化工生產(chǎn)過(guò)程中的尾氣處理工藝技術(shù)探析

吳 彤，王 倩，解 歡

（山東省生態(tài)環(huán)境規(guī)劃研究院，山東 濟(jì)南 250000）

由于我國(guó)社會(huì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提升，為了使我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境可以協(xié)調(diào)發(fā)展，除了要出臺(tái)更多的環(huán)境保護(hù)政策外，還要提升化工生產(chǎn)中尾氣的處理質(zhì)量。對(duì)于化工生產(chǎn)尾氣而言，其不僅污染危害性大，而且由于尾氣中含有大量的硫化物、氮化物等有害氣體，如果直接排放到室外環(huán)境中，將會(huì)給周邊環(huán)境帶來(lái)極大的安全威脅。所以，化工企業(yè)要做好尾氣處理工作，利用現(xiàn)代化的尾氣處理工藝使尾氣達(dá)到國(guó)家要求的排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)促進(jìn)我國(guó)化工行業(yè)發(fā)展以及改善環(huán)境質(zhì)量均可起到積極的作用。

1.尾氣處理工藝技術(shù)的基本概述

在化工企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，由于存在大量的化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致尾氣中硫化物、氮化物的含量比較大，所以為了使尾氣具備排放條件，需要采用尾氣回收裝置對(duì)尾氣進(jìn)行處理，將其中的有害氣體去除干凈，待檢測(cè)達(dá)標(biāo)后便可排放到大氣環(huán)境當(dāng)中。尾氣處理技術(shù)的應(yīng)用，可以有效改善化工企業(yè)周邊的大氣環(huán)境質(zhì)量，而且也符合環(huán)境保護(hù)政策的要求，對(duì)促進(jìn)化工企業(yè)發(fā)展有著極其重要的意義。

2.化工生產(chǎn)過(guò)程中常見(jiàn)的尾氣處理方案

常見(jiàn)的尾氣處理方法：在化工產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，化工企業(yè)會(huì)在反應(yīng)流程中添加許多化學(xué)原料，導(dǎo)致產(chǎn)生的尾氣中含有大量有毒、有害的成分，如果僅使用一種處理方法，則會(huì)大大提升處理難度，而且處理效果也十分有限。因此，需要對(duì)化工生產(chǎn)過(guò)程中的尾氣處理進(jìn)行系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，將多種處理手段以組合的方式進(jìn)行運(yùn)用，從而實(shí)現(xiàn)提升尾氣處理質(zhì)量的目的。下面將對(duì)常見(jiàn)的尾氣處理方法進(jìn)行闡述。

冷凝法：大量的硫化物會(huì)在化工生產(chǎn)階段生成，尾氣中的硫化物不僅會(huì)危害環(huán)境，而且對(duì)人體健康造成極大的負(fù)面影響，需要采取有效的措施將硫化物從尾氣中去除干凈?，F(xiàn)階段，冷凝法在處理硫化物時(shí)取得了不錯(cuò)的效果，在處理高濃度硫化物尾氣過(guò)程中可以廣泛使用冷凝法。在冷凝作用下，作為一種高沸點(diǎn)的有機(jī)物質(zhì)，硫化物會(huì)在低溫環(huán)境下出現(xiàn)相變，使得尾氣中的硫化物可以容易脫除、回收。在應(yīng)用冷凝法過(guò)程中，冷凝溫度要根據(jù)硫化物在尾氣中的沸點(diǎn)高低來(lái)進(jìn)行確定，有助于提升硫化物的處理效果。如果硫化物在尾氣中的占比比較低，則冷凝法的作用將會(huì)大打折扣。

