技术:炼油企业恶臭废气治理技术(精选3篇)
恶臭作为一种环境公害,在世界范围内受到越来越多的关注。在日本,恶臭投诉仅次于噪声,占环保投诉案件量的第二位。石油炼制是一个恶臭污染较重的行业,近年来,我国炼油企业恶臭扰民案件迅速上升,有的恶臭污染甚至酿成公害事件,受到国家环保局查处。因此,开展炼油企业恶臭污染控制治理十分必要。
1、炼油厂恶臭污染物及其控制标准
恶臭是刺激人的嗅觉器官、引起不愉快或厌恶、损害人体健康的气味。抚顺石油化工研究院(简称FRIPP)在对多家炼油企业的恶臭污染调查中,曾测定、检出过硫化氢、甲硫醇、乙硫醇、甲硫醚、乙硫醚、二硫化碳、二甲二硫、氨、甲胺、二甲胺、三甲胺、苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、苯酚、甲酚、总硫、总烃、C1~C8。烃等物质和项目,可以将这些恶臭污染物归类为硫化物、烃类、氨、有机胺等。
我国炼油企业要控制上述恶臭污染物,应同时执行《恶臭污染物排放标准》(GBl4554-93)和《大气污染物综合排放标准》(GBl6297-1996)。
2、炼油厂恶臭污染源及其综合治理技术
炼油工业的恶臭污染源有10多种,其污染类型及治理技术有:
2.1碱渣湿式氧化脱臭
催化汽油碱渣、液态烃碱渣含有高浓度Na2S和有机硫化物(盐),pH>12,传统的处理方法是加酸调节pH到中性,进污水处理场处理。在碱渣加酸调pH过程中,产生高浓度H2S气体,极易造成恶臭污染和中毒事件。
2000年,FRIPP开发的碱渣湿式氧化处理技术通过了中石化组织的技术鉴定。这项技术能够在150~200℃,0.9~3.2MPa,用空气中的氧将碱渣中的硫化钠和有机硫化物氧化为硫酸钠,将部分有机物氧化为H2O和C02,脱除COD,防止碱渣中和处理时产生H2S恶臭气体。目前,这项技术已在国内近20家企业应用。
2.2焦化冷焦水密闭冷却循环使用
从焦化塔排出的冷焦水温度可达85℃以上,含有挥发烃、重油和焦粉等,按传统处理方法,冷焦水经过隔油池、敞开式空气凉水塔冷却到约50℃,返回焦化塔循环使用。其中,在隔油池或敞开式空气冷却过程中,散发出大量的恶臭气体,严重污染环境。
中石化组织华东理工大学等参与开发的冷焦水密闭处理技术,能够有效控制恶臭污染。这项技术的特点为:
(1)采用“高温水一低温水混合注水技术”,即把部分经过冷却处理的冷焦水注入高温来水中,控制水温在70℃以下,然后一起进入冷焦水隔油池或储罐,减少恶臭气体散发;
(2)在隔油池或储罐中,采用重力分离方法除去比水重的焦粉并去除一部分吸油后密度减小的焦粉和一部分浮油;
(3)采用旋流分离器强化分离密度接近于水的那部分焦粉和大量的重油;(4)用密闭式空气冷却器取代敞开式空气凉水塔,消除冷却过程的恶臭污染。目前,该技术已在近30套大型延迟焦化装置上推广应用。
2.3常减压“三顶气”压缩进瓦斯管网
中石化某分公司加工高硫原油后,其常减压蒸馏装置的“三顶气”排放量大幅度增加,减顶气不能完全进入加热炉作为燃料燃烧,剩余部分只能放空,对周围环境造成严重恶臭污染。
2005年,该分公司采取措施,将初馏塔顶提压至0.28MPa,尽量回收液态烃,同时确保初顶气直接进入系统瓦斯线去脱硫;将常顶气、减顶气用螺杆压缩机提压至0.20MPa进瓦斯线去脱硫,消除了减顶气直接排放造成的恶臭污染。
2.4污水处理场恶臭气体治理
石化污水处理场是重要的恶臭气体散发源,散发的恶臭污染物有硫化氢、有机硫化物、氨和挥发性有机物(VOC)等,按污染物浓度高低,可以将污水场恶臭气体划分为以隔油池废气为代表的高浓度恶臭气体和以曝气池废气为代表的低浓度恶臭气体。
