化工廢氣治理技術(shù)研究進(jìn)展

王夢(mèng)喬

摘要：化工廢氣排放量大，廢氣污染物種類多、且經(jīng)常伴有有毒有害物質(zhì)排放，廢氣治理是化工企業(yè)急需解決的重要問(wèn)題。本文將探討目前國(guó)內(nèi)外常見的廢氣處理技術(shù)的特點(diǎn)和適用條件，以供相關(guān)從業(yè)人員參考。

關(guān)鍵詞：化工企業(yè)廢氣;物理-化學(xué)法;生物法

化工業(yè)是經(jīng)濟(jì)必不可少的重要組成部分，隨著現(xiàn)代生活總體水平的提高，化工業(yè)也在一直發(fā)展。在發(fā)展的同時(shí)，其產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題也很突出，化工企業(yè)的廢氣主要來(lái)源于產(chǎn)品制造過(guò)程中原料發(fā)生的物理化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生和原料儲(chǔ)存、使用過(guò)程中的揮發(fā)。產(chǎn)生量大，種類多，毒性大是化工行業(yè)廢氣的顯著特點(diǎn)。如何高效、經(jīng)濟(jì)的處理化工廢氣，成為急需解決的重要問(wèn)題。經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)外科研人員多年深入廣泛的研究，現(xiàn)今較成熟的的化工廢氣處理技術(shù)有物理化學(xué)法和生物法。

一、物理-化學(xué)法

在化工企業(yè)傳統(tǒng)的廢氣處理工藝中，往往采用物理化學(xué)原理進(jìn)行廢氣處理。該方法對(duì)凈化中高濃度污染廢氣有效。通過(guò)研發(fā)過(guò)程和具體應(yīng)用，吸附法、吸取法、焚燒氧化法等特定廢氣處理技術(shù)現(xiàn)已逐步形成。

1.吸附法

吸附法處理廢氣原理是利用多孔固體（吸附劑）對(duì)氣體中不同組分吸附能力的差異，促使氣態(tài)污染物富集于吸附劑表面。吸附分成化學(xué)吸附以及物理吸附，一般以一種為主，也可能兩種吸附同時(shí)發(fā)生。影響吸附的因素包括吸附劑種類、廢氣溫度、濕度、多種污染物競(jìng)爭(zhēng)吸附、吸附劑的再生性能等。廢氣經(jīng)吸附劑的富集濃縮，經(jīng)脫附后得到高濃度的廢氣，便于進(jìn)行下一步的焚燒處理或冷凝回收。同時(shí)，脫附后的吸附劑得到了再生。目前，最廣泛使用的吸附劑是活性炭和分子篩，以及轉(zhuǎn)移速度更快、吸附容量更高的高分子合成材料。

2.吸收法

吸收法廣泛用作化工企業(yè)的廢氣處理，一般是利用氣態(tài)污染物在液體中的溶解能力及或吸附劑與氣態(tài)污染物的化學(xué)反應(yīng)來(lái)達(dá)到分離凈化污染物的目標(biāo)。在化學(xué)工業(yè)中，常用水、酸、堿或有機(jī)溶劑等液態(tài)物質(zhì)吸收廢氣，根據(jù)廢氣污染物的不同化學(xué)性質(zhì)，利用水吸收去除廢氣中的易溶于水物質(zhì)，利用酸/堿吸收去除廢氣中的堿/酸性物質(zhì)。把吸收法當(dāng)作預(yù)處理工藝，可以有效降低后續(xù)處理設(shè)施的電壓。

3.冷凝法

在化工產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中往往會(huì)使用較多的有機(jī)溶劑，大部分會(huì)揮發(fā)到廢氣中，濃度較高，可以采用冷凝法對(duì)其進(jìn)行回收。冷凝法不宜處理較低濃度的有機(jī)廢氣，因此一般用在預(yù)處理中，廢氣中VOCs濃度越高，處理效果越好，但往往處理后的尾氣中濃度也較高，難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，需要與其他工藝串聯(lián)使用。