連續(xù)熱燃燒法：作為一種廣泛應(yīng)用的處理措施，連續(xù)熱燃燒法在應(yīng)用過(guò)程中需要將尾氣與蓄熱間進(jìn)行連接，并將加熱裝置設(shè)計(jì)在連接區(qū)域，通過(guò)加熱尾氣使尾氣中的化學(xué)物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，起到初步剝離的作用。當(dāng)尾氣進(jìn)入到蓄熱間后，蓄熱間的溫度會(huì)持續(xù)上升，尾氣會(huì)在連續(xù)燃燒效應(yīng)的作用下，加快其中內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)的燃燒速度，進(jìn)一步加劇氧化反應(yīng)的表現(xiàn)程度，從而達(dá)到尾氣處理的目的。與其他處理方法相比，連續(xù)熱燃燒法由于需要配置一定數(shù)量的蓄熱間，所以應(yīng)用成本比較高。在應(yīng)用連續(xù)熱燃燒法時(shí)，加熱溫度不得小于760℃，尾氣在經(jīng)過(guò)處理后會(huì)形成二氧化碳與水，所以不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。

直接燃燒法：與其他尾氣處理方法相比，直接燃燒法操作簡(jiǎn)單，尾氣處理效率高，缺點(diǎn)則是能耗大，需要花費(fèi)較多的處理費(fèi)用。在尾氣收集技術(shù)的幫助下，將尾氣輸送至高溫燃燒室，尾氣在以天然氣或煤油燃燒所形成的高溫環(huán)境下進(jìn)行燃燒，使得尾氣中的有害物質(zhì)得到充分的氧化，從而達(dá)到凈化尾氣的目的。通過(guò)對(duì)各種處理技術(shù)的處理效率進(jìn)行對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，直接燃燒法的處理效率最高，但是由于需要耗費(fèi)較多能源，所以當(dāng)需要處理濃度比較大的尾氣時(shí)，可以使用直接燃燒法。

水、堿處理法：所謂水、堿處理法，指的是利用水、堿與尾氣中的有害物質(zhì)發(fā)生中和反應(yīng)，使尾氣中的有害物質(zhì)得到最大限度的處理。當(dāng)尾氣與水、堿充分接觸后，水、堿會(huì)與尾氣中的有機(jī)物質(zhì)相互融合，并生成酸鹽類固態(tài)物質(zhì)，通過(guò)收集固態(tài)物質(zhì)實(shí)現(xiàn)對(duì)尾氣的凈化處理。

尾氣處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)：在處理尾氣過(guò)程中，除了要使用上述處理技術(shù)外，還需要針對(duì)尾氣的化學(xué)特性，對(duì)尾氣處理系統(tǒng)進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì)，方可使尾氣處理技術(shù)的效用最大限度地發(fā)揮出來(lái)。尾氣處理設(shè)計(jì)系統(tǒng)可以分為三個(gè)子系統(tǒng)，即：尾氣分類系統(tǒng)、尾氣搜集系統(tǒng)與尾氣循環(huán)利用系統(tǒng)，下面將對(duì)此詳細(xì)敘述。

尾氣分類系統(tǒng)：在尾氣中含有比較復(fù)雜的化學(xué)物質(zhì)，并且不同尾氣處理方法在適用范圍上存在不同，不可直接使用。因此，在對(duì)尾氣進(jìn)行處理前，需要將尾氣進(jìn)行分類，隨后再輸送到不同的處理系統(tǒng)當(dāng)中，有助于提升尾氣處理效果。所以，尾氣分類系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是提升整個(gè)尾氣處理效果的關(guān)鍵一環(huán)。一般來(lái)說(shuō)，在化工生產(chǎn)系統(tǒng)中，由于各生產(chǎn)系統(tǒng)所用的化學(xué)物質(zhì)存在差異，所以為了提升分類效果，需要在化工生產(chǎn)系統(tǒng)中放置尾氣分類裝置，從而提升尾氣分類的效果。尾氣分類系統(tǒng)與處理系統(tǒng)之間要用專用管道進(jìn)行連接，確保分離出的尾氣可以快速地進(jìn)入到尾氣處理系統(tǒng)當(dāng)中。

