化工廠(chǎng)在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生大量的廢氣,比如氨、三甲胺、硫化氫、二氧化硫、甲硫氫、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和硫化氫等無(wú)機廢氣,還有VOC類(lèi):苯、甲苯、二甲苯、丙烯酸、醚類(lèi)、脂類(lèi)、醇類(lèi)、酮類(lèi)及苯乙烯等有機廢氣。不論有機廢氣還是無(wú)機廢氣,他們都有一個(gè)共同點(diǎn),散發(fā)著(zhù)很濃很大的化工氣味味道。
而且這些化工廢氣異味大都對人體有著(zhù)很大的危害,若處理不當,不僅會(huì )對周?chē)h(huán)境產(chǎn)生很大的影響,還會(huì )對化工廠(chǎng)員工和周?chē)用窠】翟斐蓸O大損害。
在化工企業(yè)中,煉油與石油化工過(guò)程是有機廢氣的排放大戶(hù)。煉油廠(chǎng)和石化廠(chǎng)的加熱爐和鍋爐的不完全燃燒排放的燃燒廢氣,生產(chǎn)裝置的不凝氣、弛放氣和反應中產(chǎn)生的副產(chǎn)品等過(guò)剩氣體,廢水和廢棄物的處理和運輸過(guò)程中發(fā)出的廢氣等是化工有機廢氣的主要來(lái)源。
按照生產(chǎn)行業(yè)可以分為石油煉制廢氣、石油化工廢氣、合成纖維廢氣;按廢氣排放方式又可以分為燃燒燃氣、生產(chǎn)工藝廢氣、火炬廢氣和無(wú)組織排放廢氣。
由于石化企業(yè)生產(chǎn)裝置規模大,其工藝廢氣的排放量和擴散范圍也大,工藝廢氣需經(jīng)過(guò)工業(yè)裝置回收及處理后才可以作為尾氣排入環(huán)境。
第二:化工廠(chǎng)廢氣處理方案的特點(diǎn)說(shuō)明
化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)裝置復雜,治理設施各異,其中廢氣的治理在石化工業(yè)中占有重要地位?;U氣有如下特點(diǎn):
1、易燃、易爆氣體較多。如低沸點(diǎn)的酮、醛、易聚合的不飽和烴等,大量易燃、易爆氣體如不采取適當措施,容易引起火災、爆炸事故,危害極大。
2、排放物大多都有刺激性或腐蝕性。如二氧化硫、氮氧化物、氯氣、氟化氫等氣體都有刺激性或腐蝕性,尤其以二氧化硫排放量最大,二氧化硫氣體直接損害人體健康,腐蝕金屬、建筑物和雕塑的表面,還易氧化成硫酸鹽降落到地面,污染土壤、森林、河流、湖泊。
3、廢氣中浮游粒子種類(lèi)多、危害大?;どa(chǎn)排除的浮游粒子包括粉塵、煙氣、酸霧等,種類(lèi)繁多,對環(huán)境的危害較大。特別當浮游粒子與有害氣體同時(shí)存在時(shí)能產(chǎn)生協(xié)同作用,對人的危害更為嚴重。
第三:化工廢氣處理常見(jiàn)方法
1,熱破壞法
熱破壞法是指直接和輔助燃燒VOC氣體,或利用合適的催化劑加快VOC的化學(xué)反應,最終達到降低有機物濃度,使其不再具有危害性的一種處理方法。
熱破壞法對于濃度較低的有機廢氣處理效果比較好,因此,在處理低濃度廢氣中得到了廣泛應用。
這種方法主要分為兩種,即直接火焰燃燒和催化燃燒。直接火焰燃燒對有機廢氣的熱處理效率相對較高,一般情況下可達到 99%。
而催化燃燒指的是在催化床層的作用下,加快有機廢氣的化學(xué)反應速度。這種方法比直接燃燒用時(shí)更少,是高濃度、小流量有機廢氣凈化的首選技術(shù)。
2,活性炭吸附法
利用吸附劑(粒狀活性炭和活性炭纖維)的多孔結構,將廢氣中的VOC捕獲。將含VOC的有機廢氣通過(guò)活性炭床,其中的VOC被吸附劑吸附,廢氣得到凈化,而排入大氣。
炭吸附法主要用于脂肪和芳香族碳氫化合物、大部分含氯溶劑、常用醇類(lèi)、部分酮類(lèi)和酯類(lèi)等的回收。
當炭吸附達到飽和后,對飽和的炭床進(jìn)行脫附再生;通入水蒸汽加熱炭層,VOC被吹脫放出,并與水蒸汽形成蒸汽混合物,一起離開(kāi)炭吸附床,用冷凝器冷卻蒸汽混合物,使蒸汽冷凝為液體。
對于水溶性VOC氣體,用精餾將液體混合物提純;水不溶性VOC氣體,用沉析器直接回收VOC。比如,涂料中所用的“三苯”與水互不相溶,故可以直接回收。
炭吸附技術(shù)主要用于廢氣中組分比較簡(jiǎn)單、有機物回收利用價(jià)值較高的情況,適于噴漆、印刷和粘合劑等溫度不高,濕度不大,排氣量較大的場(chǎng)合,尤其對含鹵化物的凈化回收更為有效。
