精细化工行业有机废气的治理措施

日期: 2021-09-02
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环境保护工作中,处理有机废气是重要的工作项目之一。环保部门加强对废气处理技术的了解,提高废气处理的质量,进而达到环境保护的目的,为人们的生活创造更好的环境。本文对环境工程中有机废气处理技术运用进行分析,希望能够为有关单位提供参考。


一、有机废气的概念与影响

有机废气的成份一般有非甲烷总烃、含氧化合物、卤代烃、含氮化合物、含硫化合物。中国在制造领域非常强大,但同时国内每年的有机废气排放量高达两千万吨,这个数值超过了二氧化硫、氮氧化物和粉尘的每年排放,而有机废气的不当释放对整个生态环境造成了很负面的影响。经济不断发展的同时,人们对生活条件的原则不断加强。在这方面,中国已经在“十三五”规划中将相关(例如有机废气处理) 的法律规定引入有关行业,制定了各种处理方案,这些成为了相关制造业必须重视环境保护工作的理由,同时也是产业提高自身经济效益的必要条件。


二、精细化工生产过程中有机废气排放源头

在精细化工生产过程中,有机废气几乎是全程排放,且大部分排放源头并非有组织的排放,如:生产装置泄漏、装卸车泄漏、设备管阀不严密、停工维修放空、油污池散逸等无组织排放。从精细化工生产企业的整体有机废气排放量来看,存在无组织有机废气的排放,且不容易及时有效处理。

1、有机废气的有组织排放源

在精细化工生产过程中,有组织的排放源基本是生产装置等,这些排放源产生的烟气有一定的气体污染物组成和排放量波动区间,便于企业大气污染物治理团队为其安装气体收集、处理设备,进行统一处理后达标排放。在我国正规的精细化工生产企业加工线上,有组织排放源的有机废气治理已经基本成熟,对大气环境的污染影响已经被大幅度降低。

2、有机废气的无组织排放源

在精细化工生产过程中,除去生产装置等有组织排放源外,还有很多无组织排放源,这些排放源的有机废气没有固定的气体污染物组成,排放量波动区间过大,难以进行有效地收集和处理,是导致精细化工生产企业有机废气污染影响存在的重要原因。精细化工生产企业的无组织排放源也是“十三五”期间有机废气治理的主要对象。

①设备密封处泄漏导致有机废气排放

在精细化工生产企业的加工生产过程中,很多设备中都设置有密封处,其目的在于防止石油等原材料、产品泄漏,避免造成原材料的浪费和污染物的泄漏。但在实际生产加工过程中,设备的密封处并不能实现全过程无泄漏,由于各种原因导致的跑、冒、滴、漏现象时有发生,这部分无组织排放源的排放量不容小觑。

②污水、冷却水中有机废气散逸

在精细化工生产过程中,污水需要集中处理后达标排放。在污水的集中、处理过程中,各个污水处理池基本处于露天状态,如:格栅、调节池、中和池、曝气池等,这就使得污水中含有的可挥发、含硫、酚类有机物能够全程进行挥发逸散。在精细化工生产过程中,冷却是不可或缺的辅助环节。正常情况下,冷却水与原材料、产物是不直接接触的。但当设备存在泄漏问题时,冷却水就有可能带走一部分原材料或产物,使得它们随着冷却水进入汽提等环节,进而逸散进入大气环境,形成无组织排放效果。


三、有机废气的处理措施

在精细化工行业中,在有机合成反应和离心提纯等工作环境下会制造出挥发性有机废物,同时伴有有机物储罐的无组织挥发。

1、固有的精细化工有机废气处理手段

有机废气在具有不同的产生根源的同时,每种有机废气的构造非常繁复。碳氢化合物、醇类化合物和醚类化合物都是经常出现的有机废气的主要组成成分。因此不可能只采取一个办法来处理全部精细化工有机废气,因为同一种物质,也会在其空气流通量和浓度相异的情况下发生各种变化,所以需要采取相应的手段。当前环境下,有机废气的净化手段主要有通常包括有价溶剂的回收技术和有机废气分子的分解技术。例如结合使用浓缩和燃烧技术,处理大量低浓度的有机废弃来降低有关投资成本。

2、现代的精细化工有机废气处理手段

结合使用RCO(催化式燃烧)、RTO(蓄热式燃烧)手段,基于精细化工有机废气的物理和化学特性,对它进行完整处理。例如利用精细化工有机废气本身的溶解度和沸点,就能以更少的能耗采取正确的方法完成处理工作。如果采用变温、变压吸附法回收溶剂,则主要根据公司的生产情况选择相应的吸附方法,以下主要介绍其中的两种:

(1) 活性炭吸附是精细化工有机废气回收的通常手段。在现阶段,它一般使用诸如:环境温度、环境压力、选择性吸附剂以及选择性渗透膜之类的手段对有机废气进行吸附处理。

(2) 精细化工有机废气的去除方法包括蓄热式热氧化等相关技术手段。有害有机物转化为无害的二氧化碳和水的主要原因是处理过程中发生的化学反应或生化反应,例如处理过程受到了热、催化剂或微生物的影响。