为治理隔油池、调节池、浮选池、污油罐等散发的高浓度恶臭气体,FRIPP开发了“脱硫及总烃浓度均化—催化燃烧”处理技术。这项技术,采用多功能吸附剂,将废气中的绝大部分硫化物吸附脱除,防止催化燃烧催化剂中毒;通过多功能吸附剂对烃类化合物的吸附/解吸,使不断波动的有机物浓度得到稳定化处理;采用蜂窝状Pt/Pd贵金属催化剂,在反应器入口温度200~300℃,床层空速20000~40000h-1条件下,废气中的非甲烷总烃可以从2000~8000mg/m3降到l20mg/m3以下,净化气体无不良气味,符合GBl4554—93和GBl6297—1996排放标准。目前,该技术已在中石化广州分公司等6家企业推广应用。
为治理曝气池等散发的低浓度恶臭气体,FRIPP先后开发了适用于不同工况的洗涤—活性炭吸附法、生物滤塔法、吸附浓缩—催化燃烧法专利技术。
洗涤—活性炭吸附法,以污水场净化水或碱液为吸收剂,洗涤脱除废气中的水(碱)溶性污染物,不溶性的烃类化合物进入活性炭床层吸附去除。这种方法,可以将废气中总还原性硫化物(TRS)降到5mg/m3以下,将非甲烷总烃降到50mg/m3以下。饱和活性炭用120℃以上的高温蒸汽再生,重复使用。
生物滤塔法,以泥炭、活性炭、空心塑料球等为生物载体,接种微生物,通过控制适宜的温度、湿度和营养成分等,使填料上形成适宜的微生物群落,在恶臭气体通过生物填料床层时,利用微生物的新陈代谢达到脱臭目的。在镇海炼化污水场A/O池上进行的试验表明,硫化氢、甲硫醇、二甲二硫的去除率90%~l00%,苯系物去除率95%以上,净化气体达标排放。
在有隔油池等高浓度气体“脱硫及总烃浓度均化—催化燃烧”处理装置的情况下,FRIPP建议采用吸附浓缩—催化燃烧法处理曝气池等低浓度气体。即来自曝气池等散发的低浓度恶臭气体,首先采用污水场的废水(可调PH)洗涤,脱除硫化物、氨、酚等污染物,洗涤水进污水处理场处理;洗涤净化气再进活性炭罐吸附脱烃,饱和活性炭用来自催化燃烧装置的高温净化尾气再生,高温净化尾气携带再生脱附的烃类化合物进催化燃烧装置处理。
2.5酸性水罐和含硫油罐排放气的安全、控制和治理
酸性水,又称含硫含氨污水,通常夹带一定量的油品进入储罐,从储罐排出的恶臭气体中含有硫化氢、有机硫化物、氨、烃类化合物、水蒸气和空气。
恶臭污染比较严重的含硫油罐包括半成品油罐和污油罐,这类油罐排放的气体中主要含有硫化氢、有机硫化物、烃类化合物和空气。
恶臭气体中的硫化物能够与储罐内壁上的铁反应生成硫化亚铁,在空气和烃类化合物存在下,可能发生硫化亚铁自燃导致储罐爆炸。
为保障酸性水罐和含硫油罐的安全使用、减少和治理恶臭气体排放,FRIPP开发了如下技术:
(1)采用罐内惰性气体保护,保障酸性水罐和含硫油罐的使用安全。根据企业的实际情况,惰性气体可以是氮气、硫磺装置的SCOT尾气或经过净化处理的烟气。
(2)采取措施,减少恶臭气体排放。减排措施包括:
a)脱气罐。在酸性水进储罐之前,先进脱气罐,脱除在较高压力下溶于含硫污水中的硫化氢、低碳烃,气体排人低压瓦斯管网。
b)建立罐区罐顶气连通管网和缓冲罐。当一个罐进料,而另一个罐出料时,这两个罐之间通过管道和缓冲罐形成气体“呼”与“吸”的关系,减少废气排放量。c)控制来料温度,进入储罐的含硫污水或油品温度高,物料蒸气压就大,挥发排放的大气污染物就多,因此,降低来料温度将减少废气排放量。一般应在产生含硫污水或油品的车间将它们的温度冷却到45℃以下。
d)保持含硫污水在适当的pH值,通过控制污水中的氨与硫化氢的比例或加入适量氢氧化钠控制含硫污水的pH,可以减少硫化氢和氨的挥发量。
