化工企業(yè)廢氣處理技術(shù)的分析探討

張 花，喻敏霞，郭 煒

(1 株洲市環(huán)境保護(hù)研究院，湖南 株洲 412007；2 長沙環(huán)境保護(hù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙 410004；3 湖南景璽環(huán)保科技有限公司，湖南 株洲 412000)

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化工企業(yè)廢氣處理技術(shù)的分析探討

張 花1，喻敏霞2，郭 煒3

(1 株洲市環(huán)境保護(hù)研究院，湖南 株洲 412007；2 長沙環(huán)境保護(hù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙 410004；3 湖南景璽環(huán)?？萍加邢薰?，湖南 株洲 412000)

化工企業(yè)工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的“三廢”已經(jīng)成為環(huán)保治理的重點(diǎn)。由于化工企業(yè)產(chǎn)生的“三廢”的特殊性、化學(xué)差異性、危害性等原因，對(duì)于不同性質(zhì)化工企業(yè)三廢污染治理的方法差異也很大。本文主要探討分析研究了化工企業(yè)工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣常規(guī)處理方法。為后續(xù)化工企業(yè)廢氣治理專項(xiàng)工程提供指導(dǎo)。

化工企業(yè)；三廢；廢氣處理技術(shù)

廢氣的處理常用的方法有吸收法、等離子體法、焚燒法、冷凝法、吸附法、生物法、降膜吸收法等。而對(duì)化工企業(yè)工廠來說，其中吸收法處理廢氣是目前項(xiàng)目中管理應(yīng)用最簡(jiǎn)單、低成本、高安全的方案。所以，在處理含酸堿特性的廢氣、溶水性其它廢氣原則上采用洗滌吸收法處理；對(duì)其它化工業(yè)有機(jī)廢氣常規(guī)采用冷凝預(yù)處理，然后通過吸附法處理，以達(dá)到處理效果和經(jīng)濟(jì)性的最優(yōu)效[1]。

1 吸收法

在對(duì)酸堿性廢氣、溶水性較強(qiáng)的其它類型廢氣的處理方法中，吸收法廢氣處理法是目前應(yīng)用最為廣泛普遍地一種凈化處理方法。主要因?yàn)槲辗ǖ母甙踩?，所以我們?cè)谔幚砭哂兴芴匦缘挠袡C(jī)污染物時(shí)，吸收法處理廢氣便成為大多數(shù)化工企業(yè)的最佳選擇方案。并且吸收法處理廢氣具有操作簡(jiǎn)單，后期運(yùn)營管理方便，因而受到了大多數(shù)化工企業(yè)的廣泛應(yīng)用和研究。吸收塔器一般為填料塔，塔體材質(zhì)常分PP、FRP兩種。根據(jù)行業(yè)調(diào)查與實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，我公司生產(chǎn)的填料塔均采用FRP材質(zhì)，與PP材質(zhì)相比，抗老化效果較好，性價(jià)比較高[2]。

2 冷凝法

冷凝法常用于化工系統(tǒng)尾氣處理的預(yù)處理階段，以回收廢氣中有用溶劑，實(shí)現(xiàn)資源再利用。在化工行業(yè)，冷凝器常為業(yè)主工藝配套自帶。具有如下特點(diǎn)[3-5]：

(1) 冷凝凈化廢氣法適用于以下幾種情況使用：

① 化工企業(yè)處理高濃度高污染有機(jī)或無機(jī)廢氣。注意此法不適用于處理溶劑的實(shí)際蒸汽壓力小于其在冷凝時(shí)間對(duì)應(yīng)的飽和蒸氣壓力。

② 作為其它廢氣凈化處理方案的預(yù)處理階段；特別是在廢氣中有害污染物的含量明顯偏高的時(shí)候，我們可以采用冷凝回收地處理方法以來減輕后續(xù)廢氣處理凈化設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷；

③ 該方法可以運(yùn)用于處理含有水蒸汽地高溫廢氣處理過程中。

(2) 冷凝法處理廢氣方案所需要采用的施工設(shè)備以及運(yùn)行條件相對(duì)比較方便容易，并且該方法所回收物質(zhì)的純度很高。

(3) 冷凝方法凈化處理廢氣的方法的處理凈化效果受到大氣中廢氣的冷凝溫度的約束，在處理某些低濃度地污染廢氣或者對(duì)那些要求處理高要求的凈化方案，本凈化方案可能就不太經(jīng)濟(jì)合理。所以，對(duì)于冷凝法廢氣處理法，項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際溫度狀況是一個(gè)重要的影響因素，通常來說，對(duì)于化工企業(yè)工廠來說，我們通常選用的溫度范圍是，-10 ℃～15 ℃為最佳溫度范圍。