尾氣搜集：所謂尾氣搜集，指的是為了提升尾氣的處理效率，需要將尾氣搜集裝置設(shè)計(jì)在尾氣處理系統(tǒng)中，作為其中一個(gè)系統(tǒng)模塊來(lái)增強(qiáng)尾氣處理系統(tǒng)的處理效果。在設(shè)計(jì)尾氣搜集系統(tǒng)時(shí)，需要對(duì)尾氣排放通道的走向進(jìn)行確定，隨后使用排氣設(shè)施將尾氣排放到要點(diǎn)的區(qū)域，從而確保尾氣可以得到有效的搜集。

尾氣循環(huán)利用系統(tǒng)：盡管尾氣處理工藝獲得了高速發(fā)展，但是仍然無(wú)法將尾氣中的有害物質(zhì)全部清除干凈。如果直接將尾氣排出，將會(huì)嚴(yán)重影響空氣環(huán)境質(zhì)量。因此，在設(shè)計(jì)尾氣處理系統(tǒng)時(shí)，為了降低尾氣排放量，則需要對(duì)尾氣循環(huán)利用系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，而且也有助于起到節(jié)能降耗的作用。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以將處理后的尾氣進(jìn)行集中，作為燃燒氣體得到再次利用。

3.提升化工生產(chǎn)過(guò)程中的尾氣處理技術(shù)應(yīng)用水平的措施

為了提升化工生產(chǎn)過(guò)程中尾氣處理的質(zhì)量，確保處理后的尾氣符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)要求，需要化工企業(yè)采取科學(xué)合理的措施來(lái)提升尾氣處理技術(shù)的應(yīng)用水平。

規(guī)范尾氣處理技術(shù)的工藝流程：在尾氣處理過(guò)程中，需要使用有針對(duì)性的催化劑對(duì)尾氣中的有害物質(zhì)進(jìn)行處理，使其轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)，從而使尾氣具備排放條件。因此，在處理尾氣過(guò)程中，為了提升尾氣處理質(zhì)量，最為關(guān)鍵的工作在于對(duì)處理流程進(jìn)行嚴(yán)格把控，規(guī)范尾氣處理技術(shù)的工藝流程，采取合適的處理方法或者處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)尾氣的高效處理。另外，由于尾氣處理流程比較復(fù)雜，需要對(duì)每個(gè)處理流程進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)的把控，確保尾氣分類、搜集以及加熱等處理工藝可以得到嚴(yán)格控制，為提升尾氣處理效果奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

注意控制裝置升溫與氧含量的濃度：在使用尾氣處理裝置前期階段，裝置中的氧氣含量要控制在合適范圍；如果處理裝置經(jīng)過(guò)檢修后再次開(kāi)始升溫，則為了避免氧氣與催化系統(tǒng)殘留的硫化鐵發(fā)生自燃，則需要將氧含量控制在小于1%的范圍。另外，為了使燃燒氣體可以得到完全燃燒，需要在分析燃料氣體量的基礎(chǔ)上，將低壓水蒸氣與燃燒氣體進(jìn)行混合，有助于提升燃燒氣體的燃燒效率。在裝置升溫階段，需要在燃燒出口位置進(jìn)行采樣化驗(yàn)，根據(jù)采樣結(jié)果來(lái)適當(dāng)控制風(fēng)量，防止碳析現(xiàn)象發(fā)生。

空氣及酸性氣體的配比控制：處理裝置中的空氣含量與酸性氣體進(jìn)料量要嚴(yán)格控制，確保兩者可以達(dá)到平衡狀態(tài)，有助于提升酸性氣體的轉(zhuǎn)化效率。在尾氣處理過(guò)程中，首先要對(duì)酸性氣體的含量進(jìn)行測(cè)量分析，隨后根據(jù)測(cè)量結(jié)果，確定空氣的吹入量，使兩者可以充分地發(fā)生反應(yīng)，提升尾氣處理效果。與此同時(shí)，在化工尾氣分液罐上，需要將硫化氫與二氧化硫的在線比值清楚地標(biāo)注出來(lái)，隨后檢測(cè)二氧化硫與其他硫化物的濃度，根據(jù)濃度分析結(jié)果，調(diào)整風(fēng)量控制系統(tǒng)的運(yùn)行功率，確保硫化氫與二氧化硫的在線比值可以控制在標(biāo)準(zhǔn)要求的界限之內(nèi)。酸性氣體在引入前，要對(duì)氣體的構(gòu)成情況充分分析，從而合理調(diào)配氣與風(fēng)的比值。在處理尾氣時(shí)，注意根據(jù)燃燒情況可以對(duì)配風(fēng)微調(diào)閥進(jìn)行靈活調(diào)整，使“氣/風(fēng)比”處于最佳范圍，增強(qiáng)尾氣的燃燒效率，確保尾氣處理效果符合排放標(biāo)準(zhǔn)。