e)拱顶罐改为浮顶罐,拱顶罐改为浮顶罐,或罐区气体缓冲罐为浮顶气柜,可减少废气排放量。
(3)采用洗涤—冷凝—吸附工艺处理酸性水罐排放的恶臭气体。从酸性水罐排出的恶臭气体,首先进入洗涤器,用氨水或氢氧化钠溶液吸收脱除硫化氢,当吸收液中含有氧化剂时,能够同时脱除有机硫化物;从洗涤器排出的气体进入氨蒸发冷凝器,冷凝脱水和部分烃类化合物,液氨来自酸性水汽提装置的氨压缩机系统,蒸发产生的氨再返回去压缩循环;从冷凝器排出的气体进入活性炭床层吸附处理,净化气体达标排放,饱和活性炭用6~8kg/cm2过热水蒸汽再生,再生气冷凝为油—水两相,进酸性水罐,不凝气低压瓦斯管网。
(4)含硫油罐排放气处理。根据恶臭气体组成,含硫油罐排放气可选用吸附或洗涤一吸附等组合工艺。
2.6轻质油品装车过程的油气减排和回收 轻质油品、芳烃装车过程,易散发大量油气。液下装车、在油罐与槽车之间安装回气管路可以减少油气排放;针对不同的工况,排放的油气可以分别采用吸附法、吸收法、冷凝法和膜法回收,相对而言,前3种技术更成熟,在国内外应用也更多。目前,中石化组织开发的活性炭吸附法、专用溶剂吸收法都已实现工业应用;FRIPP设计开发的三级冷凝油气回收装置正在进行工业化应用试验,冷凝温度分别为一级4℃,二级—25℃,三级“—60℃,油气浓度30%~60%(V),以C3~c3组分为主,油气回收率80%~95%。
2.7汽油氧化脱硫醇尾气治理
汽油氧化脱硫醇尾气恶臭污染严重,它含有高浓度挥发性有机物、二甲二硫等有机硫化物、氧气和氮气,不能进瓦斯管网,进焚烧炉也有回火爆炸的危险,因此,国内炼油厂大多直接排放或高架排放。
为治理汽油氧化脱硫醇尾气和液态烃氧化脱硫醇尾气,FRIPP和中石化沧州分公司合作开发了“冷凝油气回收-不凝气蓄热燃烧”处理技术,建成尾气处理量200m3/h的工业化试验装置,工业化试验表明,冷凝油气回收率可达80%—90%,每天可回收轻质馏分油l~2t,不凝气油气浓度l%~3%,不凝气与适量空气混合一起进入蓄热燃烧装置处理,净化气体总烃浓度50~100mg/m3,符合GBl4554—93和GBl6297—1996排放标准。
2.8克劳斯尾气催化焚烧处理
克劳斯硫回收工艺尾气中含有一定量的硫化氢和有机硫化物,从安全和满足恶臭污染物排放标准的角度,必须焚烧后才能排放。
尾气焚烧有热焚烧和催化焚烧两种工艺。热焚烧温度650~850℃,燃料消耗较多,能耗高,操作条件不易控制,易发生炉膛超温、炉体变形事故,焚烧炉寿命较短。催化焚烧温度300~400℃,能耗和操作费用节约近50%,是一种安全、节能的新技术。目前,国内普遍采用热焚烧技术,国外法国石油研究院(IFP)、壳牌(Shell)和法国罗纳一普朗克公司都有催化焚烧技术,应用壳牌(Shell)技术的催化焚烧装置有30多套。
FRIPP开发的FCl—xx克劳斯硫回收尾气催化焚烧催化剂,能够在反应温度350℃、空速6000h-
1、水蒸汽3%~5%(v/v)、过氧系数1.5~2.0、硫化氢进气浓度约2000mg/L、羰基硫进气浓度约700mg/L时,硫化氢转化率>99.9%,二氧化硫生成率为70%~80%,羰基硫浓度不超过150mg/L时,其转化率高于70%。净化气体达标排放。
2.9设备和管阀件泄漏检测维修程序
Exxon公司的统计表明,炼油厂设备和管阀件泄露排放的挥发性有机物(VOC)占其VOC排放总量的40%~60%,常见的泄露点包括阀、泵、法兰、接头等,泄漏排放的污染物中相当一部分属于恶臭污染物。泄露是随机的,极少重复发生,目前国内还是通过人工肉眼观察来发现泄漏现象并进行处置。