四、精细化工有机废气的主要处理方法

1、废气吸附法

废气吸附根据物理和化学的一系列变化过程,经吸附剂对污染物进行处理来实现有机废气的纯化。当有机废气处于的浓度低的状态时,使用吸附法成效更强,同时吸附的手段不适合直接被直接使用来处理高浓度的有机废气。此时应该通过冷凝等方法处理后,再利用这种技术净化废气。当前化工厂进行废气净化处理时,在精细化工有机废气纯化时,经常使用无机或有机吸附剂,表面积大、再生性高、热稳定性及化学稳定性好的吸附量大的吸附剂最受欢迎。当今废物净化时所能采用的吸附剂有很多种,例如活性炭就是其中一种净化材料。

采用吸附方法可以更全面地处理有机废气。吸附的过程无需利用深冷高压装置即能实现回收可再次利用成分的目标。而且,该方法在设备和操作上都要求简单,并且具有高度自动化,因此不会发生二次污染。

利用活性炭进行吸附,可以净化各个种类的浓度不高的有机废气。显示进行吸附的过程,活性炭和气体接触的瞬间就开始起作用。然而使用活性炭吸附废气中的污染物有一些不足之处,例如活性炭的吸附容量不大,吸附易饱和,它的消耗较大,但吸附力却没有相应的强大,因此需要一定时间增加废气的吸附量,且时间过长的情况下单位活性炭将降低吸附的质量。同时,吸附的目标物专一性也是在吸附过程中需要特别注意的关键点。在吸附混合废气的情况下,活性炭的吸附力就不太好。由于要处理的废气的物质分子大小和所使用的活性炭孔洞尺寸不相适应,从而引发解吸的发生,这种情况也是有的。

2、废气吸收法

吸收法以使有机废气与有机溶剂完全接触,并使吸收剂完全吸收有机废气的污染成分为原则。吸收剂一般通过物理或化学的变化反应达到有机废气的纯化处理。污染成分被完全吸收后,可以经由解吸的方法去除吸收剂内的冗余污染物,再对整体做专门的清洁和回收。酸性溶液和纯水等吸收剂较为常见。利用吸收剂进行吸收的整个过程优点是它创造了一个闭环的系统,这种吸附工作系统采用先进的运行理论来减少人员在设备平稳运行过程中的手动操作。

3、废气洗涤法

这种方法是指通过雾化喷淋系统将有机废气输送到清洗塔,气体通过填料床后,与洗涤液整体均匀接触。结合排放物的污染成分的物理、化学特性,使用吸附或化学手段去除污染物质并纯化有机废气。此外,洗涤塔还具有冷却、清洁、祛油等功能。

4、化工原材料储罐有机逸散治理技术

在精细化工生产企业中,化工原材料储罐是十分重要的原材料存储装置,化工原料蒸汽通过呼吸阀出现的逸散现象不仅对大气环境造成了污染,还或多或少浪费了企业的生产原材料,造成企业的生产成本提高。因此,精细化工生产企业要重视对储罐呼吸阀部分的治理工作,采用回收技术尽可能减少油蒸汽直接进入大气环境。目前,比较有效的储罐呼吸阀油蒸汽逸散治理方式包括:呼吸阀联通集气装置、更换为高效密封呼吸阀、采用高效双密封形式呼吸阀、采用浮盘形式呼吸阀等。

5、装卸环节有机逸散治理技术

化工原材料和产品装卸过程中,液体原材料蒸汽的产生、气压的变化导致的呼吸阀排气现象几乎不可避免。比如以石油炼化企业为例进行分析,原料蒸汽中的轻烃成分能够较空气更快的通过有机膜,从而实现轻烃成分与空气的分离,对轻烃成分进行有效回收。

6、污水处理场、冷却水有机废气治理技术

污水成为有机废气无组织排放源头之一的原因是敞开式污水池建设方式,因此,精细化工生产企业可以考虑将污水的处理池进行密闭处理,并加载气体收集处理装置,将污水散发出的有机废气进行集中处理。冷却水中携带的可有机废气量波动区间较大,建议在汽提环节的排气口处添加气体收集处理装置,降低冷却水成为有机废气逸散源头的可能性。与油蒸汽逸散部分的治理技术相似,冷凝回收、活性炭吸附等回收技术和燃烧、高温催化氧化等破坏性技术都可以参考使用,其中回收技术在面对高浓度有机废气时效果更佳。


结合前文所述,精细化工厂产生的有机废气应得到全面有效地控制处理,应根据实际情况选择合适的处理技术。如果最后产生的废气中污染物浓度较低,或者是废气本身可回收再利用,则要使用有机溶剂通过吸附方式进行回收并在处理后排放。接触燃烧和蓄热式燃烧也能够纯化有机废气,并且进行净化时被放出的热量能够被再次使用。


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