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2024-J-26
基于功能纤维的恶臭气体净化技术
申报单位
河南省科学院化学研究所有限公司、河南中白环境科技有限公司、中白（沁阳市）环保设备制造有限公司、北创环保（北京）有限公司、河南澜溪环保科技有限公司
推荐单位
中国环境保护产业协会废气净化专业委员会
适用范围
该技术适用于常压、温度小于80℃下，中低浓度（污染物浓度≤1000ppm）恶臭污染物的净化处理。其他场景下需与其他工艺组合使用。
工艺路线
申该技术以腈纶纤维、棉纤维或聚丙烯纤维为基体材料，通过纤维结构中反应性基团与改性剂间的特殊化学反应，将含特定杂原子的官能团引入纤维骨架中，制备得到一系列具有离子交换、络合/螯合、吸附、催化等功能的纤维材料。将功能纤维制成针刺布，并以其为净化滤层，当废气透过滤层时，废气组分与功能纤维的官能团充分接触，快速去除污染物质。采用稀酸/稀碱溶液对吸附后的纤维滤层进行喷淋再生，实现纤维滤层的循环使用。
该工艺设备通常负压运行，离心风机置于末端，引风透过功能纤维气体净化设备，功能纤维材料上的官能团与臭气组分（氨气、硫化氢等）进行快速吸附反应去除，达标后直接由烟囱排放。
吸附一定时间后，在不停机的情况下，再生液循环泵将再生液输送至喷淋系统对功能纤维滤层进行一定时间的再生，吸附的污染物被洗脱进入再生液，再生后的混合液收集至再生液储箱。在线监测设备出口污染物浓度，当达到设定限值的80%时更换再生液，或根据再生液pH值变化决定再生液更换周期。更换后的再生液，根据项目现场情况进行加药絮凝沉淀过滤后回用、排放进入污水处理系统或结晶蒸发等处理。
恶臭气体种类繁多，存在不易与功能纤维材料发生反应或反应后较难脱附的恶臭物质。针对此类恶臭污染物的特性，结合氧化等其他工艺，将其直接脱除或转变为易于功能纤维吸附去除的极性污染物，进而实现恶臭污染物全种类的高效去除。对于高浓度工况，结合喷淋塔等其他工艺预处理后进入本技术设备进行处理，进而实现不同浓度恶臭污染物的高效去除。
技术特点
本技术要点如下：
1.净化效率高。针对主要恶臭污染物，选择单一或复合使用不同功能基团的纤维，实现目标恶臭污染物的高效吸附净化，可实现近零排放。
2.原位不停机再生。基于功能纤维的恶臭气体净化设备能够快速再生（10-30 s），且可实现原位不停机再生，解决传统吸附技术面临的再生难题。
3.运行能耗低。基于功能纤维的恶臭气体净化设备采用间歇式喷淋再生，相较于喷淋塔的连续运行，运行能耗大幅降低，实际运行能耗小于1 kWh/(10000 m3)。该设备及工艺实现了模块化设计与应用，设备尺寸小，系统阻力小，可根据实际工况可进行分散式或集中式布局，降低气体输送能耗。
应用效果
博兴县第二污水处理厂除臭净化系统工程：处理风量为40000m3/h，进气氨气浓度4-12mg/m3、硫化氢浓度2-10 mg/m3，排放氨气浓度0.41- 0.52 mg/m3、硫化氢浓度0-0.02mg/m3。西安市临潼区污泥处置中心除臭净化装置工程：处理风量为40000m3/h，进气氨气浓度100-450mg/m3，排放氨气浓度为0.4-0.46mg/m3、臭气浓度为550-733（无量纲）。均满足《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）、《恶臭污染物排放标准》（GB14554-201□）征求意见稿、《城镇污水处理厂臭气处理技术规程》（CJJ/T243-2016）要求。其中《恶臭污染物排放标准》（GB14554-201□）征求意见稿中，15米高烟囱氨气排放速率限值为0.60 kg/h，硫化氢排放速率限值为0.06 kg/h，臭气浓度排放限值为1000（无量纲）。
应用案例
博兴县第二污水处理厂除臭净化系统工程、禹城市化工园区污水处理厂除臭净化系统项目、西安市临潼区污泥处置中心除臭净化装置工程、洛阳污泥厂除臭净化装置工程、洛阳博华实业有限公司冶炼反应炉深度综合治理工程。
图 1 系列功能纤维材料
图 2 功能纤维材料的不同应用形式（a. 乱纤维，b. 毛线，c. 针织布，d. 针刺布）
图3 基于功能纤维的恶臭气体净化设备结构示意图
图4 博兴县第二污水处理厂除臭净化系统工程现场照片（透过式）
图5 洛阳污泥厂除臭净化装置工程现场照片
报单位联系信息
单位名称：河南省科学院化学研究所有限公司
单位地址：河南省郑州市金水区红专路56号
联系人：田振邦