在美国,已经建立了标准化的设备和管阀件泄漏检测维修程序(缩写LDAR),它有传统LDAR和SmartLDAR两种,传统LDAR采用EPA方法21(挥发性有机物泄露检测),用手持式仪器(如有机蒸汽分析仪、有毒蒸汽分析仪、光离子检测器等)定期检测每个部件;现行惯例是每个季度巡检一次,根据泄漏的污染物浓度、执行的维修等级和泄漏部件,决定是否处置和采用何种处置方式。
目前,FRIPP和中石化金陵分公司正在参照美国标准,建立我国炼油企业的LDAR,并将在金陵分公司1~2个恶臭污染严重的车间进行应用示范。
2.10停工检修恶臭污染控制和治理
众所周知,炼油厂停工检修过程易发生恶臭污染事故,目前,国内企业通过建立停工检修恶臭污染控制制度,注意施工期天气状况,吹扫蒸汽进冷凝器处理,使用专用溶剂清洗等措施来减少恶臭气体排放。对检修过程中,因为蒸汽吹扫、蒸罐或热空气吹扫而产生的恶臭气体,FRIPP正在开发移动式(冷凝、吸收、吸附、催化燃烧)处理装置,可用于不同企业、不同装置的停工检修过程。
3、结语
十年来,我国开发应用的炼油企业恶臭污染综合治理技术有:碱渣湿式氧化、焦化冷焦水密闭冷却、常减压“三顶气”压缩进瓦斯管网、污水处理场废气催化燃烧、轻质油品装车过程油气减排和冷凝回收、酸性水罐和含硫油罐排放气洗涤—冷凝—吸附、汽油氧化脱硫醇尾气冷凝回收油气—不凝气蓄热燃烧等;正在研究开发的有克劳斯硫回收尾气催化燃烧、设备和管阀件泄漏检测维修程序(LDAR)等。
近年来, 我国工业生产企业数量不断增多, 大气污染问题日益严重, 全国多地不断遭遇重霾天气的袭击, 且呈现出PM2.5浓度高、污染持续时间长、波及范围广等特点, 给民众生活造成严重影响。硫氧化物作为PM2.5的重要组成部分, 具有很强的毒性, 对人类健康、环境、生态及社会经济破坏很大。因此, 如何有效地削减硫氧化物的排放量, 保护大气环境质量已成为目前我国大气污染控制领域最紧迫的任务。
2 湿法烟气脱硫除尘技术
烟气脱硫工艺技术很多, 按脱硫方式分类, 主要包括:湿法脱硫和干法脱硫[1]。而湿法脱硫技术是目前世界上技术最成熟, 运行状况最稳定的脱硫工艺[2]。湿式脱硫除尘技术适用于大、中型工业锅炉烟气的除尘和脱硫[3]。目前, 主要的湿法烟气脱硫技术有:石灰石—石膏法、钠碱法、双碱法、氨法、金属氧化物吸收法等。
3 工程概况
佛山市某炼油加工生产企业, 年炼制生产能力60×104t。在其催化裂化生产过程中会产生大量的含硫废气 (由H2S、NH3、酚及烃类物组成) , 经燃烧炉燃烧后直接排放, 将对大气及周边区域造成环境污染。为改善大气质量, 满足目前的环保要求, 需有针对性地对产生的含硫废气进行脱硫除尘处理, 选用先进的脱硫除尘装置, 尽最大努力致力于含硫气体的减排。
4 工艺选定
根据建设规模、目标以及项目实施的主要原则, 基于旋流板塔湿法 (双碱法) 烟气脱硫工艺的优势有: (1) 脱硫效率高:系统在钙/硫为1.03时, 脱硫效率可达90%以上; (2) 双碱法脱硫技术成熟、运行可靠、可防止系统结垢, 应用广; (3) 适应于大、中、小各类重催炉和高硫燃料; (4) 副产物经脱水处理后可用于建材, 或采用抛弃法处理, 减少二次污染。结合工程的具体情况, 采用旋流板塔湿法 (双碱法) 烟气脱硫工艺, 以氢氧化钠为第一碱, 氧化钙为第二碱。
5 工艺介绍
5.1 反应机理
湿法脱硫是基于溶液中的碱性物质与溶解于水的气态二氧化硫 (SO2) 进行中和反应, 达到去除气态中SO2的目的。采用双碱法, 用石灰溶液吸收废气中的SO2, 吸收SO2后的吸收液送入循环沉淀池, 溶液经循环沉淀池沉淀后返回吸收塔循环使用。
