工業(yè)有機(jī)廢氣熱氧化技術(shù)研究進(jìn)展

趙潔

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的繁榮發(fā)展與不斷進(jìn)步，環(huán)境污染問題也愈發(fā)嚴(yán)重，有機(jī)化工企業(yè)生產(chǎn)過程中排放的廢氣大多是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、有毒有害的污染物質(zhì)，會(huì)對(duì)大氣造成嚴(yán)重污染。為此，工業(yè)有機(jī)廢氣的處理也成為了現(xiàn)階段急需解決的問題。進(jìn)行有機(jī)廢氣處理時(shí)，應(yīng)借助熱氧化技術(shù)實(shí)現(xiàn)廢氣的無害化處理，從而進(jìn)一步推動(dòng)生態(tài)文明建設(shè)。

關(guān)鍵詞：工業(yè)有機(jī)廢氣;熱氧化技術(shù);研究進(jìn)展

引言：

有機(jī)化工企業(yè)排放廢氣中的主要組成因素是具有揮發(fā)性的有機(jī)化合物，若不對(duì)其進(jìn)行無害化處理，不僅會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，還會(huì)在一定程度上影響社會(huì)人民群眾的日常生活質(zhì)量與生命財(cái)產(chǎn)安全，同時(shí)也會(huì)引發(fā)一定的資源浪費(fèi)想象?；谝陨锨闆r，需做好工業(yè)有機(jī)廢氣的無害化處理。

1.熱氧化法的概述

熱氧化法也被稱為燃燒法，是指在特定的溫度條件下讓工業(yè)廢氣與氧氣發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)，在有機(jī)物燃點(diǎn)溫度下對(duì)其有機(jī)物裂解氧化，最終生成水與二氧化碳等物質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)廢氣的無害化處理。熱氧化處理技術(shù)中最為常見的廢氣處理裝置為間壁式、直接燃燒式以及蓄熱式等，可有效改善廢氣污染問題，為后續(xù)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)治理工作的開展奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。

2.有機(jī)廢氣熱氧化法的工作原理

2.1直接燃燒技術(shù)

直接燃燒技術(shù)是最為典型，也是最為基礎(chǔ)的工業(yè)有機(jī)廢氣無害化處理方式，通常情況下，將有機(jī)廢氣作為燃燒原料來進(jìn)行直接燃燒，具有較強(qiáng)的適用性，但相關(guān)設(shè)備儀器的操作較為復(fù)雜，需要投入一定的人力財(cái)力資源。直接燃燒技術(shù)的綜合熱效率較差，極容易產(chǎn)生氮氧化物導(dǎo)致造成廢氣的二次污染現(xiàn)象。若工業(yè)有機(jī)廢氣的溫度達(dá)到了一定的燃燒條件可選擇直接燃燒法。

2.2蓄熱式熱氧化技術(shù)

蓄熱式熱氧化技術(shù)可保證工業(yè)有機(jī)廢氣達(dá)到氧化時(shí)的溫度，是利用蓄熱體自排除燃燒區(qū)的氣體當(dāng)中吸收并存儲(chǔ)熱量并在轉(zhuǎn)變流向后釋放出熱量，基于此可有效減少輔助燃料的使用量，降低一定的資源投入，減少其工程造價(jià)，在一定程度上保證了企業(yè)單位的經(jīng)濟(jì)收益。

蓄熱式熱氧化技術(shù)的自動(dòng)化水平較高，一般應(yīng)用于氣體濃度范圍2-8g/m?，且大風(fēng)量的工業(yè)有機(jī)廢氣處理過程，能夠?qū)崿F(xiàn)有機(jī)廢氣的無害化處理。若廢氣的濃度超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，RTO裝置則不需要添加輔助燃料。與直接燃燒技術(shù)相比，蓄熱式熱氧化技術(shù)的便捷性與安全性、穩(wěn)定性較高，可以節(jié)省一定程度的能源消耗。

2.3蓄熱式催化氧化技術(shù)

蓄熱式催化氧化技術(shù)能夠使工業(yè)有機(jī)廢氣可在低溫的條件下發(fā)生氧化反應(yīng)，與蓄熱式熱氧化技術(shù)具有一定的相似性，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大多相同。唯一不同的一點(diǎn)是，蓄熱式催化氧化技術(shù)為了讓有機(jī)物有效的附著于催化劑表面，在蓄熱層面上多設(shè)置了催化床層，從而有效降低了氧化過程中所需要的催化劑。