(4) 在一些特別需要的項(xiàng)目情況下，我們可以選用直接地接觸冷凝廢氣處理凈化法，即選用一些特別的冷凝液(與被冷凝有機(jī)污染物一致的物質(zhì)從而有利于物質(zhì)的回收再利用)。然而此方法需要不間斷地循環(huán)的回收地冷凝液。并且，選擇此方法必須是處理比較干凈的廢氣，從而避免廢氣再次污染。

冷凝廢氣處理方法通常會(huì)與吸附處理法、吸收處理法等進(jìn)行聯(lián)合運(yùn)用，作為化工工藝尾氣的預(yù)處理工序以最大化回收化工溶劑，達(dá)到既經(jīng)濟(jì)、回收率又比較高的目的。

3 吸附法

在處理有機(jī)廢氣中，廣泛應(yīng)用了吸附法。吸附法在使用中表現(xiàn)了如下的特點(diǎn)：可以更加完整深入地處理凈化被污染的高濃度廢氣，并且同樣適用于低濃度有機(jī)污染廢氣的深度處理凈化，相比其他幾種常用的廢氣方法具有很大的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)本法為國內(nèi)現(xiàn)處理化工行業(yè)有機(jī)廢氣中最常用、最保險(xiǎn)的凈化方法[6]。

一般常規(guī)的吸附劑為顆粒活性碳、纖維活性碳兩種，適用于不同行業(yè)，化工企業(yè)常采用顆?；钚蕴?。由于吸附法中所使用的吸附劑常常受到某些吸附組分容量等因素的約束，吸附法通常運(yùn)用與處理具有較低濃度地廢氣處理項(xiàng)目中。根據(jù)我公司最新技術(shù)，業(yè)主也可選配此法配套的再生回收裝置(視廢氣濃度而定)。值得注意的是以活性碳為代表的吸附劑僅對(duì)部分有機(jī)廢氣(如苯環(huán)類、非甲烷總烴類、烷類)吸附效果較好。

4 焚燒法

焚燒處理廢氣法主要有RTO焚燒法、催化焚燒法和直接焚燒法。

直接焚燒法主要是將污染廢氣中的具有可燃性的有害成分看成燃料進(jìn)行直接燒，所以該法適用于處理凈化具有可燃性的并且有害氣體組分及濃度相對(duì)比較高的混合廢氣，主要是由于只有通過燃燒的方式放出一定的熱量從而來補(bǔ)償環(huán)境溫度，這樣才能保持鍋爐燃燒區(qū)的恒定溫度，確保室內(nèi)燃燒的持續(xù)[7]。

催化燃燒即在催化劑的作用下，使有機(jī)物在較低的溫度下(250～300 ℃)被氧化分解成無害氣體并釋放能量。該法的具有如下的顯著優(yōu)點(diǎn)：催化燃燒由于本身是氧化反應(yīng)且為無焰，安全性能比較好；裝置設(shè)備占地使用面積比較少；凈化處理污染的效果比較高，二次污染幾乎沒有；系統(tǒng)的起燃點(diǎn)的溫度相對(duì)比較低，能耗比較低。效果良好。但是某些項(xiàng)目廢氣廢氣成分比較復(fù)雜，含有S、N、Cl的化合物，氧化生成的SOx、NOx、HCl等毒性物質(zhì)，會(huì)使催化劑失效，因此不適合使用。

蓄熱氧化廢氣處理技術(shù)是一種主要用來處理高濃度有機(jī)或無機(jī)廢氣的比較適用的廢氣治理技術(shù)，該技術(shù)是主要是在傳統(tǒng)燃燒法廢氣處理法上逐步研究發(fā)展起來的新型大氣污染廢氣凈化治理處理技術(shù)，它主要是以陶瓷材料作為它自身的蓄熱體，相比于列管式換熱器而言，要高出很多。該裝置設(shè)備的簡(jiǎn)單操作，占地空間小，同時(shí)具有較強(qiáng)的自適應(yīng)性，穩(wěn)定性好。熱損失比較少，處理凈化效率高，不產(chǎn)生二次污染，是有機(jī)廢氣處理凈化領(lǐng)域一項(xiàng)重要的先進(jìn)的、有科技含量的有發(fā)展前途的技術(shù)。

因此我們可以看出燃燒法處理有機(jī)廢氣效果較高，但僅適用于中、高濃度廢氣的處理，同時(shí)如果廢氣中含有其它物質(zhì)成份，易形成二噁英等造成二次污染。