5.2 工艺说明
烟气脱硫工程主要由脱硫剂系统、反应吸收塔系统、副产品处理系统、烟气系统、电气控制系统和补充水系统等辅助系统组成。
5.2.1 脱硫剂系统
脱硫剂系统的作用是为脱硫塔提供安全、可靠的脱硫液, 主要由石灰贮罐、变频调速螺杆秤、浆液制备槽、氢氧化钠罐、搅拌器等设备组成。
5.2.2 脱硫吸收系统
脱硫吸收系统是是脱硫系统的核心装置, 主要由吸收塔、循环泵等设备组成。
由于燃烧炉排出的烟气SO2含量比较高, 采用旋流板塔对烟气进行治理, 从热交换器出来的烟气先进入文丘里预处理器, 然后再切向进入脱硫除尘主塔, 主塔内设计多套分流装置, 经过初级净化的烟气旋转上升, 分流气动装置具有导向和接力作用, 利用烟气自身的动能产生气动分流, 液气两相充分接触, 进行传质反应, 烟气在塔内经过多级分流装置的脱硫除尘, 可确保脱硫除尘效率达到技术要求。
5.2.3 副产品处理系统
石膏脱水系统由再生池、氧化池、浓密机、卧螺机、渣浆泵等组成。主要是对脱硫产物进行脱水、干燥以及对系统所产生废水的处理排放等。
脱硫吸收系统排出的废液经过再生、氧化曝气后产生的脱硫石膏浆液经浓缩机初步沉淀, 再经渣浆泵打到卧螺机石膏脱水系统进行脱水, 借助于离心力原理, 石膏浆液被脱水后含水率低于40%, 可用汽车外运。浓密机的作用主要是石膏浆液的浓缩;进浓密机的废水含固量约为0.3%~0.5%, 从浓密机底部排出的石膏浆液浓度可达3%~5%, 石膏晶体粒径为10μm~100μm, 密度为2.3~2.4。
脱硫产品为石膏 (Ca SO4·2H2O) , 脱硫石膏可用于:生产石膏制品、作为水泥缓凝剂等用途或抛弃处理。
5.2.4 补充水系统
补充水采用工业水或循环冷却水及经过处理达到回用标准的排污水。补充水管将被设计保证脱硫系统的安全操作, 用于冲洗吸收塔、所有管道等。
5.2.5 烟道系统
燃烧炉后原有排烟烟道为烟气脱硫装置的旁路烟道。脱硫装置进、出口和旁路选用操作灵活和密封良好开启迅速的闸板门, 以满足旁路烟道的密封性和保证脱硫装置发生故障时不影响炼油系统的正常运行的要求。
5.2.6 监测控制系统
烟气脱硫系统控制部分将根据工艺专业和用户提出的热工检测自动控制要求进行设计。该项目控制系统根据工艺要求分为以下几个控制部分:反应塔核心控制部分、制浆系统控制等。
5.2.7 系统平衡
脱硫系统需补充新鲜水用于清洗除雾器及机泵的降温, 其回流水完全满足制浆用水, 多余水排入池沟, 相关的设备包括泵、阀门、池、搅拌器、管道都必须防腐。
6 实施效果
6.1 该公司炼油烟气脱硫净化装置, 设计脱硫效率达90%, 经脱硫后每年减少SO2排放量约1838t, 削减了SO2排放总量, 改善了当地大气环境, 具有显著的社会经济和环境效益。
6.2根据各种脱硫工艺的比较, 考虑投资、运行费用、技术的成熟可靠性, 采用旋流板塔湿法 (双碱法) 烟气脱硫工艺, 减少系统投资, 无外排水, 灰渣可直接出售给水泥厂, 无二次污染。
摘要:硫氧化物是PM2.5的重要组成部分, 是国家和地方政府减排和控制的重要指标。本文以佛山市某炼油厂的炼油废气的旋流板塔湿法脱硫改造为例, 从系统设计、工艺流程等方面对旋流板塔湿法脱硫技术进行介绍, 为中小型锅炉脱硫工程提供有利的借鉴。
关键词:硫氧化物,脱硫,旋流板塔湿法,炼油废气
参考文献
[1]张建斌, 马凯, 李强等湿法烟气脱硫技术.精细石油化工, 2004, 3, 24 (2) .
