精細(xì)化工企業(yè)有機(jī)廢氣整治工程技術(shù)分析與研究

石曉慧　王琨

摘 要：由于現(xiàn)階段，部分化工企業(yè)的有機(jī)廢氣沒有經(jīng)過有效的處理，便直接向大氣排放，使得空氣與環(huán)境的質(zhì)量受到嚴(yán)重的損害，也對(duì)區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展造成極為消極的影響?；诖?，本文通過對(duì)化工企業(yè)的有機(jī)廢氣種類與廢氣污染現(xiàn)狀進(jìn)行簡要的說明，同時(shí)，對(duì)化工企業(yè)有機(jī)廢氣進(jìn)行處理時(shí)采取的主要方式進(jìn)行簡單的論述，并對(duì)化工企業(yè)有機(jī)廢氣污染有效的預(yù)防措施與未來發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析說明，以供相關(guān)人士的交流與分析。

關(guān)鍵詞：化工企業(yè);有機(jī)廢氣整治;技術(shù)分析與研究

隨著化工企業(yè)的快速發(fā)展，化工企業(yè)所排放的有機(jī)廢氣也隨之增加。而現(xiàn)階段，化工企業(yè)對(duì)廢氣污染物的排放控制具有一定的缺陷，且監(jiān)管力度不足，使得大量有機(jī)廢氣沒有經(jīng)過有效的處理，便被排放到空氣當(dāng)中，嚴(yán)重?fù)p害了大氣質(zhì)量，并對(duì)區(qū)域環(huán)境造成了極為嚴(yán)重的影響。同時(shí)，也對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展提出了挑戰(zhàn)。因此，優(yōu)化有機(jī)廢氣的處理技術(shù)，加大對(duì)有機(jī)廢氣處理與排放的有效控制，具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。我國為改善大氣生態(tài)環(huán)境也提出了藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)的行動(dòng)計(jì)劃。

1 精細(xì)化工企業(yè)有機(jī)廢氣的種類概述

化工行業(yè)中所排放的有機(jī)廢氣，具有排放量大、所含污染物種類較多、對(duì)環(huán)境污染極為嚴(yán)重的等特點(diǎn)。有機(jī)廢氣的種類主要有含氮有機(jī)廢氣、含硫有機(jī)廢氣以及碳?xì)溆袡C(jī)廢氣。

1.1 含氮類有機(jī)廢氣

會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染的含氮類有機(jī)廢氣主要是指一氧化氮與二氧化氮，這兩種含氮類氣體會(huì)對(duì)大氣的對(duì)流層產(chǎn)生極大的危害。一氧化氮的主要來源是化石燃料的使用，比如汽車、飛機(jī)等動(dòng)力機(jī)械在進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，石化燃料在提供能量時(shí)所產(chǎn)生的;部分一氧化氮來自自然界，如閃電、火災(zāi)，或是自然界中的硝化作用等。含氮類的有機(jī)污染氣體，會(huì)對(duì)空氣的氣體比例產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，進(jìn)而造成環(huán)境污染[1]。

1.2 含硫類有機(jī)廢氣

有機(jī)廢氣中的含硫類化合物主要包括：硫化氫、二氧化硫、硫酸、硫酸鹽類化合物以及有機(jī)硫氣溶膠等。這類廢氣的主要來源是，金屬在進(jìn)行冶煉時(shí)，含硫礦物質(zhì)的分解與燃燒。此外，含硫類的非金屬物質(zhì)在強(qiáng)光與高溫的作用下，會(huì)與有機(jī)氣體產(chǎn)生反應(yīng)，所形成烷烴、烯烴等物質(zhì)會(huì)對(duì)大氣環(huán)境造成更為嚴(yán)重的污染。