4.焚燒氧化法

一般用于處理化工行業(yè)排放的不具有回收利用價(jià)值有機(jī)廢氣，特別是有毒有害廢氣，有機(jī)物完全燃燒會(huì)產(chǎn)生二氧化碳和水成分，同時(shí)可以大量釋放熱量，熱能可回收利用。該方法凈化徹底，對(duì)化工企業(yè)的一些特殊廢氣處理產(chǎn)生了積極的影響。在特定工藝的研發(fā)過(guò)程中，已經(jīng)逐漸開發(fā)摻入各種催化劑以通過(guò)優(yōu)化辦法前提來(lái)提高效益。催化燃燒可以提高焚燒的去除效率，降低焚燒溫度，減少能耗。蓄熱式熱氧化焚燒爐（RTO）也普遍應(yīng)用于化工企業(yè)的廢氣治理中，通過(guò)回收熱量，能夠降低運(yùn)行成本。采用RTO處理有機(jī)廢氣去除效率高，一般用在末端處理工藝中，去除率可在95%～99%，但對(duì)進(jìn)入RTO中的含鹵（尤其是含氯物質(zhì)）廢氣量需要嚴(yán)格控制，以免生成較多的二噁英，增加后續(xù)處理難度。

二、生物法

近些年來(lái)，生物法愈來(lái)愈多地應(yīng)用于化工業(yè)的廢氣處理過(guò)程。該方法主要利用微生物將廢氣中的有毒污染物代謝成簡(jiǎn)單的低分子物質(zhì)。生物法處理廢氣有很多有優(yōu)點(diǎn)，例如成本低、污染小、處理量大等，因此得到了眾多科研人員的深入研究和開發(fā)。目前比較成熟的生物處理廢氣技術(shù)有生物吸收法、生物濾池等。

1.生物吸收法

又稱生物洗滌，在生物吸收過(guò)程中，生物懸浮液在壓力下噴灑，廢氣污染物進(jìn)入水相。汲取了廢氣中有害物的混合液可以在活性污泥池中取得重新充分利用，廢氣中的污染物可以通過(guò)廢水池中的懸浮活性污泥的吸附作用和代謝作用被去除和降解。生物吸收法適合處理水中溶解度較高、生物降解速率低的氣體，適用于濃度高、氣量小的場(chǎng)合。

2.生物過(guò)濾

生物過(guò)濾法主要是將提前加濕的化工廢氣通入生物濾池，在濾池中通過(guò)有機(jī)堆肥等具有生物活性的填料層的去除作用，可以把化工廢氣中的有毒、有害污染物存留在生物層中。在廢氣通入生物濾池的過(guò)程中，生物層中的微生物對(duì)于污染物的吸附降解，促使產(chǎn)生的小原子無(wú)害物質(zhì)從生物濾池頂部吸出。李清雪等利用生物濾池法對(duì)二甲苯廢氣進(jìn)行了研究，在實(shí)驗(yàn)溫度為20～30℃，吸入空氣中二甲苯濃度為200～800mg/m，濃度為6.2～24.7mg/L·h，時(shí)間為117秒，劑量為40L/h的條件下，去除率可達(dá)74%～100%。生物濾池較為適用于濃度低、氣量小、濃度波動(dòng)較大的廢氣，應(yīng)用較為廣泛。

結(jié)束語(yǔ)

化工行業(yè)的廢氣的有效處理仍是一個(gè)重要的環(huán)境難題，面對(duì)廢氣中復(fù)雜的污染物，單一去除工藝難以達(dá)到理想的去除效果。面對(duì)復(fù)合污染物時(shí)，需要選用不同的工藝進(jìn)行組合，發(fā)揮不同工藝的特點(diǎn)，研究不同的組合下，化工廢氣的去除效果。同時(shí)，需要關(guān)注廢氣治理的技術(shù)可靠性和經(jīng)濟(jì)可行性，選擇技術(shù)和經(jīng)濟(jì)最優(yōu)的處理工藝來(lái)進(jìn)行處理。廢氣污染的治理仍然是一個(gè)長(zhǎng)期的挑戰(zhàn)，需要對(duì)廢氣處理工藝進(jìn)行不斷的研究和優(yōu)化。

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