[2]严伟.浅谈湿法烟气脱硫技术.石河子科技, 2014, 4 (2) .
本论文主要介绍了工业废气中有机废气的来源及其危害,并对当前存在的废气治理技术进行了分析,研究不同技术所存在的优势和不足,文章最后对高效率的有机废气处理技术进行了介绍,展望未来有机废气治理技术的前景。
【关键词】工业废气;有机废气;废气治理
1、有机废气的来源及危害
随着石油化工行业的兴起和发展,人类所生存的环境就逐渐发生恶化,大气污染越发严重。
这就足以说明,石油化工行业在生产过程中排放的废气是大气环境污染的真凶。
这种废气排放量巨大,其中包含的有机物含量波动性大,是有毒气体,还可以燃烧,有些废气甚至有恶臭,废气的成分氯氟烃也是破坏臭氧层的罪魁。
除此以外,石化行业中的储存设备,印刷厂以及其它石化相关行业都是产生有机废气的源头。
面对大气质量的下降,环境的恶化,必须减少大气中的有机气体排放,这里面最有效的手段就是从源头入手,这也是最为经济的手段。
废气污染会导致环境恶化加重,而最终受害的是我们人类。
有机废气对人体的危害是多方面的,来自不同行业的有机废气所具备的毒性也是有所区别的,最常见的几种主要有机废气对人体的危害表现如下:苯类的有机气体会造成人体中枢神经系统的损害,高浓度的苯蒸气(含量达空气的2%)可导致急性中毒身亡。
多环芳烃具有强烈的致癌特性,属于严重污染物。
苯酸类有机气体会是蛋白质变性凝固,造成全身中毒。
腈类有机气体可导致呼吸问题,甚至窒息死亡。
硝基苯破坏神经系统,影响脏器功能。
有机磷化物会导致血液中胆碱脂酶的活性降低,发生功能性神经系统障碍。
在各种硫化有机物中,高浓度的硫醇是可能致命。
高浓度的含氧有机物环氧乙烷可致人死亡。
2、有机废气治理技术现状
目前而言,治理有机废气比较普遍的方法有吸附法、吸收法、氧化法等。
这些方法虽然目前使用广泛,不可回避一个问题是效率不高,经济性低,因此在有限的环境治理投入下,带来的环境改善效果也很有限。
2.1活性炭吸附法。
吸附是指液体或气体附着集中于固体表面的作用,一般的活性碳都能发生这种作用。
根据选取的吸附材料以及吸附机理的不同,吸附法又可分成化学吸附和物理吸附。
化学吸附利用的是疏水键去除有机污染物的,例如用酚醛树脂吸附剂去除邻苯二甲酸二甲酯类物质。
但是化学吸附剂,更多的是运用在去除水相污染物当中,用来去除有机废气的情况比较少见,究其原因是吸附剂与气体接触时间不够长,无法进行有效的反应,导致吸附效果达不到预期。
这就使得人们在实际生产中选择物理吸附材料处理有机废气,比如活性炭、沸石等。
选择这种孔状结构,比表面积大,物理吸附能力强的吸附剂符合去除有机气体的要求。
实验数据表明,纤维吸附材料与蜂窝状、颗粒状吸附材料相比,具备更快的传质速率,因此,常常选择纤维吸附材料,以提高去污效率。
2.2吸收法。
吸收法一般情况是指的是液体吸收法,其基本的原理是废气和吸收剂接触很充分,吸收剂对于有害物质进行吸收,再经过接吸收过程,从吸收剂中除去废气并提取吸收剂,这样就使得吸收剂能够被循环利用。
目前废气处理设备中喷淋装置是使用吸收的原理进行制作的。
物理吸收剂是利用的物质具备相似相容的物质特性,比如常见的吸收剂水,可以用于去除那些易溶于水的气体,像丙酮、甲醇、醚,但是对于水溶性差的物质水无法起到作用。
这就需要使用化学吸附的方法,其主要的原理是吸附剂上面的基团与有机废气发生,就当前国内外对吸收法的应用,可以获得以下经验总结。
