光氧離子法處理保險粉生產(chǎn)廢氣的工程應用

王　樓（新疆廣匯新能源有限公司，新疆哈密 839303）

光氧離子法處理保險粉生產(chǎn)廢氣的工程應用

王樓
（新疆廣匯新能源有限公司，新疆哈密 839303）

針對保險粉生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含硫有機廢氣，分析各成分的理化性質及其危害，并介紹一種利用光氧離子法處理保險粉有機廢氣的工程案例，成功處理有機含硫廢氣，去除率達到99.0%。

含硫有機廢氣；保險粉；光氧離子

保險粉，化學名稱為連二亞硫酸鈉（Na2S2O4），是一種常用的化學還原劑，廣泛用于紡織工業(yè)的還原性染色、還原清洗、印花和脫色及用作絲、毛、尼龍等織物的漂白。其生產(chǎn)過程的生產(chǎn)廢氣主要來自合成工序尾氣、干燥工序的壓料氣、真空工序的不凝性氣體等。該三股廢氣在工藝上分別經(jīng)過了冷凝吸收、堿吸收的處理工序，除去廢氣中甲醇、SO2等污染物質。經(jīng)過上述工序處理后的廢氣還含有氮氣及二氧化碳無機無害成分，其余為甲醇、硫化氫，甲硫醇、硫醚等有機物質，帶有惡臭味，直接排放到大氣中不僅損害人類生活環(huán)境、甚至會影響自然界生物的健康。

光氧離子法是近年來研究比較多的一種有機廢氣處理方法，它采用高能高臭氧UV紫外線光束、氧化反應催化劑、高能離子發(fā)生裝置的組合工藝來降解有機廢氣，將有機廢氣氧化為CO2、H2O、N2、S、SO2等，達到去除惡臭的目的。

1　廢氣成分分析

保險粉廢氣中的硫醇、硫化氫、硫醚等惡臭污染不僅影響人的心情和工作生活，而且嚴重情況下會危害人體健康。硫化氫低濃度時有臭雞蛋氣味，是一種急性劇毒。甲硫醇有不愉快的氣味，其毒作用類似硫化氫。甲硫醚，有難聞的氣味，極度稀釋時有蔬菜樣香氣，不溶于水，高濃度蒸氣對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有麻痹作用，熱分解產(chǎn)生有硫化氫微溶于水、其余甲硫醇和甲硫醚均不溶于水，因此僅靠噴淋洗滌法進行洗滌吸收，不僅不能吸收難以水溶的甲硫醇和甲硫醚，同時會產(chǎn)生洗滌溶的二次污染。

2　含硫廢氣處理方法比較

含硫有機廢氣的主要處理方法主要分為三類，即物理法、化學法、生物法。

2.1物理法

物理法不改變廢氣中有機物結構，只是用一種物質將它的臭味掩蔽和稀釋，或者將含硫有機物質從氣相轉化成溶相或者固相，常用的方法有噴淋洗滌法、活性炭吸附法、稀釋法和掩蔽法。活性炭吸附法吸附效率高，設備簡單，但處理成本高，尤其對高濃度的含硫有機廢氣活性炭很容易穿透飽和，更換或再生成本較高，同時更換的活性炭成為危廢，處理成本高。噴淋洗滌法只針對溶于水的有機氣體，且一般洗滌效率不高，且洗滌溶需要進行廢水處理，否則容易產(chǎn)生二次污染。物理處理方法是將一種污染轉為另一種污染，并沒有達到徹底除去污染的目的。屬于不徹底廢熱處理方法。

2.2化學法

化學法是用另一種物質與含硫有機廢氣發(fā)生化學反應，改變有機廢氣的化學成分，使之成為無機產(chǎn)物或者無惡臭的產(chǎn)物，常用的化學法有高溫燃燒法、化學氧化法。燃燒法去除率高，幾乎可以達到100%，但設備投資大、運行成本高、且設備易腐蝕，且燃燒后仍需要對燃燒產(chǎn)物硫氧化物進行吸收處理。

2.3生物法

生物法主要是利用微生物的代謝活動來對含硫有機廢氣進行降解，在含氧條件下，最終被降解為硫酸鹽。目前主要的生物法包括生物濾池法、活性污泥法、固定化微生物法等。

2.4含硫有機廢氣新技術

光氧離子催化氧化法

光氧離子催化氧化法主要利用高能高臭氧紫外線光束分解空氣中的氧分子產(chǎn)生游離氧，即活性氧，因游離氧所攜正負電子不平衡所以需與氧分子結合，進而產(chǎn)生臭氧。UV+ O2→O-+O（活性氧）O+O2→O3（臭氧），臭氧對有機物具有極強的氧化作用，對有機氣體及其它刺激性異味有立竿見影的清除效果。有機性氣體利用排風設備輸入到設備后，運用高能紫外線光束及臭氧對有機（異味）氣體進行協(xié)同分解氧化反應，使有機氣體物質其降解轉化成低分子化合物、水和二氧化碳，再通過排風管道排出室外。

高能離子空氣凈化系采用正負雙極電離技術。在電場作用下，離子發(fā)生器產(chǎn)生大量的a粒子，a粒子與空氣中的氧分子進行碰撞而形成正負氧離子。正氧離子具有很強的氧化性，能在極短的時間內氧化分解甲硫醇、硫醚、硫化氫等污染因子，且在與VOC分子相接觸后打開有機揮發(fā)性氣體的化學鍵，經(jīng)過一系列的反應后最終生成三氧化硫和水等穩(wěn)定無害的小分子。同時氧離子能破壞空氣中細菌的生存環(huán)境，降低室內細菌濃度。帶電離子可以吸附大于自身重量幾十倍的懸浮顆粒，靠自重沉降下來，從而清除空氣中懸浮膠體達到凈化空氣的目的。