3,冷凝法
廢氣中分離出來(lái),直接回收。但這種情況下,離開(kāi)冷凝器的排放氣中仍含有相當高濃度的VOC,不能滿(mǎn)足環(huán)境排放標準。
要獲得高的回收率,系統需要很高的壓力和很低的溫度,設備費用顯著(zhù)地增加。
這種處理方法主要適用于濃度高且溫度比較低的有機廢氣處理。
通常適用于VOC含量高(百分之幾),氣體量較小的有機廢氣的回收處理,由于大部分VOC是易燃易爆氣體,受到爆炸極限的限制,氣體中的VOC含量不會(huì )太高,所以要達到較高的回收率,需采用很低溫度的冷凝介質(zhì)或高壓措施,這勢必會(huì )增加設備投資和處理成本,因此,該技術(shù)一般是作為一級處理技術(shù)并與其它技術(shù)結合使用。
4,膜分離技術(shù)
膜分離技術(shù)的基礎就是使用對有機物具有選擇滲透性的聚合物膜,該膜對有機蒸氣較空氣更易于滲透10-100倍,從而實(shí)現有機物的分離。
適于高濃度、高價(jià)值的有機物回收,其設備費用較高。
最簡(jiǎn)單的膜分離為單級膜分離系統,直接使壓縮氣體通過(guò)膜表面,實(shí)現VOC的分離。
單級膜因分離程度很低,難以達到分離要求,而多級膜分離系統則會(huì )大大增加設備投資,故而在這方面的技術(shù)還有很大的研究空間。
5,變法吸附技術(shù)
吸附劑在一定壓力下吸附有機物;當吸附劑吸附飽和后,通過(guò)壓力變換來(lái)“釋放”脫附的有機物。
其特點(diǎn)是無(wú)污染物,回收效率高,可以回收反應性有機物。但是該技術(shù)操作費用較高,吸附需要加壓,脫附需要減壓,環(huán)保中應用較少。
6,熱氧化法
通過(guò)燃燒來(lái)消除有機物的,其操作溫度高達700℃-1,000℃,這樣不可避免地具有高的燃料費用;
為降低燃料費用,需要回收熱量,有兩種方式:傳統的間壁式換熱,新型非穩態(tài)蓄熱換熱技術(shù)。
間壁式熱氧化是用列管或板式間壁換熱器來(lái)捕獲凈化排放氣的熱量,它可以回收40%-70%的熱能,并用回收的熱量來(lái)預熱進(jìn)入氧化系統的有機廢氣。
預熱后的廢氣再通過(guò)火焰來(lái)達到氧化溫度,進(jìn)行凈化,間壁換熱的缺點(diǎn)是熱回收效率不高。
蓄熱式熱氧化(簡(jiǎn)稱(chēng)RTO)回收熱量采用一種新的非穩態(tài)熱傳遞方式。
主要原理是:有機廢氣和凈化后的排放氣交替循環(huán),通過(guò)多次不斷地改變流向,來(lái)最大限度地捕獲熱量,蓄熱系統提供了極高的熱能回收。
7,催化燃燒法
漆廢氣經(jīng)阻火器進(jìn)入催化凈化裝置,在板式熱交換器內與高溫尾氣進(jìn)行熱量交換,經(jīng)預熱的廢氣進(jìn)入加熱室(內設有電加熱管)進(jìn)一步升溫,達到起燃溫度的廢氣繼續進(jìn)入催化床內,在貴金屬Pt、Pd催化劑的作用下,使有機溶劑完全氧化分解為H2O和CO2,并釋放出大量反應熱,可維持催化燃燒所需的起燃溫度,達到熱平衡。
板式熱交換器將高溫尾氣與進(jìn)口低溫廢氣進(jìn)行熱量交換,部分熱量得以回收,減少了預熱能耗。經(jīng)回收部分熱量的高溫尾氣在引風(fēng)機抽力的作用下通過(guò)排氣筒達標排放。
系統達到熱平衡后自動(dòng)關(guān)閉電加熱裝置,此后,催化燃燒系統就靠廢氣中的有機溶劑燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱能,在無(wú)須外加能源的基礎上使催化燃燒繼續進(jìn)行直至結束??紤]到凈化裝置需要維修,在過(guò)濾阻火器前設置旁路管和旁路閥。
第四:化工廢氣處理設備適用范圍
不飽和樹(shù)脂廠(chǎng)、合成樹(shù)脂廠(chǎng)、制藥廠(chǎng)、 生物公司、油漆廠(chǎng)、塑料再生廠(chǎng)、電路板廠(chǎng)、石油化工廠(chǎng)、印刷廠(chǎng)、煤氣廠(chǎng)、化肥廠(chǎng)、鑄造廠(chǎng)、煉油廠(chǎng)、飼料廠(chǎng)、鋼鐵廠(chǎng)、合成洗滌劑廠(chǎng)、造紙廠(chǎng)、肥皂廠(chǎng)等等有毒有害污染物氣體的化工除臭凈化處理。