一是国内外研究者研究了不同溶剂吸收法对各种有机废气污染成分的处理效果,吸收剂主要包括有机溶剂、表面活性剂和水,还包括新型环保型吸收剂环糊精;因此废气种类不同,采用的吸附剂的种类也就不同。
2.3催化氧化燃烧法。
对于处理那些有毒、有害、没有回收价值的气体,如VOCs,氧化法是最佳的处理手段。
该方法的基本原理是VOCs同氧气发生氧化反应生成水和二氧化碳,氧化反应就好比燃烧过程一样,最后得到的成分是对空气无害的水和二氧化碳。
通常采用以下两种方法促使氧化反应的顺利进行:一种是加热升温,即热氧化法,使得废气达到氧化反应必需的最低温度;另一种是催化氧化,催化氧化是指不改变反应的温度和压强,向反应环境中添加金属催化剂,例如Pt、Pd、Ni等,废气中的有机污染物同氧化剂发生的氧化反应,催化剂的存在可以大大降低催化燃烧所需要的温度。
如何获得高效的催化剂是催化氧化法的关键。
近些年来,人们一直致力与整体催化剂的研究,同颗粒状催化剂比较,其在传质、传热、压降性能等诸多方面表现出优点。
3、有机废气治理技术展望
相比传统的有机废气处理技术,因其存在诸多不足,随着近些年生物技术的发展,人们试图在新领域利用先进的生物技术治理有机废气,包括生物膜法和等离子分解法等。
3.1生物膜法。
人们利用自然界中的有机生物,特别是微生物降解过程来处理废物是一种优异的处理手段,我们知道采用生物膜法对有机污水进行处理已有超过一百年的历史,但是将其应用于工业废气处理,特别是净化有机废气却刚刚起步。
国内外对生物膜法处理有机废气的研究都处理理论实验阶段,尚未获得可以用于生产实践的技术,不过其广阔的前景已经被业界所看好,生物膜法是也是机废气治理研究的前沿性课题。
生物膜法治理有机废气是指将微生物培养在多孔性介质的表面,并让污染气体在填料床层中进行生物处理,可出去其中的大部分有机污染物,并使之在空隙中发生降解反应;孔隙中的微生物消耗掉空隙中的有机污染物,并降解成水、二氧化碳和中性的盐类。
3.2等离子体分解法。
利用等离子体分解法对氯氟烃进行分解的技术已经被用于工业生产了,该分解过程可以在短较短的时间内完成,而且对装置的规模没有要求,在小型装置内也可以处理大量的氯氟烃等气体。
等离子体分解法运行设备包含两个子系统,一个子系统是利用高频等离子体急速加热等离子体,使其温度在短时间内升高到约10000摄氏度,这就是超高温加水分解系统,这是利用等离子体的化学作用与水蒸气接触进行分解的原理。
另一个子系统是为了防止二恶英类的再度合成的排气急冷系统,其可以把高温分解的排气急速冷却到80°C以下。
组成一个完整的这种系统需要氯氟烃和水蒸气的供给装置和等离子体发生装置,还需要反应炉、冷却罐和排水处理装置等。
4、结语
有机废气的处理一直以来都是影响大气环境的关键因素,工业高速发展以来,人们排放到大气中的有机气体不论是量还是类,都发生了质的变化,环境治理刻不容缓。
减少环境污染最有效的途径就是从源头入手,降低有机气体的排放,这就需要高效、节能、经济的有机废气处理手段,因此在传统的处理技术上,研发新的处理技术就显得格外重要了。
相信随着科学技术的不断发展,创新性的有机废气处理技术也会被应用到工业生产中去,降低甚至消除大气中有机气体的排放指日可待。
参考文献
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