催化劑（二氧化鈦）在受到紫外線光照射時生成化學活潑性很強的超氧化物陰離子自由基和氫氧自由基，攻擊有機物，達到降解有機物的作用。二氧化鈦屬于非溶出型材料，在徹底分解有機污染物和殺滅菌的同時，自身不分解、不溶出，光催化作用持久，并具有持久的殺菌、降解污染物效果。

3　工程應用

3.1流程簡介

河南某保險粉生產(chǎn)公司擁有一套10.0萬t/a保險粉裝置，該裝置工藝廢氣主要來自合成工序尾氣、干燥工序的壓料氣、真空工序的不凝性氣體，該三股廢氣在工藝上分別經(jīng)過了冷凝吸收、堿吸收的處理工序，除去廢氣中甲醇、SO2等污染物質。經(jīng)過上述工序處理后的廢氣還含有99%的氮氣及二氧化碳，其余為硫化氫，硫醇、硫醚等物質，并帶有惡臭味。由于保險粉反應在甲醇體系中進行，在反應中加入了SO2和環(huán)氧乙烷，使得在反應中生成的含硫有機物成分復雜、臭味很大。處理難度大。

3.2廢氣來源

廢氣來源見表1

3.3廢氣污染物濃度

廢氣污染狀況見表2

表2　各種污染成分濃度表

3.4核心工藝介紹

光氧離子催化除臭系統(tǒng)設備有四個功能段組成，他們分別是：過濾段、離子發(fā)生段、光束分解段、光解反應腔段。過濾段采用高效空氣過濾器 由外框+內折疊濾紙+隔紙，用專用密封膠密封而成，具有風量大，效率高，低阻力，容塵量大的特點，除塵效率達99.99%，有效的去除廢氣中的浮塵、油類等。離子發(fā)生段即高能電子的瞬時高能量作用下，打開某些有害氣體分子的化學鍵，使其直接分解成單質原子或無害分子；二是在大量高能電子、離子、激發(fā)態(tài)粒子和氧自由基、氫氧自由基（自由基因帶有不成對電子而具有很強的活性）等作用下的氧化分解成無害產(chǎn)物。光束分解段、光解反應腔段內TiO2光解催化氧化設備內，高能紫外線光束與空氣、TiO2反應產(chǎn)生的臭氧、·OH（羥基自由基）對惡臭氣體進行協(xié)同分解氧化反應，同時大分子惡臭氣體在紫外線作用下使其鏈結構斷裂，使惡臭氣體物質轉化為無臭味的小分子化合物或者完全礦化，生成水和CO2，達標后經(jīng)排風管排入大氣，整個分解氧化過程在1s內完成。

3.5流程說明

含有一定臭味的尾氣經(jīng)過尾氣總管進入除臭設備進風口，先經(jīng)過一個低阻力的過濾層，濾去氣體中顆粒物和夾帶的溶滴。防止此類物質影響光電的處理效果。

經(jīng)過過濾的氣體進入光電處理段，氣體在光電段的停留時間為1-2s，在這個短時間內，S-C-H-O等物質被氧化分解，產(chǎn)物是CO2、SO2、S、H2O、S，被去除了臭味的氣體經(jīng)過引風機高空排放。光氧離子箱立面結構見圖1。

3.6處理結果

在出風口利用分光光度法檢測結果見表3。

表3　檢測結果

混合廢氣經(jīng)處理后的達到《大氣污染物綜合排放標準》GB16297-2012中的二級標準。

《惡臭污染物排放標準》（GB14554-93）中的二級標準，處理后無異味，硫醇和硫醚類有機物去除率達到99.0%。

4　結論

保險粉廢氣中含有機硫化物硫醇和硫醚以及硫化氫等物質，帶有強烈的惡臭。采用光氧離子法處理保險粉混合氣體，通過耦合臭氧、紫外等各種方法產(chǎn)生強氧化劑羥基自由基徹底氧化含硫有機物至無害的二氧化碳、H2O、三氧化硫最終變成硫酸或硫酸鈉，達到無害化排放，已成功應用于工業(yè)生產(chǎn)，值得相關企業(yè)大力推廣。

[1] 周志俊.化學毒物危害與控制[M].北京：化學工業(yè)出版社，2007.

[2] 王廣生.石油化工原料與產(chǎn)品安全手冊[M].北京：中國石化出版社，2010：418.

[3] 牟桂芝，郭兵兵.活性炭吸附法治理甲硫醇惡臭氣體[J].石油化工環(huán)境保護，2004，（3）：42-45.

Application of Light oxygen ion method in the treatment of Waste Gas from Sodium HydrosulFite Production

Wang Lou

For the production of sulphur containing organic waste gas in the process of Sodium hydrosulfite production，Analyse the composition of the physical and chemical properties and its harm，and introduced an engineering case of treating organic waste gas by using light oxygen ion method. Sulphur-containing organic waste Gases was successfully treated，and removal rates reached to 99.0%.

Sulphur-Containing Organic Waste Gases；Sodium hydrosulfite；Light oxygen ions

TQ015.9

B

1003-6490（2016）03-0162-02

2015-03-10

王樓（1987—），男，河南安陽人，助理工程師，主要從事化工生產(chǎn)技術工作。