1.3 碳?xì)浠衔镱愑袡C(jī)廢氣

碳?xì)浠衔?，也可稱為烴類;這類物質(zhì)由碳、氫兩種原子所組成。其主要來源為自然界。其中烷烴、烯烴、芳香烴以及含氧烴等，會(huì)對(duì)大氣造成極為嚴(yán)重的污染與侵害。盡管這些烴類物質(zhì)并未對(duì)人的健康造成較為顯著的侵害，但其卻是光化學(xué)污染中的重要組成部分，在對(duì)環(huán)境造成一定污染的同時(shí)，也會(huì)對(duì)人造成嚴(yán)重的損害[2]。這類物質(zhì)在汽車尾氣中的含量也較高，沒有經(jīng)過充分燃燒的烷烴氣體，在排放到空氣中后，會(huì)對(duì)臭氧層造成侵害，并對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染問題。

2 精細(xì)化工企業(yè)有機(jī)廢氣污染現(xiàn)狀

2.1 精細(xì)化工行業(yè)有機(jī)廢氣整治存在的問題

2.1.1 能源與資源的效用沒有得到高效的發(fā)揮

新階段，一部分化工企業(yè)仍遵循著“先污染，再治理”的工作方式。在進(jìn)行治理時(shí)，只注重整體治理過程中的起點(diǎn)與末端，沒有將生產(chǎn)與污染進(jìn)行有效的關(guān)聯(lián)，只將生產(chǎn)過程與污染治理看作各自獨(dú)立的工作過程。出現(xiàn)這一問題的主要原因是，部分廢氣處理的投資較大，運(yùn)作成本也較高，這使化工企業(yè)的成本加大，因此面對(duì)治理工作，部分化工企業(yè)并不積極，進(jìn)而導(dǎo)致治理的結(jié)果無法達(dá)到預(yù)期。

2.1.2 化工行業(yè)發(fā)展迅速

隨著化工行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，使化工企業(yè)的數(shù)量在不斷地增加，企業(yè)的規(guī)模也在不斷地?cái)U(kuò)大，化工技術(shù)也得到了前所未有地飛速發(fā)展。而與此同時(shí)，化工廢氣的排放，使環(huán)境污染問題日益嚴(yán)峻，并對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的破壞。

2.2 化工有機(jī)廢氣污染突出的問題

化工有機(jī)廢氣污染主要突出的是兩方面問題：首先，由于現(xiàn)階段，可以對(duì)液體物料、廢氣進(jìn)行有效收集的化工企業(yè)較少;這導(dǎo)致漏氣的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，且無法對(duì)廢氣進(jìn)行有效地收集。其次，化工廢氣的治理設(shè)備較為落后，使部分廢氣的處理效果不理想。部分化工企業(yè)的有機(jī)廢氣處理步驟較為簡單，且缺少相匹配的設(shè)施，導(dǎo)致廢氣處理的效果不理想。

在實(shí)際的有機(jī)廢氣治理過程中，對(duì)有機(jī)廢氣治理的技術(shù)要求較高;因?yàn)樗欧诺膹U氣中含有較多種類的污染物，在對(duì)其進(jìn)行處理時(shí)需同時(shí)采取多項(xiàng)技術(shù)，在整體上對(duì)廢氣進(jìn)行綜合治理。化工廢氣難治理的最為主要的一項(xiàng)原因是，缺乏完善、統(tǒng)一的廢氣污染防治規(guī)范，造成監(jiān)管各環(huán)節(jié)缺少理論與依據(jù)的支持。一些企業(yè)的廢氣治理標(biāo)準(zhǔn)以及措施毫無章法，缺少科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募夹g(shù)指導(dǎo)，導(dǎo)致廢氣治理無法達(dá)標(biāo)。

