises于60年代初對(duì)生物過濾作用展開了研究，他們?cè)谖餮艌D附近建立了數(shù)座土壤濾床，并且論證了是生物的降解作用而非介質(zhì)的吸附作用，在研究生物處理廢氣的研究中，德國與荷蘭一直走

7、在世界的前列，早在70年代，生物過濾系統(tǒng)已在他們國家發(fā)展成一個(gè)廣泛應(yīng)用的氣體污染控制技術(shù)，世界上較廣泛研究生物技術(shù)處理廢氣的是在80年代初，當(dāng)荷蘭與德國學(xué)者取得良好的處理效果后才開始的，生物技術(shù)研究一開始就引起了美國、日本和歐洲國家的重視，自80年代來，這一方法已逐漸成為世界處理工業(yè)廢氣凈化研究的前熱點(diǎn)課題之一。在研究的過程中，荷蘭學(xué)者Ottengraf根據(jù)吸收操作的傳統(tǒng)雙膜理論提出了生物膜理論，即(1)在吸收器內(nèi)廢氣擴(kuò)散進(jìn)液相；(2)

8、擴(kuò)散進(jìn)液相的廢氣溶解在液相中并且擴(kuò)散至生物膜；(3)附著在生物膜上的微生物利用擴(kuò)散到的廢氣組分作為能源逐漸消耗掉。Ottengraf對(duì)具有這典型三步處理廢氣的過程定義為吸收生物膜理論。據(jù)1991年統(tǒng)計(jì)【6】，歐洲有500座生物過濾池在運(yùn)行，大部分處理效率在90％以上，美國在處理土壤與地下水凈化工藝過程時(shí)，在對(duì)處理排入大氣的芳香族化合物、鹵代化合物的研究中，取得了較大的進(jìn)展，在1987年Kirchner等人進(jìn)行用生物膜填料塔凈化去除廢氣中

9、甲苯的研究中，研究了甲苯入口氣體濃度與甲苯生化去除量之間的關(guān)系，從而得出了生物膜填料塔中甲苯凈化屬傳質(zhì)過程控制。據(jù)Csi和Secd報(bào)道，采用生物濾池可有效去除二甲苯（BETX）達(dá)到90％以上【7】，Sial等人采用滴濾池處理甲苯、苯、乙苯和二甲苯，在1分鐘的停留時(shí)間和BETX負(fù)荷為1.8kg(COD)m3d時(shí)，總?cè)コ蔬_(dá)到90％。前幾年，A.PaulTogna等人經(jīng)過研究表明：當(dāng)有機(jī)廢氣停留時(shí)間在1.0～1.5分鐘時(shí)，生物濾池可以處理濃