5 生物法

生物廢氣處理方法主要是指采用某些特定的微生物來吸附、分解含有機(jī)成分的廢氣污染物。其原理主要是利用微生物的菌種固定生長周期、繁殖周期的過程來吸收分解有機(jī)廢氣，并且將其作為自身的營養(yǎng)物質(zhì)，從而把污染廢氣中的主要的有害氣體成分逐步一一降解為水、二氧化碳以及細(xì)胞的各種組分，以達(dá)到處理分解有機(jī)污染廢氣的最終目的[8]。

生物法廢氣處理方法是借鑒于目前技術(shù)較為成熟的生物法污水處理技術(shù)，其主要具有運(yùn)營維護(hù)費(fèi)用成本低，電力等耗能比較低地優(yōu)點(diǎn)，生物法廢氣處理法目前已經(jīng)在國外得到了廣泛的運(yùn)用。然而它也有一些缺陷，比如其需要較大的設(shè)備占地空間。此方法由于其特性比較適用于在國內(nèi)外各大污水廠的臭氣臭味的處理過程中，而對(duì)于工業(yè)有機(jī)廢氣污染物的治理的應(yīng)用探索項(xiàng)目目前很少。

6 主要工藝比較

表1 主要工藝比較

綜上所述，需根據(jù)企業(yè)狀況，廢氣實(shí)際情況和工程所在地特點(diǎn)合理選擇合適的處理工藝或組合使用。

7 結(jié) 語

化工企業(yè)廢氣處理已成為環(huán)境領(lǐng)域一大難點(diǎn)，需要充分結(jié)合各化工企業(yè)的廢氣特性以及整體系統(tǒng)布置，對(duì)各化工企業(yè)的各污染源成分含量濃度進(jìn)行充分分析評(píng)估，結(jié)合本文介紹的各廢氣處理工藝優(yōu)缺點(diǎn)，針對(duì)特定性質(zhì)的化工企業(yè)設(shè)定定制的系統(tǒng)工藝來確保污染物達(dá)標(biāo)排放，以完全符合《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297-1996)中具體要求；同時(shí)項(xiàng)目投資較低，充分考慮到化工企業(yè)的投資效益，最大化減少企業(yè)的運(yùn)行成本，為化工企業(yè)設(shè)計(jì)一套性價(jià)比較高的最優(yōu)化的廢氣處理方式。

[1] 曾向東,林大泉.石油化工廢氣處理技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)向[J].石油化工環(huán)境保護(hù),2002(03):40-43.

[2] 孫冠,駱驊,李楊.化工企業(yè)廢氣治理研究進(jìn)展[J].山東化工,2014(01):46-47,49.

[3] 宰斌.化工行業(yè)有機(jī)廢氣的處理技術(shù)探討[J].化工管理,2015(36):109.

[4] 黃金鑫.石油化工廢氣處理技術(shù)的現(xiàn)狀分析與發(fā)展趨勢(shì)[J].科技風(fēng),2015(24):24.

[5] 徐遵主.某化工企業(yè)廢氣綜合治理工程設(shè)計(jì)[D].杭州:浙江大學(xué),2014.

[6] 歐陽康.化工企業(yè)廢氣治理研究[J].同行,2015(9下).

[7] 李曉梅.生物—化學(xué)法凈化甲醛廢氣應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D].昆明:昆明理工大學(xué),2014.

[8] 田云麗.石油化工企業(yè)環(huán)境安全現(xiàn)狀評(píng)價(jià)及其應(yīng)用研究[D].長沙:湖南科技大學(xué),2006.

Analysis of Waste Gas Treatment Technology in Chemical Enterprises

ZHANGHua1,YUMin-xia2,GUOWei3

(1 Hunan Zhuzhou City Environmental Protection Research Institute, Hunan Zhuzhou 412007;2 Hunan Province Changsha Environmental Protection Vocational and Technical College,Hunan Changsha 410004; 3 Hunan Jingxi Environmental Protection Technology Co., Ltd., Hunan Zhuzhou 412000, China)

"Three wastes" produced by chemical industrial enterprises in the production process has become the focus of environmental governance.Due to "three wastes" produced by different chemical companies have special and chemical differences, different chemical enterprises have different pollution treatment processes.The analysis and study of the chemical industrial enterprises in the production process generated waste gas conventional processing methods were mainly discussed.This will provide guidance for the special project of waste gas treatment in chemical enterprises.

chemical industry; wastes; waste gas treatment technology

張花(1982-)，女，工程師，主要從事環(huán)境工程與管理。

X511

A

1001-9677(2016)019-0152-03