2.3 部分監(jiān)測(cè)工作人員的專業(yè)素質(zhì)較低

當(dāng)前，化工企業(yè)的廢氣監(jiān)測(cè)工作還沒有引起人們足夠的重視，這使企業(yè)以及相關(guān)單位的投入力度較小。相關(guān)監(jiān)測(cè)工作人員缺少必要的崗位與職業(yè)培訓(xùn)，且其專業(yè)知識(shí)與實(shí)踐的水平較低，所以廢氣監(jiān)測(cè)的專業(yè)綜合素質(zhì)偏低，從而導(dǎo)致部分化工企業(yè)的廢氣監(jiān)測(cè)效率較低。造成這一狀況的本質(zhì)原因在于，化工企業(yè)以及相關(guān)的機(jī)構(gòu)對(duì)廢氣監(jiān)測(cè)工作缺乏有效的管理，同時(shí)也表明現(xiàn)階段的廢氣監(jiān)測(cè)技術(shù)比較落后。

3 化工企業(yè)對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行處理時(shí)采取的主要方式

3.1 利用吸收法，對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行處理

吸收法處理所應(yīng)用的原理是，利用吸收劑與有機(jī)廢氣進(jìn)行充分地接觸，利用物理或化學(xué)的方式，對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行有效的凈化。這一處理方法可分為化學(xué)、物理吸收法。物理吸收法是利用物質(zhì)相似相容的原理，將有害氣體溶于吸收劑當(dāng)中，借此使有機(jī)廢氣得到有效的凈化。比如，水可以作為吸收劑對(duì)部分有害物質(zhì)進(jìn)行吸收，如甲醇[3]。在實(shí)際利用的過程中，吸收法不僅可以對(duì)氣體污染物進(jìn)行有效地轉(zhuǎn)化，還可以將污染物轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏玫漠a(chǎn)品?，F(xiàn)階段，這一技術(shù)已然越加成熟，在設(shè)計(jì)、操作等方面，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。由于這一治理方式具有極強(qiáng)的適用性，因此在實(shí)際的治理工作中被應(yīng)用的較多。但是，由于有機(jī)廢氣通常在水中的溶解性較差，吸收法的應(yīng)用并不廣泛。

3.2 利用吸附法，對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行處理

吸附法的原理是通過多孔固體吸附劑，對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行物理處理，將有害成分有效地轉(zhuǎn)移至吸附劑表面，從而達(dá)到對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行凈化的目的。這是一種物理處理方式，并具有可逆性，可逆過程為脫附。當(dāng)所吸附的物質(zhì)達(dá)到一定程度時(shí)，需要對(duì)其進(jìn)行脫附處理，從而使吸附劑可以循環(huán)使用。吸附劑具有內(nèi)表面積大、吸附率高的特征。在其進(jìn)行吸附時(shí)，吸附效果由不僅與自身的性質(zhì)有關(guān)，也受廢氣種類、濃度和性質(zhì)的影響。

活性炭是一種較為常用的吸附劑，它的內(nèi)部有著大量的細(xì)孔且內(nèi)表面積較大，使活性炭自身的吸附容量較大;同時(shí)，其吸附量也與需要進(jìn)行吸附的物質(zhì)性質(zhì)有關(guān)。在對(duì)低濃度的有機(jī)廢氣進(jìn)行處理時(shí)，吸附的凈化率較高，可以達(dá)到90%以上，因此這也是一種較為常用的廢氣處理方法之一。以活性炭為例，這種吸附劑可以對(duì)氯乙烯、乙醚、甲苯和苯等物質(zhì)進(jìn)行吸附處理。吸附處理技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)是，對(duì)廢氣的處理效率較高，凈化較為徹底，吸附劑的損耗較低?，F(xiàn)階段的吸附工藝較為成熟，被應(yīng)用的范圍也較廣。但吸附技術(shù)也存在一定的缺點(diǎn)：比如吸附劑如果不能進(jìn)行及時(shí)的回收處理，極易造成二次污染，甚至廢氣中的有機(jī)成分使吸附劑成為嚴(yán)重的污染物，進(jìn)而使治理成本增加。

