化學(xué)工程與工藝中的綠色化工技術(shù)解析

申思遠

摘 要：在我國社會不斷進步的過程中，化學(xué)工程發(fā)展速度非常快，嚴重破壞了自然環(huán)境，對以人為本理念的可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)造成了很大的阻礙。此種情況下，化學(xué)工程工藝中，綠色化工技術(shù)的應(yīng)用勢在必行。隨著焦化工業(yè)的發(fā)展，對焦化環(huán)保的要求也越來越高，國內(nèi)焦化企業(yè)中，在焦爐的裝煤和出焦時的除塵及焦化污水深度處理等技術(shù)，取得了多項實用技術(shù)及成果。

關(guān)鍵詞：化學(xué)工程;工藝;綠色化工技術(shù)

1 裝煤煙塵治理

目前，常用的焦爐裝煤煙塵控制技術(shù)有高壓氨水噴射控制技術(shù)，雙集氣管及跨越式消煙，夏爾克技術(shù)，車載式消煙除塵車，裝煤地面站以及搗固焦爐爐頂?shù)南麩煶龎m車等方法。不同企業(yè)應(yīng)依據(jù)自身特點采用不同的控制方法，我公司用2.2MPa的高壓氨水進行噴射，在橋管處產(chǎn)生較大的負壓，將裝煤過程中的煙塵和煤粉吸入集氣管，實現(xiàn)了裝煤煙塵的有效治理。該技術(shù)簡單實用，爐頂區(qū)排入大氣的污染物可達國家允許的排放標準。

2 干熄焦技術(shù)

濕法熄焦會將大量的熄焦蒸汽直接排入大氣，蒸汽中含有酚、氫、硫化氫、粉塵等多種污染物。此外，濕法熄焦還會讓紅焦與水發(fā)生部分水煤氣反應(yīng)，使焦炭的氣孔結(jié)構(gòu)、冷熱強度等變差，影響焦炭質(zhì)量，如某鋼焦化根據(jù)焦爐生產(chǎn)能力，裝備了處理量190t/h的干熄爐，同時配套蒸汽壓力9.81MPa的高溫高壓干熄焦鍋爐及25MW抽氣凝氣發(fā)電機組。系統(tǒng)投產(chǎn)后，噸干熄焦可產(chǎn)生壓力為9.81MPa的蒸汽0.55～0.6t，噸焦發(fā)電量達128kWh，不僅回收了紅焦顯熱，減少了環(huán)境污染，還提高了焦炭的質(zhì)量水平。

3 推焦煙塵的治理

當前，國內(nèi)推焦除塵主要采用干式地面站。近年來，又出現(xiàn)了濕式地面站、裝煤與推焦二合一的車載式除塵車等。某集團6座焦爐選用了1套干式推焦除塵地面站工藝和2套濕式推焦地面站工藝。濕式推焦除塵地面站，在進入除塵器之前的部分與干式推焦地面站基本相同，推焦時，依靠除塵罩、接口翻板閥，將煙氣導(dǎo)入到吸塵干管，依靠風(fēng)機的吸力，將煙塵吸入到洗凈塔除塵，除塵后煙氣經(jīng)煙囪外排。由于系統(tǒng)阻力較小，故除塵風(fēng)機相對于干式地面站而言，可選用功率小一點的風(fēng)機，實現(xiàn)節(jié)能，降低運行費用。

4 廢氣的治理

4.1 反應(yīng)器尾氣的治理

我公司用尾氣洗凈塔對苯酐尾氣進行洗滌后排入大氣。在苯酐裝置剛投產(chǎn)時，廢氣夾帶有少量苯酐，形成新的污染，后來我公司自行設(shè)計出一套苯酐尾氣治理設(shè)備，在尾氣塔上安裝冷凝捕霧設(shè)備，能夠?qū)⒈紧矚庵?5%的苯酐回收，大大改善了環(huán)境。