3.熱能回收及熱氧化器類型

3.1直接燃燒式熱氧化器

直接燃燒式熱氧化器又被稱之為后燃器，其設(shè)備簡(jiǎn)單，所需要的相關(guān)資源也最為節(jié)省，可適用于任何類型的OC，VOC去除率高達(dá)99%以上，由混合區(qū)、助燃?xì)庖约叭紵胰糠謽?gòu)成，為最終的化學(xué)反應(yīng)提供充足空間。其中，石油烴與天然氣都可作為直接燃燒式熱氧化器的輔助燃料使用，可起到預(yù)熱VOC氣體的作用。

同時(shí)，直接燃燒式熱氧化器本身并不配備余熱回收系統(tǒng)，由于直接燃燒式熱氧化器的VOC廢氣進(jìn)口溫度較高，爐身溫度與操作溫度極高，燃燒室出來的廢氣溫度也更高，可達(dá)到800℃左右，工作人員需采取科學(xué)合理的方式來回收其中的熱量做其他用途，若不對(duì)其熱量加以回收，直接燃燒式熱氧化器的運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)來說則較大。

3.2間壁式熱氧化器

間壁式熱氧化器是將金屬制成的換熱器設(shè)置在燃燒室的排氣端口，在熱氧化裝置中設(shè)置間壁式換熱器，其排出的高溫氣體的熱量可傳遞待處理的VOC工業(yè)有機(jī)廢氣，即進(jìn)口處的低溫氣體，待預(yù)熱后再發(fā)生氧化反應(yīng)。通常情況下，間壁式熱氧化器嘗試用板式換熱器，可盡可能的多回收大部分熱能，常規(guī)的管式換熱器的熱能回收率在50%左右，而板式換熱器的熱能回收率能夠達(dá)到70%，具有再循壞的經(jīng)濟(jì)優(yōu)點(diǎn)以及較高的性價(jià)比，促進(jìn)企業(yè)單位經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的提升。

在設(shè)計(jì)中，工作人員若采用單流徑的設(shè)計(jì)方式可增加間壁式熱氧化器安裝的緊密度，使其能夠順利的設(shè)置于滑道。當(dāng)VOC含量處于穩(wěn)定的較高狀態(tài)時(shí)，其系統(tǒng)的實(shí)際價(jià)值可發(fā)揮到最大效益;當(dāng)VOC含量處于穩(wěn)定性較差且含量較低的狀態(tài)時(shí)，工作人員需及時(shí)添加適當(dāng)?shù)妮o助燃料，同時(shí)也要高度重視氮氧化物的生成量，避免不必要的氮氧化物處理裝置的設(shè)置。

同時(shí)，間壁式熱氧化器的操作溫度一般規(guī)定為750℃以內(nèi)，避免其自燃問題的出現(xiàn)，在工藝設(shè)計(jì)中，需采用更高程度的湍流以及更長(zhǎng)的停留時(shí)間。若處理的是含氯化合物，企業(yè)單位需使用耐酸耐熱的材料制作工藝，提升其安全性與穩(wěn)定性。

3.3蓄熱式熱氧化器

蓄熱式熱氧化器又被稱為換熱床，具有一定的特殊性，可在熱氧化裝置中設(shè)置熱交換器對(duì)工業(yè)有機(jī)廢氣進(jìn)行預(yù)熱處理，在預(yù)熱之后方可開始氧化反應(yīng)。一個(gè)蓄熱式熱氧化器一般應(yīng)安裝兩個(gè)或多個(gè)換熱床，廢氣所含熱能被吸收儲(chǔ)存用來加熱下一循環(huán)的工藝廢氣，廢氣溫度也因此下降。同時(shí)，氣流控制閥使進(jìn)出口氣體按既定方式交替在兩個(gè)換熱床中進(jìn)出，氣流控制閥切換的時(shí)間間隔為1-3分鐘，因此具有壓降較低的優(yōu)勢(shì)以及一定的成本優(yōu)勢(shì)，能夠達(dá)到能量回收的目的。對(duì)在換熱床上積累的VOC有機(jī)廢氣，為使可冷凝性有機(jī)化合物被徹底焚燒掉，工作人員可增強(qiáng)床溫功能。此外，若工藝廢氣中VOC含量足夠高，則無需輔助燃料來助燃。

結(jié)束語：

總而言之，隨著社會(huì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，熱氧化技術(shù)是現(xiàn)階段十分重要的工業(yè)廢氣的無害處理方式，除此種方式以外還有化學(xué)、物理以及生物處理方式。在熱氧化技術(shù)處理期間，工作人員需根據(jù)VOC廢氣的排放情況，科學(xué)合理的選擇熱氧化處理技術(shù)，從而提高廢氣處理的環(huán)境效益，促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的有序開展。

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