3.3 利用熱破壞法，對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行處理

熱破壞法也被稱為燃燒法，利用高溫對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行熱裂解或氧化?，F(xiàn)階段，這一方法是進(jìn)行有機(jī)廢氣處理的主要方式。以燃燒類型為依據(jù)，熱破壞法技術(shù)可分為催化或直接燃燒兩種方法。直接燃燒是指，在650℃～850℃的范圍內(nèi)進(jìn)行燃燒;利用直接燃燒法處理有機(jī)廢氣，可以促使其生成CO2與H2O等無害的物質(zhì);這一處理方法，使有機(jī)廢氣的處理效率達(dá)到99%左右。催化燃燒法則是指，利用催化劑對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行處理，這是利用催化劑提高有機(jī)反應(yīng)的速度對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行處理;這一方式的處理效果在90%～99%。一般可以用貴金屬或非貴金屬作為催化劑：貴金屬催化劑的特點(diǎn)是，燃點(diǎn)低、低溫時(shí)的催化劑活性較高，缺點(diǎn)是價(jià)格較為昂貴，耐熱性較差;非金屬催化劑的種類較多，較為常用的有鹽酸鋁類和稀土等，因有機(jī)廢氣中的雜質(zhì)較多，在利用催化劑時(shí)，常有中毒的情況發(fā)生。而可能會(huì)導(dǎo)致催化劑中毒的物質(zhì)有鹵素、鋅、錫、磷、鉛、砷、汞等物質(zhì);這些物質(zhì)在進(jìn)行燃燒時(shí)，會(huì)促使物質(zhì)生成有機(jī)物，并粘在催化劑表面，導(dǎo)致催化劑的活性喪失。因此，在對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行處理時(shí)，催化劑的選取較為重要。

3.4 利用生物處理技術(shù)，對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行處理

生物處理技術(shù)，是指利用微生物分解的作用，將廢氣中的有害物質(zhì)進(jìn)行分解處理，產(chǎn)生較為簡單的無機(jī)物，這一技術(shù)的本質(zhì)是，將有害的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無害的無機(jī)物，也就是對(duì)有機(jī)廢氣中的微生物進(jìn)行處理。在特定的環(huán)境中，部分微生物可以將有機(jī)廢氣中的有機(jī)成分轉(zhuǎn)化為能源，以維持自身正常的生命活動(dòng);同時(shí)，對(duì)相關(guān)的物質(zhì)進(jìn)行分解，產(chǎn)生CO2與H2O。利用微生物對(duì)廢棄物進(jìn)行處理，具有較長歷史?，F(xiàn)階段，生物處理技術(shù)在對(duì)化工有機(jī)廢氣進(jìn)行處理時(shí)，有機(jī)廢氣所需要的生物處理裝置主要有：生物洗滌塔、濾池以及滴濾池。這一處理方式的優(yōu)點(diǎn)是操作簡便;其缺點(diǎn)是抗沖擊能力較差，微生物對(duì)生長環(huán)境具有極為嚴(yán)格的要求。

4 對(duì)化工企業(yè)有機(jī)廢氣污染進(jìn)行有效的預(yù)防措施

首先，增強(qiáng)執(zhí)法的力度，提高相關(guān)的違法成本。要對(duì)化工企業(yè)的有機(jī)廢氣排放進(jìn)行有效的控制與治理，應(yīng)具備的先決條件是增強(qiáng)對(duì)有機(jī)廢氣排放的打擊力度，提高有機(jī)廢氣違規(guī)排放的懲罰成本。相關(guān)的執(zhí)法部門以及有關(guān)單位、組織需要改變過去的“以GDP增長為先”的落后發(fā)展觀，做到有法可依、有法必依、執(zhí)法必嚴(yán)、違法必究的執(zhí)法原則，對(duì)化工企業(yè)的有機(jī)廢氣排放進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控，要對(duì)化工企業(yè)的負(fù)責(zé)人進(jìn)行教育，使其對(duì)違規(guī)排放有機(jī)廢氣的影響與后果有充分的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，要對(duì)執(zhí)法不嚴(yán)的個(gè)人以及部門依法進(jìn)行追責(zé)處理。