4.2 各類槽放散氣體的回收

煤氣凈化回收車間的各類槽體較多，有焦油槽、氨水槽、粗苯洗油槽、粗苯中間槽、脫硫反應(yīng)槽、磷酸槽等，這些槽體都設(shè)有放散管，原來進行貯槽操作時放散管打開，由于環(huán)保的要求，現(xiàn)在各槽體放散管上安裝專用管道，逸散廢氣進行回收處理，大大減少了有毒有害氣體的逸散，改善了生產(chǎn)車間的操作環(huán)境。

4.3 焦爐荒煤氣的治理

通過加強焦爐的操作管理，控制集氣管道壓力在相對穩(wěn)定的范圍內(nèi)，基本杜絕了焦爐爐門和爐蓋的冒煙現(xiàn)象。在鼓風(fēng)機故障或者檢修時，打開焦爐雙集氣管上的點火裝置將荒煤氣點火焚燒。

5 焦化污水的生物脫氮

根據(jù)生物脫氮工藝中好氧、厭氧、缺氧等反應(yīng)裝置的不同配置，焦化污水的生物脫氮工藝可分為＼O、A＼OO及SBR-A等3種。

A＼O生物脫氮工藝。該工藝是最早的焦化污水生物脫氮工藝，也稱全程硝化E反硝化生物脫氮或硝酸型反硝化工藝。該工藝具有如下特點：①利用污水中的碳作為反硝化時的電子供體，無需外加碳源;該工藝屬于硝酸型反硝化脫氮，即污水中的氨氮在O段被直接氧化為硝酸鹽氮后，回流到A段進行反硝化，故工藝流程短;②運行穩(wěn)定，管理方便;③A＼OO生物脫氮工藝。A＼O生物脫氮工藝的成功運行表明，該工藝在技術(shù)上是穩(wěn)定可靠的，出水水質(zhì)可達到地方或國家的污水排放標準。而在A＼O工藝基礎(chǔ)上開發(fā)的A＼OO工藝，即短程硝化、反硝化工藝或亞硝酸型反硝化生物脫氮工藝，也稱節(jié)能型生物脫氮工藝。某化工公司將A＼0工藝改為A＼OO工藝后，不但提高了污水的處理效果，而且降低了運行成本。

A＼OO工藝還具有如下特點：①將亞硝化過程與硝化過程分開進行，并用經(jīng)亞硝化后的硝化液進行反硝化脫氮;②反硝化仍利用原污水中的碳，但和A＼O工藝相比，反硝化時可節(jié)碳40%，在C＼N比一定的情況下可提高總氮的去除率;③需氧量可減少25%左右，動力消耗低;④堿耗可降低20%左右，降低了處理成本;⑤可縮短水力停留時間，反應(yīng)器容積也可相應(yīng)減少;⑥污泥量可減少50%左右;⑦SBR-A＼OO（序批式）生物脫氮工藝。在穩(wěn)態(tài)情況下硝酸菌和亞硝酸菌是同時存在的，對于連續(xù)流A＼OO生物脫氮工藝，由于亞硝化過程受諸多因素的影響，要使硝化過程只進行到亞硝酸鹽階段而不再進入硝酸鹽階段，并達到較高的亞硝化率，其要求的控制條件較高，若控制不當，則難以實現(xiàn)亞硝化脫氮。因此，為控制亞硝化率，將A＼OO工藝中的亞硝化段在SBR操作方式下運行，故稱為SBR-A＼OO工藝。試驗結(jié)果表明，當亞硝化階段以SBR方式運行時，可有效控制亞硝化率，并且可簡化控制過程。

6 結(jié)語

綜上所述，新時期，社會經(jīng)濟發(fā)展中，化工生產(chǎn)產(chǎn)生的有害物質(zhì)，也會嚴重污染到自我環(huán)境，不利于社會和諧發(fā)展。因而，要深入研發(fā)綠色化工技術(shù)，應(yīng)用并充分發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢，有效控制環(huán)境污染問題，提高資源綜合使用效率，為化工行業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。