高溫?fù)胶祥y的使用注意事項(xiàng)：高溫?fù)胶祥y的作用是進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，一般來(lái)說(shuō)，高溫?fù)胶祥y最大的開(kāi)度是10%，如果開(kāi)啟過(guò)大，將會(huì)使汽包的操作壓力快速上升，影響系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。因此，在控制高溫?fù)胶祥y時(shí)，只允許在3%-10%的范圍內(nèi)進(jìn)行開(kāi)啟，以免影響尾氣的處理效率。

尾氣處理裝置的維護(hù)保養(yǎng)：在化工生產(chǎn)階段，尾氣的處理無(wú)疑是整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，所以為了提高尾氣處理效果，除了要使用合理的尾氣處理工藝外，還要加強(qiáng)對(duì)尾氣處理裝置的維護(hù)與保養(yǎng)力度，確保尾氣處理裝置可以長(zhǎng)期保持良好的運(yùn)行狀態(tài)。如果對(duì)尾氣處理裝置維護(hù)、保養(yǎng)不當(dāng)，則會(huì)導(dǎo)致尾氣處理效果下降，影響化工企業(yè)生產(chǎn)效率與經(jīng)濟(jì)效益。因此，在維護(hù)與保養(yǎng)過(guò)程中，有關(guān)人員應(yīng)密切留意尾氣處理裝置的工作狀態(tài)，實(shí)施定期養(yǎng)護(hù)作業(yè)，做好故障隱患排查工作，確保尾氣處理系統(tǒng)中的各個(gè)子系統(tǒng)具備良好的工作條件。

尾氣處理工藝的技術(shù)優(yōu)化方法：尾氣處理工藝技術(shù)的應(yīng)用，可以有助于降低有害氣體的排放量，對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量具有十分重要的作用，社會(huì)效益十分顯著。對(duì)于化工生產(chǎn)行業(yè)而言，為了滿足社會(huì)對(duì)化工產(chǎn)品的需求，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，需要大力對(duì)尾氣處理技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用研究，使其可以滿足不同化工生產(chǎn)工藝的尾氣處理要求，提升有害物質(zhì)的去除效率。所以，化工企業(yè)要在科學(xué)研究方面投入大量資金，對(duì)當(dāng)前運(yùn)行的尾氣處理系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，并不斷借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的尾氣處理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)化工生產(chǎn)中的尾氣處理工藝技術(shù)進(jìn)行全面優(yōu)化，在保證尾氣處理效果的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)降低能耗以及提升化工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目的。

4.結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)化工產(chǎn)品需求的不斷上漲，我國(guó)近年來(lái)在化工生產(chǎn)領(lǐng)域投入了大量的建設(shè)資金。對(duì)于化工企業(yè)而言，除了要生產(chǎn)高質(zhì)量的化工產(chǎn)品外，還肩負(fù)著保護(hù)生態(tài)環(huán)境的使命。因此，為了解決好化工生產(chǎn)階段的尾氣排放問(wèn)題，要求化工企業(yè)從技術(shù)角度出發(fā)，加快尾氣處理工藝技術(shù)的應(yīng)用研究速度，合理控制尾氣處理工藝流程，不斷地在原有尾氣處理工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，從而實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量完成尾氣處理工作的目標(biāo)，對(duì)保護(hù)我國(guó)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量具有十分深遠(yuǎn)的意義。