其次，開展全程的有機(jī)廢氣治理工作，使廢氣處理的及時(shí)性得到保障。開展全程的治理工作，就是對(duì)化工企業(yè)的所有生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行整體的治理，從廢氣的生產(chǎn)源頭進(jìn)行及時(shí)的整治，借此迅速有效的對(duì)廢氣污染進(jìn)行處理，使有機(jī)廢氣的治理效果達(dá)到優(yōu)化。

5 有機(jī)廢氣處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

5.1 添加了新的組合流程對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行處理

在化工行業(yè)中，有機(jī)廢氣的成分比較復(fù)雜，需要經(jīng)過較多的廢氣處理程序，才能使廢氣得到有效的處理。但是在一道工序中，理論上只可以對(duì)一種污染物，或是幾種性質(zhì)相近的污染物進(jìn)行有效的處理。因此，在對(duì)廢氣處理技術(shù)進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)對(duì)多種處理工序進(jìn)行調(diào)整與組合，制定一個(gè)可以對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行有效處理的合理工序流程。例如，在對(duì)揮發(fā)性有機(jī)化合物進(jìn)行處理時(shí)，在對(duì)其進(jìn)行催化燃燒處理前，需要對(duì)化合物中可能會(huì)使催化劑中毒的成分或元素進(jìn)行處理;而在利用生物技術(shù)對(duì)廢氣進(jìn)行處理時(shí)，需要避免抑制微生物生長的物質(zhì)出現(xiàn)，這是保證生物技術(shù)可以充分發(fā)揮自身作用的前提。

5.2 將有機(jī)廢氣的處理重心向前移動(dòng)

當(dāng)前，對(duì)生產(chǎn)過程的末端進(jìn)行處理，仍是對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行處理的主要方式。而隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，處理重心向前移動(dòng)，也逐步演變?yōu)橐环N新的廢氣處理發(fā)展趨勢(shì)。例如，采用硫轉(zhuǎn)移催化劑的方式，可以使催化裂化再反應(yīng)，無需進(jìn)行脫硫處理，進(jìn)而滿足了SO2的排放要求。在煉油--化工一體化的技術(shù)中，不但可以使原油得到高效、充分的利用，降低了揮發(fā)性有機(jī)化合物的排放量。同時(shí)，利用低芳烴、低硫等具有環(huán)保性質(zhì)的燃料，可以降低汽車尾氣的處理工序。因此，利用向前移動(dòng)廢氣處理的重心，可以有效地提高能源的使用效率，推廣清潔生產(chǎn)的一種方式。

6 結(jié)束語

綜上所述，合理利用自然資源，并對(duì)環(huán)境進(jìn)行有效的綜合治理，是保障社會(huì)、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要施措之一。在對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行處理時(shí)，應(yīng)對(duì)其成分、濃度以及有效的處理方式進(jìn)行充分的考慮與分析，并對(duì)技術(shù)（下轉(zhuǎn)第73頁）（上接第70頁）的成熟性、經(jīng)濟(jì)性等多方面進(jìn)行綜合的考量。同時(shí)，需要對(duì)有機(jī)廢氣的處理方式進(jìn)行更為深入的研究與推廣，以促進(jìn)相關(guān)的技術(shù)得到充分的發(fā)展。對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行高效的收集與處理，減少有機(jī)廢氣的污染，并降低資源的投入量，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的可持續(xù)發(fā)展。

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作者簡介：

石曉慧（1986- ），女，漢族，遼寧省遼陽市人，大學(xué)本科學(xué)歷，中級(jí)職稱（工程師），從事化工工藝設(shè)計(jì)和配管工作。